Yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan perlit ve uçucu kül esaslı geopolimer harçların mekanik ve mikroyapı özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical and microstructural properties of perlite and fly ash-based geopolymer mortars subjected to high temperature
Yazar: GÜLAY ERDOĞAN
Danışman: DOÇ. DR. SERHAT ÇELİKTEN
Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Geopolimerler = Geopolymers ; Harç = Mortar ; Kür koşulları = Cure conditions ; Perlit = Perlite ; Uçucu kül = Fly ash ; Yapı malzemeleri = Building materials ; Yüksek sıcaklık = High temperature

Özet:
Bu tez çalışmasında, ince öğütülmüş ham perlit (HP) ve F Sınıfı uçucu kül (UK) kullanılarak geopolimer harçlar üretilmiştir. Üretilen harçların fiziksel, mekanik ve mikroyapısal özellikleri üzerine kür koşullarının, HP/UK kütle oranının ve yüksek sıcaklıkların etkileri araştırılmıştır. Geopolimer harçlar, 10M NaOH çözeltisi ile aktive edilmiştir. Geopolimer harçların HP/UK kütle oranları 100/0, 75/25, 50/50, 25/75 ve 0/100 olarak belirlenmiştir. Üretilen harçlar 90 °C'de 4, 8 ve 24 saat olmak üzere üç farklı sürede ısıl küre tabi tutulmuştur. Taze haldeki harçlar üzerinde yayılma deneyi gerçekleştirilmiştir.  Sertleşmiş harçlar üzerinde 7., 28. ve 90. günlerde eğilme dayanımı ve basınç dayanımı deneyleri uygulanmıştır. 90 günlük harçların su emme ve boşluk oranları belirlenmiştir. 90 günlük geopolimer harçlar 400 °C, 600 °C ve 800 °C'ye ayrı ayrı maruz bırakılmıştır. Geopolimer harçların yüksek sıcaklık performansları yüksek sıcaklık etkisi sonrası kütle kaybı, dayanım kaybı ve mikro yapılarda meydana gelen değişiklikler açısından belirlenmiştir. Ortam sıcaklığında ve yüksek sıcaklıklarda en iyi performans 25/75 HP/UK kütle oranı ile üretilen geopolimer harçlarda gözlenmiştir. Deney sonuçları, HP/UK esaslı harçlar için 90 °C'de en optimum ısıl kür süresinin 8 saat olduğunu göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Perlit, uçucu kül, geopolimer harç, kür koşulları, yüksek sıcaklık

Abstract:
In this thesis, geopolymer mortars were produced by using finely ground raw perlite (HP) and Class F fly ash (UK). The effects of curing conditions, HP/UK mass ratio and high temperatures on the physical, mechanical and microstructural properties of the produced mortars were investigated. Geopolymer mortars were activated with 10M NaOH solution. HP/UK mass ratios of geopolymer mortars were determined as 100/0, 75/25, 50/50, 25/75, and 0/100. The produced mortars were subjected to thermal curing at 90 °C for three different periods of 4, 8, and 24 hours. Flow table test was carried out on fresh mortars. Flexural strength and compressive strength tests were carried out on the hardened mortars at 7th, 28th, and 90th days. Water absorption and void ratios of 90-day mortars were determined. 90-day geopolymer mortars were exposed to 400 °C, 600 °C, and 800 °C, separately. High temperature performances of geopolymer mortars were determined in terms of mass loss, strength loss, and changes in microstructures after high temperature effect. The best performance at ambient and high temperatures was observed in geopolymer mortars produced with a mass ratio of 25/75 HP/UK. The test results showed that the optimum thermal curing time at 90 °C for HP/UK based mortars was 8 hours.

Keywords: Perlite, fly ash, geopolymer mortar, curing conditions, elevated temperature