Yüksek fırın cürufu bağlayıcılı geopolimer betonun yüksek sıcaklık dayanımına iri lastik atığının ve nano silisin etkisi
The effect of coarse tire waste and nano silica on high temperature resistance of geopolymer concrete with blast furnace slag binder
Yazar: ABDURRAHMAN YOLCU
Danışman: PROF. DR. MEHMET BURHAN KARAKOÇ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada üç farklı bağlayıcı dozajının; (300 kg/m3, 400 kg/m3 ve 500 kg/m3) geopolimer beton (GB) numunelerin, mekanik ve dayanıklılık özelliklerine etkileri %98 yüksek fırın cürufu (YFC) ve %2 nano silisten (NS) oluşan bağlayıcı içerğinde araştırılmıştır. Agrega bileşiminde ise ince agrega olarak doğal kum kullanılırken iri lastik atıklar (İLA) ise iri agreganın (4-8 mm) hacimce farklı oranlarında (%0, %5, %10 ve %15) ikame edilmiştir. Katı kısım tarif edildiği gibi elde edildikten sonra 12 mol sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi kullanılarak GB numunelerinin aktivasyonu sağlanmıştır. Çözelti/bağlayıcı (Ç/B) oranı 0,45'te sabit tutulmuştur. Üretilen GB numuneler, 28 gün boyunca oda sıcaklığında kürlenmeye bırakılmıştır. Kürlenme süresini tamamlayan numuneler 1 saat süresince 250ºC, 500ºC ve 750ºC sıcaklıklara maruz bırakıldıktan sonra mekanik (basınç, eğilme, yarmada çekme dayanımları ve darbe dayanımı), fiziksel (ağırlık değişimi ve kılcal geçirgenlik) ve mikro yapı özellikleri incelenmiştir. Deneysel bulgular, bağlayıcı dozajındaki artışın tüm mekanik özelliklerde önemli artışlara neden olduğunu ortaya koymuş ve bunun daha düşük bağlayıcı dozajı kullanılarak üretilen muadillerine göre daha yoğun ve daha kompakt bir mikroyapı oluşmasından kaynaklandığı tahmin edilmiştir. İLA kullanımının basınç dayanımı ve yüksek sıcaklık dayanımı üzerindeki olumsuz etkilerinin yanı sıra, GB numunelerinin eğilme dayanımı, darbe dayanımı ve yarmada çekme dayanımı değerleri gibi diğer performans kriterleri İLA kullanımı ile önemli ölçüde iyileşmiştir. Sonuç olarak, deneysel bulgular iri lastik atıkların GB üretiminde kullanılmasının bazı mekanik ve dayanıklılık özellikleri açısından avantajlı olduğunu göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Geopolimer, iri lastik atığı, yüksek sıcaklık, yüksek fırın cürufu, nano silis, kılcal geçirgenlik, darbe dayanımı.

Abstract:
In this study, geopolymer concrete (GB) samples of three different binder dosages (300 kg/m3, 400 kg/m3 and 500 kg/m3); the effects on mechanical and durability properties were investigated in binder contents consisting of 98% blast furnace slag (YFC) and 2% nano silica (NS). In the aggregate composition; while natural sand was used as fine aggregate, coarse rubber waste (ILA) was substituted in different proportions (0%, 5%, 10% and 15%) of coarse aggregate (4-8 mm). After the solid was obtained as described, activation of the GB samples was achieved using 12 M sodium hydroxide (NaOH) solution. The Solution/binder (Ç/B) ratio was kept constant at 0.45. The produced GB samples were left to cure at room temperature for 28 days. After the samples, which completed the curing period, were exposed to temperatures of 250ºC, 500ºC and 750ºC for 1 hour, their mechanical (compressive, bending, splitting tensile strength and impact strength), physical (weight change and capillary permeability) and microstructure properties were investigated. Experimental findings revealed that the increase in binder dosage resulted in significant increases in all mechanical properties and it was estimated that this was due to the formation of a denser and more compact microstructure than their counterparts produced using lower binder dosage. In addition to the negative effects of using ILA on compressive strength and high temperature resistance, other performance criteria such as flexural strength, impact strength and splitting tensile strength values of GB samples were significantly improved with the use of ILA. As a result, experimental findings showed that the use of coarse waste tire in GB production is advantageous in terms of some mechanical and durability properties.
Keywords: Geopolymer, coarse waste tire, high temperature, blast furnace slag, nano silica, capillary permeability, impact resistance.