Geri dönüştürülmüş geopolimer agregalardan üretilen normal betonların mekanik ve fiziksel özelliklerini araştırılması
Investigation of the properties of normal concretes produced from recycled geopolymer aggregates
Yazar: SAYED AHMAD ANIS
Danışman: DOÇ. DR. RIZA POLAT
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Malzemesi Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: A Mediterranean Society = A Mediterranean Society ; Abdi-i Karahisari = Abdi-i Karahisari

Özet:
Amaç: Normal betona sürdürülebilir bir alternatif olan geopolimer betonlardan geri dönüştürülmüş agregaların, Portland çimentosu ile üretilen betonlarda kullanılabilirliğini araştırmaktır.
Yöntem: Geri dönüştürülmüş geopolimer agregalar (GDGA), perlit, yüksek fırın cürufu, kırmızı çamur, volkanik kül ve uçucu kül esaslı geopolimer beton numunelerden mekanik yöntemle kırılarak elde edilmiştir. Elde edilen agregalar, CEM I çimentosu ile üretilen betonda, ince, iri ve iri+ince olmak üzere üç ayrı boyutta normal agrega yerine kullanılarak toplamda (yalnızca doğal agregaların kullanıldığı referans karışımı) 4 farklı karışım üretilmiştir. Ayrıca, çimento etkisini de araştırmak için CEM II çimento ile doğal agrega yerine yalnızca iri agrega yer değiştirilerek kontrol karışımıyla birlikte 2 karışım üretilmiştir. Üretilen betonların üzerinde basınç dayanımı, eğilme dayanımı, aderans dayanımı, kısıtlanmış rötre, zamana bağlı boy değişimi, UPV (Ultrasonik Darbe Hızı), su emme ve yoğunluk deneyleri yapılmıştır. Ayrıca karışımların yüksek sıcaklık etkisi (300 ve 600C) sonrası basınç dayanımı, UPV ve ağırlık kaybı özellikleri araştırılmıştır.
Bulgular: GDGA, betona ikame edildiğinde beton basınç dayanımlarının azaldığı ve bu azalmanın eğilme ve aderans dayanımlarında nispeten daha az olduğu tespit edilmiştir. Diğer taraftan, GDGA ikamesiyle betonların UPV ve yoğunluk değerlerinde düşüş, çatlama yaşları (ring test), boy değişimleri, su emmeleri ve geçirimli boşluk hacimlerinde ise artış meydana geldiği tespit edilmiştir. GDGA içeren karışımlarda zamanla dayanım kazanma oranı normal betondan fazla olduğu gözlemlenmiştir. İnce GDGA'lı karışım, iri GDGA'lı karışıma göre daha düşük basınç ve eğilme dayanımına sahip olmasına rağmen daha az boy değişim gösterdiği, daha az su emme ve daha geçirimsiz olduğu tespit edilmiştir. 
Sonuç: Geopolimer beton atıkları geri dönüştürülebilir ve Portland çimento betonda mekanik, fiziksel ve diğer özelliklerinde kayıplar oluşması göz önüne alınarak kullanılabilir fakat alkali silika-reaksiyon oluşumu riski vardır.

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to investigate the usability of aggregates which recycled from geopolymer concrete, which is a sustainable alternative to normal concrete, in concrete produced with Ordinary Portland cement.
Method: Recycled geopolymer aggregates (RGA) were obtained by crushing of perlite, blast furnace slag, red mud, volcanic ash and fly ash based geopolymer concrete samples in two different (coarse and fine) sizes fraction. The obtained aggregates were used instead of normal aggregates in three different CEM I cement type mixtures as fine, coarse and coarse + fine aggregates, and in addition of natural aggregates mixture as a control mixture, totally 4 mixtures were produced. In addition, to investigate the cement effect, 2 mixtures were made with the control mixture by replacing only coarse aggregate with CEM II cement instead of natural aggregate. Compressive strength, flexural strength, bond strength, restrained shrinkage, time-dependent length change, UPV (Ultrasonic Pulse Velocity), water absorption and bulk density tests were performed on the produced concretes. In addition, the compressive strength, UPV and weight loss properties of the mixtures after the effect of high temperature (300 and 600°C) were investigated.
Results: When RGA was added to the concrete, the compressive strengths decreased. It has been determined that it has less effect on flexural strength and bond strength. UPV values and bulk density decrease, cracking ages in ring test, length changes, water absorption, volume of permeable voids increased. It has been observed that the rate of gaining strength over time in mixtures containing RGA is higher than that of normal concrete. It has been determined that although the mixture with fine RGA causes lower compressive and flexural strength than the mixture with coarse RGA, it shows less length change, less water absorption, and more impermeable.
Conclusion: Geopolymer concrete wastes can be recycled and can be used considering the loss of mechanical, physical and other properties of Portland alkali silica-reaction formation.