Hafif geopolimer harçların fiziksel ve mekanik olarak incelenmesi
Physical and chemical investigation of lightweight geopolymer mortars
Yazar: TUĞÇE ÇELİK
Danışman: PROF. DR. HASBİ YAPRAK
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İnşaat sektöründe çimento esaslı malzemelerin kullanımı enerji tüketimine ve CO2 emisyon  artışına katkıda bulunur. Çimentolu kompozitlerin yerine geopolimer (GP) kullanılarak başta enerji tüketimi ve CO2 emisyonlarının azaltılması, inşaat sektörünün iklim değişikliğine katkısının hafifletilmesi ve sürdürülebilirlik açısından önemlidir. Bu çerçevede çevre dostu alternatif ürünlerin geliştirilmesi son zamanlarda ön plana çıkmıştır. Alüminosilikat bileşikleri bakımından zengin atık ve doğal malzemeler ve hafif agregalar kullanarak hafif geopolimer (HG) ürünlerin üretilmesi ve kullanımı önemli çevresel ve ekonomik faydalar sağlar. HG, üniform ve ince gözenek yapısı ile yapı yüklerinin azaltılması sonucu yapının sismik direncini arttırır, düşük ısı iletkenliği ile yapının enerji tüketimini azaltır, ayrıca ses yalıtımı, düşük büzülme, asit ve yangına dayanıklılık, düşük karbon ayak izi özellikleri ile ön plana çıkar. Bu çalışmada hafif agrega olarak pomza (P) ve genleştirilmiş perlit (GP), %0; %50 ve %100 oranlarında hacimsel olarak yer değiştirilerek kullanılmıştır. Bağlayıcı olarak YFC ve atık tuğla tozu (TT) kullanılmış, TT %10 oranında YFC yerine ikame edilmiştir. Aktivatör olarak NaOH ve Na2SiO4 tüm karışımlarda aynı oranda yer almıştır.  40x40x160 mm ve 40x40x40 mm boyutunda hazırlanan geopolimer harç numunelerin birim ağırlık, basınç, eğilme, 250; 500°C yüksek sıcaklık, 30 ve 60 gün süreli sülfat ve asit direnci özellikleri test edilmiştir. 28 günlük basınç dayanımı değerlerinin 4,4-23,10 MPa, eğilme dayanımlarının 0,48-1,32 MPa arasında değiştiği, GP'nin numunelerin mekanik, durabilite ve yüksek sıcaklık özelliklerini olumsuz olarak etkilediği gözlemlenmiştir.

Abstract:
The use of cement-based materials in the construction industry contributes to increased energy consumption and CO2 emissions. Using geopolymer (GP) instead of cement composites is important in terms of reducing energy consumption and CO2 emissions, mitigating the contribution of the construction sector to climate change, and sustainability. In this context, the development of environmentally friendly alternative products has recently come to the fore. The production and use of lightweight geopolymer (HG) products using waste and natural materials rich in aluminosilicate compounds and lightweight aggregates provides significant environmental and economic benefits. HG increases the seismic resistance of the structure as a result of reducing building loads with its uniform and fine pore structure, reduce the energy consumption of the structure with its low thermal conductivity, and also stands out with its sound insulation, low shrinkage, acid and fire resistance, and low carbon footprint properties. In this study, pumice (P) and expanded perlite (GP) were used as lightweight aggregates by volumetric replacement at 0%, 50%, and 100%. YFC and waste brick dust (TT) were used as binders, and TT was replaced by YFC at a rate of 10%. NaOH and Na2SiO4 were used as activators at the same rate in all mixtures. The unit weight, pressure, bending, 250, 500 °C high temperature, 30 and 60 day sulfate and acid resistance properties of geopolymer mortar samples prepared in 40x40x160 mm and 40x40x40 mm sizes were tested. It was observed that the 28-day compressive strength values varied between 4.4-23.10 MPa, the flexural strengths varied between 0.48-1.32 MPa, and GP negatively affected the mechanical, durability and high temperature properties of the samples.