CaF2 katkısının atıklardan üretilen CaO – Al2O3 – SiO2 esaslı seramiklerin özelliklerine etkisinin incelenmesi
The effect of CaF2 addition on the processing of CaO - Al2O3 – SiO2 based ceramics properties from waste
Yazar: AYBARS ÖZEN
Danışman: PROF. DR. ŞENOL YILMAZ
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering
Dizin: Atık camlar = Waste glasses ; Bor atığı = Boron waste ; Seramikler = Ceramics ; Uçucu kül = Fly ash ; Yüksek fırın cürufları = Blast furnace slags

Özet:
Bu çalışmada granüle yüksek fırın cürufu, termik santral atık uçucu külü, bor üretim atığı, atık cam ve magnezit refrakter üretim atık karışımlarından CaO – Al2O3 – SiO2 (CAS) esaslı seramiklerin özelliklerine CaF2 katkısının etkisi incelenmiştir. Ağırlıkça % 0, 3, 6, 9 ve 12 oranlarında CaF2, granüle yüksek fırın cürufu, termik santral uçucu külü, bor üretim atığı, magnezit refrakter atığı ve atık cam karışımına ilave edilerek bileşimler hazırlanmıştır. Silindirik numuneler preslenerek şekillendirilmiş ve 900, 950, 1000, 1050 ve 1100 °C sıcaklıklarda 2 saat süre ile sinterlenip karakterize edilmiştir. Bu amaçla taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile mikroyapıları, X-ışını difraksiyonu (XRD) ile de faz analizleri yapılmış olup sinterlenmiş numunelerin pişme küçülmesi, bulk yoğunluğu, görünür gözenekliliği, su emmesi, donma, pamuklaşma özellikleri ve eğilme mukavemeti değerleri belirlenmiştir. Böylece CaF2 katkısının granüle yüksek fırın cürufu, termik santral uçucu külü, bor üretim atığı, magnezit refrakter atığı ve atık cam tozu karışımlarından üretilen seramiklerin özelliklerine etkileri incelenmiştir. CaF2 katkısının sinterleme sıcaklığının artışıyla gözenek miktarında ve su emme değerlerinde azalmaya, bunun yanı sıra yoğunluk değerlerinde
ise artışa sebep olduğu görülmüştür. Elde edilen sonuçlar atık karışımlarından üretilen CAS esaslı seramiklerin yapı malzemesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir.

Abstract:
In this study, the effect of CaF2 additive on the properties of CaO – Al2O3 – SiO2 (CAS) based ceramics from granulated blast furnace slag, thermal power plant waste fly ash, boron production waste, waste glass, and magnesite refractory production waste mixtures was investigated. Compositions were prepared by adding 0, 3, 6, 9, and 12% by weight CaF2 to the mixture of granulated blast furnace slag; thermal power plant fly ash, boron production waste, magnesite refractory waste, and waste glass. Cylindrical samples were shaped by pressing and sintered at 900, 950, 1000, 1050 and 1100 °C for 2 hours and characterized. For this purpose, microstructures with scanning electron microscopy (SEM) and phase analyses with X-ray diffraction (XRD) were made, and firing shrinkage, bulk density, apparent porosity, water absorption, freezing, cottonization properties, and compression strength values of sintered samples were determined. Thus, the effects of CaF2 additive on the properties of ceramics produced from mixtures of granulated blast furnace slag, thermal power plant fly ash, boron production waste, magnesite refractory waste, and waste glass powder were
investigated. It was observed that the CaF2 additive caused a decrease in the amount of pores and water absorption values with the increase of the sintering temperature and an increase in the density values. The results showed that CAS-based ceramics produced from waste mixtures could be used as building materials.