Bazalt lifi ve karbon lifi ilaveli yüksek fırın cürufu esaslı geopolimer harçların bazı mekanik ve durabilite özellikleri
Some mechanical and durability properties of basalt fiber and carbon fiber reinforced blast furnace slag based geopolymer mortars
Yazar: ŞEYMA AYDIN
Danışman: DOÇ. DR. ŞİRİN KURBETÇİ
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Dünyadaki yıllık CO2 salınımının %8'ini oluşturan çimento üretimini azaltacak 
alternatif bir malzeme kullanımı sürdürülebilir bir çevre oluşturulması açısından önemlidir. 
Geopolimer batonlar, atık malzemelerin üretime dâhil edilmesini sağlar, daha az enerji 
tüketimine sebep olur ve düşük CO2 emisyonunu sağlar. Bunun yanı sıra geopolimerlerin 
gevreklik, düşük eğilme dayanımı ve bazı dayanıklılık özelliklerini iyileştirmek amacıyla lif 
kullanımı konusunda araştırmalar sürdürülmektedir. Bu çalışmada öncül olarak yüksek fırın 
cürufu kullanılan harçlara bazalt lifi ve karbon lif ilavesinin bazı dayanım ve dayanıklılık 
özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Geopolimer harçlar iki farklı dozajda (300 kg/m3
ve 320 kg/m3) üretilmiş; %0, %0.5 ve %1 oranlarında bazalt lifi ve karbon lif ilave edilmiştir. Alkali aktivatör olarak sodyum hidroksit ve sodyum silikat kullanılmıştır. Üretilen numunelerin 1, 
28 ve 180 günlük basınç ve eğilme dayanımları, ultrases geçiş hızları, su emme oranları, 
kılcallık katsayıları, aşınma kayıpları, darbe dayanımları ve 200℃, 400℃, 600℃ ve 800℃
sıcaklık sonrası mekanik özellikleri ve kütle kayıpları belirlenmiştir. Yüksek fırın cürufu 
esaslı geopolimer harçlara bazalt lifi ve karbon lifi ilavesi basınç ve eğilme dayanımlarında 
artış oluşturmuş, su emme ve kılcallık katsayılarını azaltmış, darbe dayanımını arttırmış, 
yüksek dozajlı harçların aşınma kaybını azaltmıştır. 200oC sıcaklıkta basınç dayanımları 
artmış, 600oC ve 800oC'de mekanik özelliklerde oluşan kayıplar lif içermeyen harçlarla aynı 
düzeyde olmuştur. Lif türünün etkisi özelliklere göre değişmiş, en olumlu iyileşmeler 
genellikle %1 lif ilaveli harçlarda gözlenmiştir.

Abstract:
The use of an alternative material to reduce cement production, which accounts for 8% 
of the world's annual CO2 emissions, is important for creating a sustainable environment. 
Geopolymer concretes allow waste materials to be incorporated into production, resulting in 
less energy consumption and low CO2 emissions. In addition, research is being conducted 
on the use of fibers to improve the brittleness, low flexural strength and some durability 
properties of geopolymers. In this study, the effect of basalt fiber and carbon fiber addition 
to mortars using blast furnace slag as precursor on some strength and durability properties 
was investigated. Geopolymer mortars were produced at two different dosages (300 kg/m3
and 320 kg/m3) and basalt fiber and carbon fiber were added at 0%, 0.5% and 1%. Sodium 
hydroxide and sodium silicate were used as alkali activators. Compressive and flexural 
strengths, ultrasonic pulse velocity, water absorption, capillarity coefficients, abrasion 
losses, impact strengths and mechanical properties and mass losses after exposure of 200℃, 
400℃, 600℃ and 800℃ temperatures were determined. The addition of basalt fiber and 
carbon fiber to blast furnace slag based geopolymer mortars increased the compressive and 
flexural strengths, decreased the water absorption and capillarity coefficients, increased the 
impact strength, and reduced the abrasion loss of high dosage mortars. Compressive strength 
increased at 200oC, and losses in mechanical properties at 600oC and 800oC were at the same 
level as mortars without fibers. The effect of fiber type varied according to the properties 
and the most positive impact was generally observed in mortars with 1% fiber addition.