Magnezyum oksiklorür çimentosu ile pomza katkılı hafif yapı malzemesi üretilmesi
Production of pumice doped light weight construction material by using magnesium oxychloride cement
Yazar: CAN GÜVEN
Danışman: PROF. DR. ABİDİN TEMEL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, Magnezyum Oksiklorür çimentosu (Sorel çimentosu) esaslı pomza katkılı hafif yapı malzemeleri üretilmiştir ve karakterize edilmiştir. Sorel çimentosu üretimi için iki farklı molar oran belirlenmiştir. Bu iki oranın belirlenmesinde, farklı molar MgO içeriğine sahip olmasına ve Faz 5 kristallerinin oluşmuş olmasına dikkat edilmiştir. İlk olarak hazırlanan Sorel çimento karışımları, H2O/MgCl2 molar oranı 12/1‟de sabit tutulmuştur ve MgO/MgCl2 molar oranları 13/1 ve 6.8/1 olan iki farklı oranda hazırlanmıştır. Hafif yapı malzemesi üretimi için 0 - 4 mm (ince), 4 - 8mm (orta) ve 8 - 16 mm (iri) tane boylarına sahip üç farklı pomza türü kullanılmıştır.
Sorel çimentolar saf su ve şebeke suyu ile hazırlanıp incelenmiştir. X-Işınları Kırınım difraktogramları ve taramalı elektron mikroskobu analizleri ile Sorel çimentolarında esas olarak Faz 5 kristallerinin oluştuğu saptanmıştır. Ayrıca, her iki oran için, saf su ile hazırlanmış çimentolar, daha düşük yoğunluğa sahip olduğu durumda daha yüksek basınç dayanımına sahip oldukları gözlemlenmiştir. Bu nedenlerden dolayı, hafif yapı malzemelerin saf su ile hazırlanılmasına karar verilmiştir. Pomza katkılı hafif yapı malzemeleri, pomzaların kalıplara doldurulmasının ardından Sorel çimentonun ilavesi ile hazırlanmıştır.
Hafif yapı malzemeleri üzerinde yoğunluk analizleri, basınç dayanım deneyleri, su emme ve görünür gözeneklilik, gözeneklilik ve ısıl iletkenlik katsayısı ölçümleri yapılmıştır. Ölçüm sonuçlarına göre, her iki molar oranlar için, ince tane boyuna sahip pomzalar ile hazırlanmış numuneleri, en düşük gözeneklilik değerleri ile en yüksek basınç dayanımına, yoğunluğa ve ısıl iletkenlik katsayı değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. İri boy pomza ile hazırlanmış numuneler ise, ortanca gözeneklilik, basınç dayanım yoğunluk ve ısıl iletkenlik değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Orta tane boylarına sahip pomzalar ile hazırlanmış numuneler, en yüksek gözeneklilik değerleri ile en düşük basınç dayanımına, yoğunluğa ve ısıl iletkenlik katsayı değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir.
Ancak, aynı pomza tane boyları için, çimento karışımlarının farklılıkları incelendiğinde, MgO/MgCl2 molar oranı 6.8/1 karışım için hafif yapı malzemelerin, MgO/MgCl2 molar oranı 13/1 karışımına göre, basınç dayanımları, gözeneklilik, yoğunluk ve ısıl iletkenlik katsayı değerleri daha düşük iken, görünür gözeneklilik ve su emme değerleri daha yüksek çıkmıştır.

Abstract:
In this thesis, pumice added magnesium oxychloride cement (sorel cement) based light weight building materials were produced and characterized. Two different molar ratios were determined for production of sorel cements. While choosing the molar ratios, attention has been paid on each mixtures having different molar MgO ratios, and formation of phase 5 crystals. The molar ratio of H2O/MgCl2 in the cement mixtures was fixed at 12/1, and two different cements were prepared with MgO/MgCl2 molar ratios of 13/1 and 6.8/1. In this study, pumice added light weight concrete were produced with different sizes of pumice grains, and those are 0 - 4 mm (fine), 4 - 8mm (medium), and 8 - 16 mm (coarse).
Sorel cements were prepared with distilled water and tap water and examined. Formation of Phase 5 crystals had been obtained by analyzes of X-Ray Diffraction and Scanning Electron Microscope. In addition, for each ratios, cements with distilled water have less density and more compressive strength values. It was decided to prepare light weigt
building materials with distilled water. In production of light weigt building materials, first, moulds were filled with pumice then sorel cements were added to the moulds.
Density analyzes, compression strength tests, open porosity, water absorption, porosity and thermal conductivity measurements were performed on light weight building materials. According to the results, for both molar ratios, the materails prepared with fine size of pumice grains, was identified to have the highest compressive strength, the lowest porosity, density and thermal conductivity coefficient values. The materails prepared with coarse size of pumice grains, was identified to have median compressive strength, porosity, density and thermal conductivity coefficient values. With medium size of pumice grains, was identified to have the lowest compressive strength, the highest porosity, density and thermal conductivity coefficient values.
However, for same pumice grains, when the differences of cement mixtures are examined, the materials with MgO/MgCl2 molar ratio 6.8/1 have lower compressive strength, porosity, density and thermal conductivity coefficient values. On the other hand, they have higher open porosity and water absorption values than the light weight building materials with MgO/MgCl2 molar ratio 13/1.