Çimento esaslı yapıştırıcı harçlarda sepiyolit katkılı malzeme geliştirilmesi
Development of sepiolite doped materials in cement mortar adhesive
Yazar: GAFURE ERSEVER ANGUR
Danışman: PROF. DR. MEHMET SABRİ ÇELİK ; DOÇ. DR. MUSTAFA ÇINAR
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Maden Mühendisliği ve Madencilik = Mining Engineering and Mining
Dizin: Reoloji = Rheology ; Yapı malzemeleri = Building materials ; Çimento üretimi = Cement production

Özet:
Bu tez, çimento esaslı yapı kimyasalı ürünlerinde kullanılan ve kritik bir öneme sahip olan "su tutucu" katkı malzemesine alternatif yerli yeni bir malzeme geliştirilmesi için gerekli çalışmaları kapsamaktadır. Çimento esaslı yapı malzemelerinde mekanik performansı belirleyici mekanizma olan hidratasyon reaksiyonu sırasında çimentonun suyla olan etkileşimine en büyük oranda etki eden bileşenler ‟su tutucu" malzemelerdir. Günümüzde çimento esaslı yapıştırma harçlarında yaygın olarak kullanılan su tutucu malzemeler selüloz eterleridir. Bunun yanı sıra, standart bir yapıştırıcı formülündeki selüloz eteri oranı ağırlıkça %1'den küçük olmasına rağmen bu katkının maliyeti toplam reçete maliyetinin yaklaşık %25'ini oluşturmaktadır.
Doğal bir kil minerali olan sepiyolit, içerdiği lif demetleri, kanallı yapısı ve yüzeyindeki silanol ve hidroksil grupları nedeniyle yüksek oranda su tutma kabiliyetine sahiptir. Bu sebeple çimentolu ürünlerde su tutucu malzeme olarak kullanılmaya aday olmasıyla beraber etkin yöntemlerle yapısında bulunan safsızlıklardan uzaklaştırılması, demetler halinde bulunduğu liflerinden ayrılması ve yüzeyinin uygun kimyasallarla ( silan bileşikleri, guar sakızları vs. ile) modifiye edilmesi gerekmektedir.
Bu tez kapsamında çalışmalar dört ana başlık altında toplanmıştır: 1) Ticari sepiyolit ürünlerinin kimyasal ve fiziksel karakterizasyonu ile bunların çimentolu ürünlerdeki performans testleri 2) Uygun sepiyolit kaynağının araştırılması ve bu kaynaktan çıkarılan sepiyolitin safsızlaştırılması işlemi 3) İlk iki aşamanın sonuçları ışığında fiziksel ve/veya kimyasal yollarla ham sepiyolitin katkılandırma çalışmaları 4) Katkılandırılmış sepiyolit kullanılarak geliştirilmiş çimentolu ürünlerde reçete optimizayonu çalışmaları.

Abstract:
This project comprises the studies to develop a national source based on material that can be used as an alternative material to one of the most critical additives used in cement based construction chemical products, which is "water retaining additive". Water retaining additives are the compounds that greatly affect hydration reaction, which occurs between cement and water and determine the mechanical performance in cement based on construction materials. Today, cellulose ethers are commoly used as water retaining agents in cement based on adhesive mortars. Moreve even though the amount of cellulose ether in a standart adhesive formulation is less than 1 %wt, it comprises approximately 25% of the total cost of the recipe.
Sepiolite, a natural clay, has the ability to retain high level of water due to its microfiber bundles, structure with channels, and silanol and hydroxyl groups on its surface. Therefore, it is an appropriate candidate to be used as a water retaining agent in cementitious products, but it has to be purified from its impurities, disintegrated from its agglomerates of bundles and surface modified with suitable chemicals (e.g. silane compounds, guar gums, etc.).
The experimental studies are grouped under four main headings: 1) Physical and chemical characterization of commercially available sepiolite products, and their performans tests in cementitous products, 2) Investigation of appropriate sepiolite source, and removal of the impurities coming from this source, 3) according to the results of the first two stages, physical and/or chemical modification studies of raw sepiolite, 4) Otimization of the recipe of cementitious products, which is developed using the modified sepiolite.