Uçucu kül-kireç bağlayıcısının alçı ile aktivasyonu
Activation of fly ash-lime binder with gypsum
Yazar: SANEM DAMAR TEKİN
Danışman: PROF. DR. SELÇUK TÜRKEL
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Uçucu kül ve yüksek fırın cürufu gibi amorf karakterli malzemeler bir aktivatör vasıtasıyla aktive edilerek bir bağlayıcıya dönüştürülebilmektedir. Üretilen bağlayıcıların kullanımı, yüksek mekanik performans, düşük enerji giderleri, düşük kirletici gaz emisyonları ve çevrenin daha az tahrip edilmesi gibi avantajlar sunmaktadır. Ayrıca, atık malzemelerin kullanımıyla, atıkların çevreye verdiği zararlar ve depolama problemleri de azalmaktadır.
Bu tez çalışması kapsamında, uçucu kül ve kireç bağlayıcıları sülfat aktivatör olarak kartonpiyer alçısı, fosfojips ve kalsine fosfojips kullanılarak aktivasyon yapılmıştır. Ağırlıkça yüzde 50 uçucu kül, yüzde 50 kireç; yüzde 60 uçucu kül, yüzde 40 kireç; yüzde 70 uçucu kül, yüzde 30 kireç; yüzde 80 uçucu kül, yüzde 20 kireç; yüzde 90 uçucu kül, yüzde 10 kireç karışımları kullanılarak 5 ana gurupta numuneler hazırlanmıştır. Bu karışımlar kontrol gurubu karışımı olarak adlandırılmıştır. Numuneler hazırlanırken su oranı için yapılan ön deneyler sonucunda belirli bir yayılma çapı belirlenmiş ve tüm deneyler de bu yayılma çapı (126 milimetre artı eksi 2) aralığında sürdürülmüştür. Örneklerin basınç dayanımı için 50'e 50 milimetre ayrıtlı küp kalıplar, eğilme dayanımı içinde 40'a 40 eninde  160 milimetre ayrıtlı dikdörtgenler prizması kalıpları kullanılmıştır.
Aynı karışım oranlarına uçucu kül ve kireç karışımının ağırlıkça sırasıyla yüzde 10'u kadar kartonpiyer alçısı, fabrikadan temin edildiği çamur kıvamındaki fosfojips ve etüvde 150 derecede 3 saat süreyle bekletilerek safsızlıklarından arındırılan kalsine fosfojips karıştırılarak harç örnekleri elde edilmiştir. Örnekler priz alana kadar 20 derecede klimalı odada bekletildikten sonra, kapaklı kapların içine yerleştirilerek içine su girmeyecek şekilde 20 derecedeki kür havuzunda kırım gününe kadar bekletilmiştir. 
Kontrol gurubu karışımları, kartonpiyer alçılı karışımlar, fosfojips ve kalsine fosfojipsli karışımlar tekrar hazırlanmıştır. Tekrarlanan karışımlar 5 saat ön bekleme süresinden sonra buhar kürü kabinine alınmıştır. Örnekler 4,5 saatte 70 dereceyi bulan buhar küründe 12 saat bekletilmiş ve kür kabininden alınan örnekler kapaklı kapların içine su girmeyecek şekilde yerleştirilmiş ve 20 derecedeki kür havuzunda kırım gününe kadar bekletilmiştir.  
Örnekler üzerinde birim hacim ağırlık deneyleri ve 4,7,28,56,90 günlük basınç dayanım deneyleri, prizmatik örnekler üzerinde ise 28 ve 90 günlük eğilme deneyleri ve eğilme deneyi sonucu elde edilen örselenmiş örnekler üzerinde basınç deneyleri gerçekleştirilmiştir. Aynı deneyler buhar kürüne tabi örnekler içinde tekrarlanmış, kür koşullarının mekanik dayanımlar üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yapılan deneyler sonucunda en yüksek basınç ve eğilme dayanımı değerleri kalsine fosfojips karışımlarının buhar küründe bekletilmesi ile elde edilmiştir.

Abstract:
The amorphous materials like fly ash and blast furnace slag can be turn into a binder activated by an activator. The usage of produced binders provide advantages like high mechanical performance, low energy costs, low polluting gas emissions and less environmental demolition. In addition, the environmental damages of wastes and storage problems decrease with the usage of waste materials.
In this study, fly ash and lime binders are activated by gypsum plasterboard acting as sulfate activator, phosphogypsum and calcined phosphogypsum. Samples were prepared in 5 main groups using mixtures of 50 percent fly ash, 50 percent lime; 60 percent fly ash, 40 percent lime; 70 percent fly ash, 30 percent lime; 80 percent fly ash, 20 percent lime; 90 percent fly ash, 10 percent lime in weight. These mixtures called as control group mixture. As a result of preliminary experiments, specific spread size (126 millimeter plus or minus) was determined for the mixtures while samples are preparing. Unit weight experiments were conducted on these mixtures with applying pressure tests on 50 and 50 millimeter cube molds and applying bending tests on 40, 40 and 160 millimeter rectangular prism molds.
Then respectively, gypsum plasterboard, phosphogypsum and calcined phosphogypsum which was impurified by letting it stand in the drying oven for 3 hours in 150 degree, were added to the same mixture ratios in the weight of 10 percent of the fly ash and lime mixture, and the samples were obtained. First samples waited in air-conditioned rooms in 20 degree until they have set, then they waited in a 20 degree curing pool without touching the water until breaking day.
The control group mixtures, mixtures with gypsum plasterboard, mixtures with phosphogypsum and calcined phosphogypsum were prepared again. Same mixtures were taken into curing after a 5 hour pre-waiting period. Samples held in steam cure which achieves 70 degree in 4.5 hours for 12 hours and then they waited in a 20 degree curing pool without touching the water until breaking day.
Unit weight experiments were conducted on these mixtures with applying 4, 7, 28, 56, 90 day pressure tests , applying 28 and 90 day bending tests on rectangular prism molds and pressure tests on disturbed molds which were become after bending test. By repeating the same experiments under the conditions of steam cure, the effect of cure conditions on the strength was observed. The highest pressure and yielding values obtained in these experiments resulted from holding calcined phosphogypsum mixtures in steam cure.