MPEG-B-PCL diblok kopolimerlerinin çimento kimyasalı olarak kullanımının araştırılması
Investigation of the use of mPEg-B-PCL diblock copolymers as cement chemical
Yazar: CEREN CAN
Danışman: PROF. DR. HÜLYA ARSLAN
Zonguldak Bülent Ecevit Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çimentonun kimyasal ve mekanik özelliklerini iyileştirmek amaçlı polimer esaslı kimyasal katkılarının kullanımı son yıllarda hızla artmaktadır. Sıvı polimer, toz polimer, hidrofilik polimerik yapılar, lateksler gibi polimer türleri çimento katkısı olarak sıklıkla kullanılan yapılardır. Polimer katkılardan glikol yapıları genellikle çimento üretiminde öğütme yardımcısı olarak kullanılmaktadır. Polietilen glikol (PEG) ve poli ε-kaprolakton (PCL) içeren kopolimerlerin inşaat sektöründeki kullanımı ile ilgili çok az sayıda çalışmaya rastlanması bizi bu çalışmaya motive etmiştir. Bu çalışmada mPEG-b-PCL diblok kopolimerlerinin portland çimentosunda (CEM I 42.5R) dayanım artırıcı ve öğütme kolaylaştırıcı olarak etkinliği araştırılmıştır.
CEM I tipi (90 klinker/ 5 kalker/ 5 alçı ile) çimentoda, katkısız, MEG ve DEG ile öğütülen çimentolara kıyasla diblok kopolimerlerin laboratuvar ölçekli değirmende öğütülmesinden sonra 32µ, 45µ ve 63µ incelik, 2, 7 ve 28 gün olarak basınç dayanımları ile su ihtiyacı değişimleri gözlemlenmiştir. mPEG-b-PCL kopolimerler, çimento harcında 32µ, 45µ ve 63µ inceliklerde katkısız numunelere göre sırasıyla %18,86, %24,87, %45,74 avantaj sağlamıştır. Su ihtiyacında katkısız, MEG ve DEG katkılı numunelere kıyasla artış görülmüştür. 
Ayrıca düşük mol kütleli mPEG-b-PCL diblok kopolimerlerinin akışkanlaştırıcı olarak etkinliği de incelenmiştir. Akışkanlaştırma etkisi belirlemek için uygulanan Mini Çökme (Slump) deneyi, TS EN 12350-5 standardına göre; taze betonun yayılması yayılma tablası yardımıyla belirlenir. AB2 kodlu kopolimerin CEM I çimento için mini slump yayılma testleri gerçekleştirildi. Çeşitli oranlarında çimento pastasına eklendiğinde yayılma çaplarının lineer şekilde arttığı gözlemlendi (%0 = 37,25 mm; %0,5=41,5 mm; %1,0=45 mm; %1,5=46,25 mm; %2,0=47 mm).

Abstract:
The use of polymer-based chemical additives to improve the chemical and mechanical properties of cement has been rapidly increasing in recent years. Polymer types such as liquid polymer, powder polymer, hydrophilic polymeric structures, latexes are frequently used as cement additives. Glycol structures from polymer additives are generally used as grinding aids in cement production. The fact that there are very few studies on the use of copolymers containing polyethylene glycol (PEG) and poly ε-caprolactone (PCL) in the construction sector motivated us to do this study. In this study, the effectiveness of mPEG-b-PCL diblock copolymers as a strength enhancer and grinding aid in Portland cement (CEM I 42.5R) was investigated.
In CEM I type cement (90 clinker/ 5 limestone/ 5 gypsum), after grinding of diblock copolymers in laboratory scale mill compared to cements milled with MEG and DEG without additives, changes in compressive strength and water requirement were observed at 32µ, 45µ and 63µ fineness, 2, 7 and 28 days. mPEG-b-PCL copolymers provided 18.86%, 24.87%, 45.74% advantage compared to samples without additives at 32µ, 45µ and 63µ fineness in cement mortar, respectively. An increase in water requirement was observed compared to samples with MEG and DEG added without additives.
In addition, the effectiveness of low molecular weight mPEG-b-PCL diblock copolymers as plasticizers was also investigated. Mini Slump test, which was applied to determine the plasticizer effect, is determined by using a spreading table according to TS EN 12350-5 standard. Mini slump spreading tests of AB2 coded copolymer were carried out for CEM I cement. It was observed that the spreading diameters increased linearly when added to the cement paste at various rates (%0=37.25 mm; %0.5=41.5 mm; %1.0=45 mm; %1.5=46.25 mm; %2.0=47 mm).