Atık polietilen tereftalat içeren kendiliğinden yerleşen hafif geopolimer harçların taze ve sertleşmiş özelliklerinin incelenmesi
Investigation of fresh and hardened properties of lightweight self-compacting geopolymer mortars containing waste polyethylene terephthalate
Yazar: MEHMET EMİN KİYAN
Danışman: PROF. DR. KASIM MERMERDAŞ
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, farklı oranlarda polietilen tereftalat atıklarının kendiliğinden yerleşen hafif geopolimer harçların agregaları ile ikame edilebilirliği deneysel yöntemlerle araştırılmıştır. Deneylerin tamamında agrega/uçucu kül, alkali/uçucu kül, sodyum silikat/sodyum hidroksit, süper akışkanlaştırıcı/uçucu kül oranları sabit tutulup agraganın hacimce %0, %5, %10, %15,%20 ve %25 mertebelerinde atık polietilen tereftalat ile ikamesi sağlanmıştır. Kendiliğinden yerleşmeyi sağlayabilmek için laboratuvar ortamında çeşitli denemeler yapılmış ve agrega/uçucu kül, alkali/uçucu kül, sodyum silikat/sodyum hidoksit, extra su/uçucu kül ve süper akışkanlaştırıcı katkı/uçucu kül oranları sırasıyla 2, 0.6, 2, 0.05 ve 0.04 olarak seçilmiştir. Geopolimer harçların hafif olabilmesi için agreganın hacimce %25'i pomza agregası ve %75'i ise nehir kumu olarak tasarlanmıştır. Hazırlanan karışımlar taze haldeyken mini V hunisi, mini yayılma, reoloji ve taze birim ağırlık deneyleri yapılmıştır. Taze deneylerden sonra numuneler 60 ℃ sıcaklık altında 24 saat etüvde kürlenip 27 gün oda şartlarında bekletildikten sonra basınç dayanımı, eğilme dayanımı, termal iletkenlik, su emme ve kılcal su emme testleri uygulanmıştır. Karışımların tamamında yayılma miktarı 24-26 cm aralığında değişirken polietilen tereftalat yüzdesi arttıkça mini V hunisi geçiş süresinin arttığı tespit edilmiştir. Atık polietilen tereftalatın sözü edilen yüzdelerde kullanılmasının hafif geopolimer harçların mekanik özellikleri üzerinde belirgin olumsuz etkiler yaratmadığı görülmüştür. Mekanik özelliklerinin en iyi sonuçları %5 polietilen tereftalat ikameli numuneler de ölçülmüştür. Çalışma neticesinde kendiliğinden yerleşen hafif geopolimer harçların üretiminde agrega olarak %25 seviyelerine kadar atık polietilen tereftalat eklenerek daha çevreci bir yapı malzemesi elde edilebileceği görülmüştür.

Abstract:
In this study, the substitutability of different proportions of polyethylene terephthalate wastes
with aggregates of self-compacting lightweight geopolymer mortars was investigated with
experimental methods. In all experiments, the aggregate/fly ash, alkali/fly ash, sodium
silicate/sodium hydroxide, super plasticizer/fly ash ratios were kept constant and the aggregate
was replaced with polyethylene terephthalate at levels of 0%, 5%, 10%,15%, 20% and 25% by
volume. In order to ensure self-compacting, various experiments were carried out in the
laboratory and the ratios of aggregate/fly ash, alkali/fly ash, sodium silicate/sodium hydroxide,
extra water/fly ash and super plasticizer/fly ash were 2, 0.6, 2, 0.05 and 0.04, respectively were
selected. In order for geopolymer mortars to be light the aggregate is designed by volume 25%
as pumice aggregate and 75% as river sand. While the prepared mixtures were fresh, mini V
funnel, mini slump flow table, rheology and fresh unit volume weight experiments were
performed. After fresh experiments, the samples were cured in an oven at 60 ℃ for 24 hours
and kept at room conditions for 27 days, then compressive strength, flexural strength, thermal
conductivity, water absorption and capillary water absorption tests were applied.The amount of
slump flow in all mixtures remained within the range of 24-26 cm, but it was determined that as
the percentage of polyethylene terephthalate increased, the mini-V funnel flow time increased. It
has been observed that the use of waste polyethylene terephthalate in the mentioned percentages
does not have significant negative effects on the mechanical properties of lightweight
geopolymer mortars. The best results of mechanical properties were measured in samples with
5% PET replacement. As a result of the study, it was determined that a more environmentally
friendly building material could be obtained by adding up to 25% waste polyethylene
terephthalate as aggregate in the production of self-compacting lightweight geopolymer
mortars.