Geri dönüştürülmüş geopolimer agregalar ile sürdürülebilir beton üretiminin araştırılması
Investigation of sustainable concrete production with recycled geopolymer aggregates
Yazar: KADRİYE ERYILMAZ
Danışman: DOÇ. DR. RIZA POLAT
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı geopolimer betonların geri dönüştürülebilirliğini ve geri dönüştürülmüş geopolimer agregaların geopolimer betonun mekanik, durabilite ve içyapı özellikleri üzerindeki etkisini araştırmaktır.
Yöntem: Tek parçalı karışım yöntemiyle NaOH ve Na2SiO3 kullanılarak aktive edilen yüksek fırın cürufu esaslı geopolimer betonlar üretilmiş ve 28 gün ortam koşullarında küre tabi tutulmuştur. Ardından çeneli kırıcı ile kırılmış ve tane boyutuna göre ayrıştırılmıştır. Üretilen geri dönüştürülmüş geopolimer agregaların özellikleri tespit edilmiştir ve ilk üretilen geopolimer betonla aynı karışım oranlarına sahip fakat 2-4 mm ve 4-8 mm tane boyutundaki doğal agregaya hacimce %30, %60 ve %100 oranlarında GDGA ikame edilerek yeni geopolimer betonlar üretilmiştir. Üretilen yeni geopolimer betonlara basınç ve eğilme dayanımı, kılcal su emme, su emme, UPV, boy değişimi, durabilite (asit, sülfat, tuz ve su etksi) ve içyapı (SEM ve yüzey topoğrafyası) deneyleri uygulanmıştır. 
Bulgular: Geopolimer betonların 3, 7 ve 28 günlük basınç dayanımları kendi içerisinde sürekli artmış ve 28 günlük basınç ve eğilme dayanımları sırası ile 39,61-33,22 ve 5,92-5,38 MPa arasında değişmiştir. Geri dönüştürülmüş geopolimer agrega ikamesi arttıkça geopolimer betonların mekanik özelliklerinde düşüş meydana gelmiş ve bu düşüş aynı ikame oranı için ince agregalar söz konusu olduğunda nispeten daha fazla olmuştur. Geri dönüştürülmüş geopolimer agregalar geopolimer betonları sülfat, asit, tuz ve su gibi agresif ortamlara karşı dirençsiz hale getirirken, SEM ve yüzey topoğrafyası analizlerinde ise geopolimer betonların çatlak, boşluk ve pürüzlülüğünü artırdığı gözlemlenmiştir.
Sonuç: Geri dönüştürülmüş geopolimer agregaların geopolimer betona yeniden dahil edilmesiyle mekanik ve durabilite özelliklerinde azalma meydana geldiği, iç yapıda ise çatlak ve boşluk miktarının arttığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler: Geopolimer beton, yüksek fırın cürufu, tek parçalı karışım, geri dönüştürülmüş geopolimer agrega, sürdürülebilirlik

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to investigate the recyclability of geopolymer concretes and the effect of recycled geopolymer aggregates on the mechanical, durability and internal structure properties of geopolymer concrete.
Method: Blast furnace slag-based geopolymer concretes activated by using NaOH and Na2SiO3 with one-piece mixing method were produced and cured under ambient conditions for 28 days. Then it was crushed with a jaw crusher and separated according to grain size. The properties of the produced recycled geopolymer aggregates were determined and new geopolymer concretes were produced by replacing the natural aggregate with the same mixing ratios as the first produced geopolymer concrete, but with 2-4 mm and 4-8 mm grain sizes, at 30%, 60% and 100% by volume GDGA. Compressive and flexural strength, capillary water absorption, water absorption, UPV, length change, durability (acid, sulfate, salt and water effect) and internal structure (SEM and surface topography) tests were applied to the new geopolymer concretes produced.
Findings: The 3, 7 and 28-day compressive strengths of geopolymer concretes increased continuously within themselves and the 28-day compressive and flexural strengths changed between 39,61-33,22 and 5,92-5,38 MPa, respectively. As the recycled geopolymer aggregate substitution increased, the mechanical properties of geopolymer concretes decreased, and this decrease was relatively higher for fine aggregates for the same replacement ratio. While the recycled geopolymer aggregates make the geopolymer concretes resistless to aggressive environments such as sulfate, acid, salt and water, it has been observed that the cracks, voids and roughness of the geopolymer concretes increase in SEM and surface topography analyzes.
Conclısion: It was determined that the mechanical and durability properties of the recycled geopolymer aggregates were reduced by reincorporation into the geopolymer concrete, while the amount of cracks and voids increased in the internal structure.

Keywords: Geopolymer concrete, blast furnace slag, one-part mix, recycled geopolymer aggregate, sustainability