Alternatif puzolanik malzemelerin kullanımının araştırılması
Investigation of the use of alternative pozzolanic materials
Yazar: BEYZA ERKEK
Danışman: PROF. DR. HALİT YAZICI
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Çimento, yapı inşasında ve geleneksel beton üretiminde yaygın olarak kullanılan, inert parçacıkları hidratasyon sayesinde bağlayan önemli bir bileşendir. Mevcut puzolan kaynaklarının yetersizliği ve çimento kullanımının çevreye karşı olumsuz etkileri göz önünde bulundurulduğunda alternatif puzolanik malzemelerin kullanımının araştırılması ihtiyaç haline gelmiştir. Alternatif bileşenlerin kullanımı ile maliyetin düşmesinin yanı sıra betonun mikro yapısı, mekanik ve kalıcılık özellikleri geliştirilebilmektedir.
Tez kapsamında Pomza Export firmasına ait iri pomza ve genleştirilmiş perlit, bilyalı değirmende 10000 ve 20000 devir olmak üzere iki farklı incelikte öğütülerek kullanılmıştır. Malzeme, öğütme devri (incelik) ve ikame oranlarındaki farklılıkların karşılaştırmalı olarak incelenmesi amaçlanmıştır. Çimento yerine ağırlıkça yüzde 10, 20, 30 ve 40 oranlarında öğütülmüş pomza tozu ve öğütülmüş perlit tozu ikame edilerek malzemelerin puzolan olarak kullanılabilirliği incelenmiştir. Kontrol numunesi ve dört farklı ikame oranı için toplamda 17 adet harç karışımı hazırlanmıştır. Her bir numune için 3, 7, 28, 56 ve 90 günlük kür süreleri sonunda eğilme dayanımı deneyi ve eğilme dayanımı sonrası basınç dayanımı deneyi yapılmıştır. Karışımlara taze halde yayılma çapı takibi yapılmıştır. Doksan gün kür süreli numunelerde kuru ve kuru yüzey doygun birim hacim ağırlık ve toplam su emme değerleri belirlenmiştir. Öğütülen tozların incelikleri hakkında fikir sahibi olmak için partikül boyut analizi ile tane büyüklüğü tayini yapılmıştır. Seçilen numunelerin iç yapısı SEM (scanning electron microscope) analizi ile incelenmiştir. İri pomza ve genleştirilmiş perlitin öğütüldükleri zaman puzolanik aktivite gösterdikleri ve çimento yerine alternatif puzolan olabilecekleri sonucuna varılmıştır. Öğütülmüş pomza tozu ve öğütülmüş perlit tozunun alternatif puzolan olarak çimento yerine ikame kullanılması ile maliyeti düşürmek ve karbondioksit salınımını azaltmak mümkün olacaktır.

Abstract:
Cement is an important component widely used in building construction and traditional concrete production, binding inert particles through hydration. Considering the inadequacy of existing pozzolan resources and the negative effects of cement use on the environment, it has become necessary to investigate the use of alternative pozzolanic materials. The use of alternative components not only reduces the cost but also improves the microstructure, mechanical, and durability properties of concrete.
In this study, coarse pumice and expanded perlite from Pomza Export Company were used by grinding at two different finenesses of 10000 and 20000 cycles in the ball mill. It is aimed to comparatively examine the differences in material, fineness, and replacement rates. Ground pumice powder and ground perlite powder were replaced for cement at rates of 10, 20, 30, and 40 by weight, and their usability as pozzolans was investigated. A total of 17 mortar mixtures were prepared for the control sample and four different replacement ratios. Flexural strength test and compressive strength test after flexural strength test were applied for each sample at the end of water curing for 3, 7, 28, 56, and 90 days. The spreading diameter of the mixtures was measured in the fresh state. After 90 days of curing, dry and dry surface saturated unit weight, and total water absorption values were obtained. The grain sizes of the ground powders were determined by particle size analysis. The microstructure of the selected samples was examined by SEM (scanning electron microscope) analysis. It was concluded that coarse pumice and expanded perlite show pozzolanic activity when ground and can be alternative pozzolans instead of cement. It will be possible to reduce the cost of cement and reduce carbon dioxide emissions by replacing ground pumice powder and ground perlite powder instead of cement.