Uçucu kül ve yüksek fırın cürufu içeren alkali aktive edilmiş kompozitlerin yüksek sıcaklığa karşı mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of alkali activated composites containing fly ash and blast furnace slag against high temperature
Yazar: EDİP FURKAN ÖZSOY
Danışman: PROF. DR. SERVET YILDIZ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Alkali aktivatör = Alkali activator ; Uçucu kül = Fly ash ; Yüksek fırın cürufları = Blast furnace slags ; Yüksek sıcaklık = High temperature

Özet:
Bu çalışma kapsamında çimentonun yerine alternatif olarak öğütülmüş yüksek fırın cürufu ve F sınıfı uçucu kül kullanılarak alkali aktive edilmiş kompozit numuneler imal edilmiştir. Alkali aktivatör olarak NaOH ve Na2SiO3  solüsyonları kullanılmıştır. Ön deneyler sonucunda 14 mol konsantrasyonlu hazırlanan karışımda aktivatör/bağlayıcı oranı 0,40 olarak belirlenmiş ve numuneler 90 °C  aktivasyon sıcaklığına tabi tutulmuştur.  Ağırlıkça %0 UK-%100 YFC, %75 UK-%25 YFC, %50 UK-%50 YFC, %75 YFC-%25 UK ve %100 UK-%0 YFC seriler üretilip numuneler hazırlanmıştır. Numuneler laboratuvar ortamında 7 ve 28 gün süresince bekletildikten sonra 20 oC (laboratuvar sıcaklığı),  200 °C, 400 °C, 600 °C ve 800 °C yüksek sıcaklık altındaki mekanik davranışları incelenmiştir. Numuneler üzerinde sırasıyla yayılma tablası, priz başlama ve sona erme süresi, basınç dayanımı, eğilme dayanımı, aşınma direnci, ultrases geçiş hızı, kapilarite ve birim ağırlık deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar referans numuneleriyle kıyaslanmıştır. Ayrıca yüksek sıcaklık öncesi ve sonrasında numunelerin mikro yapı analizleri için SEM ve XRD metotlarından yararlanılmıştır. Sonuç olarak sıcaklık artışına bağlı olarak hazırlanan kompozit numunelerin dayanımlarında düşüşler gözlemlenmiştir. En yüksek basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve aşınma direnci %50 UK-%50 YFC içeren 20 °C'de 28 gün bekletilen referans numunelerinde elde edilmiştir. En düşük değerler ise %75 YFC-%25 UK içeren 800 °C'de 28 gün bekletilen numunelerde elde edilmiştir.

Abstract:
In this study, alkali-activated composite samples were produced by using ground blast furnace slag and F class fly ash as alternatives to cement. NaOH and Na2SiO3 solutions were used as alkali activators. As a result of the preliminary experiments, the activator/binder ratio was determined as 0.40 in the mixture prepared with a concentration of 14 moles and the samples were subjected to an activation temperature of 90 °C. By weight 0% UK-100% YFC, 75% UK-25% YFC, 50% UK-50% YFC, 75% YFC-25% UK and 100% UK-0% YFC series were produced and samples were prepared. After the samples were kept in the laboratory for 7 and 28 days, their mechanical behavior at high temperatures of 20 °C (laboratory temperature), 200 °C, 400 °C, 600 °C and 800 °C were investigated. Workability, setting start and end time, compressive strength, bending strength, abrasion resistance, ultrasound transmission rate, capillarity and unit weight tests were carried out on the samples, respectively. Obtained results were compared with reference samples. In addition, SEM and XRD methods were used for the microstructure analysis of the samples before and after the high temperature. As a result, decreases were observed in the strength of the composite samples prepared depending on the temperature increase. The highest compressive strength, bending strength and abrasion resistance were obtained in the reference samples containing 50% UK-50% YFC and kept at 20 °C for 28 days. The lowest values were obtained in samples containing 75% YFC-25% UK and kept at 800 °C for 28 days.