NaOh ile aktifleştirilmiş metakaolin katkılı geopolimer malzeme özelliklerinin araştırılması
The investigation of properties of metakaolin additive geopolymer material activated with NaOH
Yazar: SAMET GİRGİN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. GÖKHAN GÖRHAN
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Malzeme üretimi = Material production ; Malzemeler = Materials ; Uçucu kül = Fly ash

Özet:
Bu tez çalışmasında, puzolanik malzeme olan endüstriyel atıklardan uçucu kül ve kaolin kilinin kalsine edilmesiyle üretilen metakaolin hammadde olarak kullanılmıştır. Geopolimer üretiminde sodyum silikat ve NaOH gibi alkali aktifleştiriciler kullanılmıştır.

Çalışmada kullanılan uçucu kül ve metakolinin kimyasal analizi ve tane boyut analizleri yapılarak malzemelerin özellikleri belirlenmiştir. Çalışmadaki 2,5 x 5 cm'lik örnekler silindir metal kalıplar yardımıyla hidrolik el presinde basınç altında şekillendirilecek olan; uçucu kül, metakaolin ve alkali aktifleştircilerin kullanıldığı geopolimer pastalardır. Örneklere laboratuvar tipi etüvde farklı sıcaklık ve sürelerde kür uygulanmıştır. Geopolimer pasta örneklerinde mekanik özelliklerinden olan basınç dayanım değerleri belirlenmiştir. Tüm örneklerin fiziksel özelliklerinin belirlenmesi amacıyla örnekler 24 saat süresince su tankına bırakılmıştır. Ardından ilgili örneklerin; su emme, görünen porozite, birim hacim ağırlık ve görünür yoğunluk değerleri belirlenmiştir. Pasta örneklerinden elde edilen verilere göre, kür süresinin artmasıyla birlikte porozite ve su emme oranlarının azaldığı görülmüştür. Örneklerin yoğunluk değerleri ise kür süresine bağlı olarak artış göstermiştir. En yoğun örneklerin 24 saat kür edilen geopolimer pastalar olduğu görülmüştür.

Sonuç olarak geopolimer pastaların basınç dayanım değerleri 8.4 MPa – 28.9 MPa arasında değişkenlik göstermiştir. Bununla birlikte geopolimer pastaların görünen porozite oranları % 26.9 - % 45.5; su emme oranları % 16.7 - % 38.7; birim hacim ağırlıkları 1150.2 kg/m3 – 1612.4 kg/m3; görünür yoğunlukları ise 2042.0 kg/m3 – 2328.6 kg/m3 arasında değişmiştir.

Abstract:
Metakaolin, produced by the calcination of kaolin clay and fly ash as one the industrial waste, which are pozzolanic materials, was used as raw material in this thesis. Alkaline activators such as sodium silicate and NaOH were used in the geopolymer production.

The properties of the material were determined by carrying out chemical analysis and particle size analysis of the fly ash and metakaolin used in this study. 2.5 x 5 cm samples in the study are geopolymer pastes in which fly ash, metakaolin and alkaline activators were used. These samples will be formed in hydraulic hand press under pressure using cylinder metal molds. The samples were subjected to oven curing in a laboratory-type oven at different temperatures and times. Compressive strength values (one of the mechanical properties) of the geopolymer pastes were determined. The samples were kept in a water tank for 24 hours to determine the physical properties of all samples. Afterwards, water absorption, apparent porosity, bulk density and the apparent density values of the samples in question were determined. The data obtained from the paste samples indicates that porosity and water absorption rates decrease with an increase in curing time. The density values of the samples, on the other hand, increased depending on the curing time. The densest samples were found to be the geopolymer pastes subjected to curing for 24 hours. 

In conclusion, the compressive strength values of the geopolymer pastes varied between 8.4 MPa and 28.9 MPa. The apparent porosity values of the geopolymer pastes varied between 26.9%  and 45.5%; the water absorption rate between 16.7% and 38.7%; the bulk density values between 1150.2 kg/m3 and 1612.4 kg/m3; the apparent density values between 2042.0 kg/m3 and 2328.6 kg/m3.