Mermer tozu atığı katkılı geopolimer harçların mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and durability properties of marble powder waste added geopolymer mortars
Yazar: ZEYNEP BAŞTAN
Danışman: PROF. DR. TURHAN BİLİR ; DOÇ. DR. YURDAKUL AYGÖRMEZ
İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada yüksek fırın cürufu ve metakaolin tabanlı farklı molaritelerde iki farklı aktivatör (sodyum hidroksit/sodyum silikat ve potasyum hidroksit/potasyum silikat) kullanılarak oluşturulan ve agrega olarak rilem kumu ve mermer tozu kullanılan geopolimer harçların dayanım ve dayanıklılık özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla, ilk olarak %100 rilem kumu agregalı geopolimer harç üretiminde 6-8-10-12 molariteli sodyum hidroksit/sodyum silikat ve potasyum hidroksit/potasyum silikat kombinasyonları kullanılarak optimum molarite elde edilmiştir. Genel olarak seriler incelendiğinde molarite artışı basınç dayanımında  artış sağlamıştır. 
Üretilen geopolimer harçların basınç ve eğilme dayanımları göz önünde bulundurulduğunda optimum molarite 10 M olarak bulunmuştur. 10 M aktivatör kullanılarak oluşturulan geopolimerlere agrega olarak %25, %50, %75 ve %100 oranlarında mermer tozu ikame edilerek mekanik ve durabilite özellikleri incelenmiştir. Genel olarak mermer tozu ikame oranı arttıkça basınç ve eğilme dayanımı azalmıştır. Yine de mermer tozu ikamesiyle tatmin edici basınç ve eğilme dayanımı sonuçlarına ulaşılmıştır. Ultrases geçiş hızı deneyleri geopolimer matrislerindeki homojenlik durumunun incelenmesi amacıyla 7, 28 ve 90 günde gerçekleştirilmiştir. Basınç ve eğilme dayanımındaki 7 güne göre 90. gündeki artışa paralel olarak ultrases geçiş hızları da artış göstermiştir. Durabilite özellikleri kapsamında geopolimerlere 300°C, 600°C ve 900°C'de yüksek sıcaklık deneyleri yapılmıştır. Serilerin 300 °C'deki kalan dayanımları 90 günlük serilere göre düşüş göstermiştir. Bununla birlikte 300°C'ye nazaran 600°C'de KOH/KSiO2 aktivatör kullanılan serilerin basınç dayanımında artış meydana gelmiştir. 900°C'deki kalan eğilme ve basınç dayanımları incelendiğinde ise ciddi düşüşler görülmüştür. Genel olarak agregada rilem kumunun yerine mermer tozu ikamesi ağırlık kayıplarında artışa neden olmuştur.

Abstract:
In this study, the strength and durability properties of geopolymer mortars based on blast furnace slag and metakaolin, formed by using two different activators (sodium hydroxide/sodium silicate and potassium hydroxide/potassium silicate) and using rilem sand and marble powder as aggregate, were investigated. For this purpose, firstly, optimum molarity was obtained by using 6-8-10-12 molarity sodium hydroxide/sodium silicate and potassium hydroxide/potassium silicate combinations in the production of 100% rilem sand aggregate geopolymer mortar. In general, when the series were examined, the increase in molarity provided an increase in the compressive strength.
Considering the compressive and flexural strengths of the produced geopolymer mortars, the optimum molarity was found to be 10 M. Mechanical and durability properties were investigated by substituting 25%, 50%, 75% and 100% marble powder as aggregate to the geopolymers formed by using 10 M activator. In general, as the marble powder substitution rate increased, the compressive and flexural strengths decreased. However, satisfactory compressive and flexural strength results were achieved with marble powder substitution. Ultrasonic pulse velocity tests were carried out at 7, 28 and 90 days to examine the homogeneity of geopolymer matrices. In parallel with the increase in compressive and flexural strength on the 90th day compared to the 7th day, ultrasonic pulse velocities also increased. High temperature tests at 300°C, 600°C and 900°C were carried out on geopolymers within the scope of their durability properties. The residual strengths of the series at 300 °C decreased compared to the 90-day series. However, there was an increase in the compressive strength of the series using KOH/KSiO2 activator at 600°C compared to 300°C. When the residual flexural and compressive strengths at 900°C were examined, serious decreases were observed. In general, the substitution of marble powder for rilem sand in the aggregate caused an increase in weight losses.