Yüksek sıcaklıktan sonra asit, sülfat ve tuz etkisine maruz kalan geopolimer betonların özelliklerinin araştırılması
Investigation of the properties of geopolymer concrete exposed to acid, sulphate and salt effect after high temperature
Yazar: NİSA YAZICI
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATMA KARAGÖL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Basınç dayanımı = Compressive strength ; Beton = Concrete ; Geopolimerler = Geopolymers ; Sülfat = Sulfate ; Tuz = Salt ; Yüksek fırın cürufları = Blast furnace slags ; Yüksek sıcaklık = High temperature

Özet:
Amaç: Bu çalışmanın amacı yüksek fırın cürufu (YFC) ve uçucu kül (UK) kullanılarak üretilen geopolimer betonlarda ardışık uygulanan durabilite etkilerinin mekanik ve içyapı özellikleri üzerindeki etkisini araştırmaktır.
Yöntem: Alüminosilikat kaynağı olarak UK ve YFC kullanılarak geopolimer betonlar üretilmiştir. UK'nın ağırlıkça %100, %80, %70, %60, %50 oranlarında kullanıldığı 5 karışım grubu oluşturulmuştur. Çalışmada çözelti/bağlayıcı oranı, ısıl kür sıcaklığı ve süresi sırasıyla 0.43, 90°C ve 72 saat olarak seçilmiştir. Kullanılan aktivatörler ise 10 M NaOH ve Na2SiO3 çözeltileridir. Ardışık durabilite etkilerinin araştırılması için numuneler önce farklı yüksek sıcaklıklara daha sonra ise asit, sülfat ve tuz etkisine maruz bırakılmıştır. Geopolimer betonlara basınç dayanımı, kılcal su emme, ağırlık değişimi ve UPV testleri uygulanmıştır. Ayrıca farklı durabilite etkilerinden sonra en yüksek dayanım sonuçlarına sahip karışımlara SEM, XRD ve FT-IR analizleri uygulanmıştır.
Bulgular: UK'nın ağırlıkça %100, %80, %70, %60 ve %50 oranlarında kullanılmasıyla üretilen geopolimer betonların 28 günlük dayanımları sırasıyla 46,91, 53,34, 53,87, 54,52 ve 63,12 MPa olarak bulunmuştur. Yüksek sıcaklık+HCI sonrasında tüm gruplarda basınç dayanımında azalma gözlemlenirken yüksek sıcaklık+Na2SO4 ve yüksek sıcaklık+NaCI sonrasında tüm grupların basınç dayanımlarında artış gözlemlenmiştir. SEM analizinde dayanım düşüşü olan gruplarda çatlak ve boşluklar görülürken FT-IR ve XRD analizlerinde oluşan bağ yapılarında değişimler ve farklı mineral fazlar gözlemlenmiştir. 
Sonuç: Ardışık durabilite etkisinden sonra üretilen geopolimer betonların mekanik özelliklerinin azaldığı gözlenmiştir. Ancak ardışık durabilite etkilerinden sonra YFC oranının artmasıyla karışımların basınç dayanım kayıpları azalmış ve daha yoğun bir içyapı gözlenmiştir.

Abstract:
Purpose: The purpose of this study is to investigate the effect of successive durability on mechanical and internal structural properties of geopolymer concretes produced using blast furnace slag (YFC) and fly ash (UK).
Method: Geopolymer concretes were produced by using the UK and YFC as aluminosilicate sources. 5 mixture groups in which the UK was used at the rate of 100%, 80%, 70%, 60% and 50% by weight were created. In the study, the solution/binder ratio, thermal curing temperature, and application time were chosen as 0.43, 90°C and 72 hours, respectively. The activators used are 10 M NaOH and Na2SiO3 solutions. To investigate the effects of successive durability, the samples were first exposed to different high temperatures and then to the acid, sulfate, and salt effects. Compressive strength, capillary water absorption, weight change, and UPV tests were applied to geopolymer concretes. In addition, after different durability effects, SEM, XRD, and FT-IR analyzes were applied to the mixtures with the highest strength results.
Findings: The 28-day compressive strengths of geopolymer concretes produced by using UK at the rate of 100%, 80%, 70%, 60% and 50% by weight were found to be 46,91, 53,34, 53,87, 54,52, 63,12 MPa, respectively. While a decrease was observed in the compressive strength of all groups after high temperature+HCI, an increase was observed in the compressive strength of all groups after high temperature+Na2SO4 and high temperature+NaCl. In the SEM analysis, cracks and voids were observed in the groups with a decrease in strength, while changes in the bond structures and different mineral phases were observed in the FT-IR and XRD analyses.
Conclusion: After the successive durability effect, it was observed that the mechanical properties of geopolymer concretes decreased. However, after the successive durability effects, the compressive strength losses of the mixtures decreased with the increase of the YFC ratio and a denser internal structure was observed.