Kırmızı çamur ve yüksek fırın cürufunun perlit esaslı geopolimer beton özelliklerine etkisi
The effect of red mud and blast furnace slag on perlite based geopolymer concrete properties
Yazar: FATİH AKBULUT
Danışman: DOÇ. DR. RIZA POLAT
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
ÖZET
YÜKSEK LİSANS TEZİ
KIRMIZI ÇAMUR VE YÜKSEK FIRIN CÜRUFUNUN PERLİT ESASLI GEOPOLİMER BETON  ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ 
Fatih AKBULUT
Danışman: Doç. Dr. Rıza POLAT
Amaç: Betonda kullanılan en önemli malzeme olan çimentonun üretiminde ortaya çıkan CO2 miktarı, atmosfere salınan toplam CO2 miktarının yaklaşık %7'sini oluşturmaktadır. Son yıllarda enerji tasarrufu ve çevresel duyarlılığın artması, bilim adamlarını çimentonun yerine alternatif bağlayıcı malzeme arayışına yöneltmiştir. Bu arayışlar sonucunda alüminasilikat içeren bağlayıcı malzemeler olan geopolimerler ortaya çıkmıştır. Bu çalışmada Erzurum Pasinler yöresinden temin edilen perlit, alüminosilikat kaynağı olarak geopolimer üretiminde kullanılması amaçlanmıştır.
Yöntem: Erzurum Pasinler yöresinden temin edilen perlit, bağlayıcı olarak geopolimer üretiminde kullanılmıştır. Ayrıca perlit yerine ağırlıkça %10, %20 ve %30 oranlarında yüksek fırın cürufu (YFC) ve kırmızı çamur (KÇ) kullanılarak toplamda 7 farklı geopolimer beton üretilmiştir. Karışımlarda alkali aktivatör olarak yalnızca NaOH kullanılmıştır ve üretilen numunelere 90°C'de 72 saat ısı kürü uygulanmıştır. Üretilen numunelerin su emme oranları, birim hacim ağırlıkları ve 3, 7, 28 ve 150 günlük basınç dayanımları tespit edilmiştir. Ayrıca numuneler %5 konsantrasyonlu HCl ve MgSO4 çözeltilerine, 50 çevrimlik donma-çözünme etkisine  ve 300°C, 500°C ve 700 °C yüksek sıcaklıklara maruz bırakılmıştır. Deneyler sonunda numunelerin mekanik ve fiziksel özellikleri tespit edilmiştir.
Bulgular: Yalnızca perlit içeren karışımlarda 20,50 MPa, yüksek fırın cürufu ve kırmızı çamur kullanılan karışımlarda ise sırasıyla 37,97 MPa ve 40,49 MPa basınç dayanımı elde edilmiştir. Yüksek fırın cürufu içeren karışımlar, kırmızı çamur içeren karışımlara göre durabilite deneyleri sonucunda daha dayanıklı oldukları tespit edilmiştir.
Sonuç: Yüksek fırın cürufu ve kırmızı çamur ilave edilmesi perlit esaslı geopolimerlerin mekanik ve durabilite özelliklerini iyileştirmektedir. Ayrıca perlit esaslı geopolimer üretiminde aktivatör olarak NaOH tek başına kullanılabilir. 
Anahtar Kelimeler: Geopolimer, perlit, yüksek sıcaklık, asit etkisi, sülfat etkisi, donma çözünme, yüksek fırın cürufu, kırmızı çamur

Abstract:
ABSTRACT
MASTER THESIS
THE EFFECT OF RED MUD AND BLAST FURNACE SLAG ON PERLITE BASED GEOPOLYMER CONCRETE PROPERTIES
Fatih AKBULUT
Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Rıza POLAT
Purpose: The amount of CO2 released in the production of cement, which is the most important material used in concrete, constitutes approximately 7% of the total amount of CO2 released into the atmosphere. In recent years, energy savings and increased environmental sensitivity have led scientists to search for alternative binder materials instead of cement. As a result of these searches, geopolymers, which are binding materials containing aluminasilicate, have emerged. In this study, it is aimed to use perlite obtained from Erzurum Pasinler region as a source of aluminosilicate in geopolymer production.
Method:Perlite obtained from Erzurum Pasinler region was used as a binder in the production of geopolymer. In addition, 10%, 20% and 30% blast furnace slag and red mud were used instead of perlite. A total of 7 different geopolymer concrete was produced. Only NaOH was used as an alkali activator in the mixes and the samples were heat cured at 90°C for 72 hours. The water absorption rates, unit volume weights and 3, 7, 28 and 150 days compressive strength of the produced samples were determined.  In addition, samples were exposed to 5% concentrate HCl and MgSO4 solutions, 50 cycles of freeze-thaw effect and high temperature of 300°C, 500°C and 700°C. At the end of the experiments, the mechanical and physical properties of the samples were determined. 
Findings:As a result, the compressive strengths of mixtures containing only perlite, blast furnace slag and red mud are 20.50 MPa, 37.97 MPa and 40.49 MPa, respectively. Mixtures containing blast furnace slag have been found to be more durable than mixtures containing red mud.
Results: The addition of blast furnace slag and red mud improves the mechanical and durability properties of perlite-based geopolymers.In addition, NaOH can be used alone as an activator in the production of perlite-based geopolymer. As a result, the compressive strengths of mixtures containing only perlite, blast furnace slag and red mud are 20.50 MPa, 37.97 MPa and 40.49 MPa, respectively. Mixtures containing blast furnace slag have been found to be more durable than mixtures containing red mud.
Keywords: Geopolymer, perlite, high temperature, acid effect, sulfate effect, freeze and thaw, blast furnace slag, red mud