Farklı kaolenlerin metakaolen ve spinel yapılarda geopolimer davranışı
The geopolymer behavior of metakaolin and spinel structures of different kaolins
Yazar: ÖZGÜL BOYACI
Danışman: DOÇ. VELİ UZ
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology

Özet:
Bu çalışmanın amacı, Al2O3 ve SiO2 kaynağı olarak seramik üretiminde kullanılan farklı kaolenlerin ham, sinterlenerek metakaolen yapıda ve spinel yapıda geopolimer üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Farklı kaolenlerin metakaolen formu için 700°C ve spinel yapı için 1000°C sıcaklıklarda sinterlenmesiyle elde edilen üç farklı formda kaolen örneklerinin her birisi ayrı ayrı geopolimer ürün üretilmesi için kullanılmıştır. Kullanılan kaolenlerin kimyasal analizleri ve farklı sıcaklıklarda sinterlenen metakaolen ve spinel formda kaolenlerin mineralojik ve faz analizleri yapılmıştır. Ham ve ısıl işlem uygulanan kaolenler geopolimer reaksiyon oluşturulması amacıyla NaOH ile karıştırılarak öğütme işlemi yapılmıştır. Öğütme sonrası hazırlanan reçeteye göre su ilavesi yapılarak geopolimerizasyon için reaksiyonların tamamlanmasında tane-tane temasının artırılması amacıyla karışımlar presleme yöntemi ile şekillendirilmiştir. Şekillendirilen karışımlar sabit süreyle farklı sıcaklıklarda kür uygulamasına tutulmuşlardır. Kür sonrası ürünlerin faz analizleri, basma dayanımı, bulk yoğunlukları ve mikroyapı incelemeleri yapılmıştır. 
Sonuç olarak; farklı sıcaklıklarda sinterenip, kür uygulanan İran kaoleniyle hazırlanan geopolimer numunelerin en iyi basma dayanımı değerleri verdiği belirlenmiştir. Ayrıca kaolenlerin içerdiği oksitlerin geopolimer malzeme üretiminde silikat kaynağı olarak %46 ile %60 aralığında SiO2 ve alümina kaynağı olarak %25 ile %38 aralığında Al2O3 içerip, ucuz ve uygun hammadde kaynakları olarak kullanılabilmektedir. Ancak kaolen içerisinde bulunan minerallerin geopolimerizasyon reaksiyonlarında etkilerinin araştırılıp, kullanımına yönelik çalışmaların yapılması gerektiği belirlenmiştir. Her kaolenin uygun olmayacağı bu nedenle de kaolen örneklerinin geopolimerizasyon mekanizmalarının incelenerek kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
The aim of this study is to examine the possibility of using different kaolins, which are used in the ceramic industry for the production of geopolymers as a source of Al2O3 and SiO2, in raw, sintered metakaolin and spinel form. Each of these three different forms of kaolin specimens, obtained by sintering them at 700°C for the metakaolin form and at 1000°C for the spinel form, were separately used to produce geopolymer products. Alongside with the chemical analysis of the kaolin specimen, one realized the mineralogical and phase analysis of the kaolins in spinel and metakaolin form, which were sintered at different temperatures.In order to enable the raw and heat-treated kaolins to produce geopolymer reaction, one mixed and milled them with NaOH. In order to increase the grain-to-grain contact during the completion of the reactions in geopolymerization, water was added according to the recipe and this blend was shaped by pressing. The shaped blends were cured at a fixed period of firing time and varying temperatures. Following the curing, one realized the phase, compressive strength, bulk density and micro structure analysis of the products. 
As a result; it has been determined that the geopolymer specimen obtained by using Iranian kaolin that was sintered at different temperatures and cured, revealed optimal compressive strength values. And it is also possible to use the oxides contained in kaolins for the production of geopolymer materials as cheap and suitable sources of silicate between an amount of 46-60% and as a source of SiO2 and alumina between an amount of 25-38%. However, it was determined that is necessary to examine the effects of the minerals, contained in the kaolin, during the geopolymerization reactions and to conduct further researches about the utilization of this material. One determined that in this sense not all kaolins are suitable and therefore it is merely possible to use them by examining the geopolymerization mechanisms of the kaolin specimens.