Boraks üretiminde ortaya çıkan atık malzemenin çimento içerisinde puzolanik malzemeler ile birlikte kullanılmasının çimento üzerindeki etkileri
The effects of utilization of waste material generated during borax production with pozzolanic materials within cement
Yazar: ALİ UĞURLU
Danışman: DOÇ. DR. MİNE ÖZDEMİR
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Beton = Concrete

Özet:
Bu çalısmada boraks üretiminde ortaya çıkan katı atıkların çimento içerisindeuçucu kül ve volkanik tüf ile birlikte katkı maddesi olarak degerlendirilmesi elealınmıstır. Türkiye 803 milyon ton bor cevheri ile dünyadaki bor cevheri rezervininyaklasık % 63'üne sahiptir. Türkiye'deki en önemli bor cevherleri kolemanit, üleksit vetinkaldir. Boraks üretiminde kullanılan tinkal minerali ekonomik açıdan oldukçaönemlidir. Bu üretim sırasında her yıl 400.000 ton katı atık ortaya çıkmakta ve çevreyeverilmektedir. Bu atık kil pestili olarak adlandırılmaktadır. Kil pestilinin herhangi birsekilde degerlendirilmemesi durumunda çevre sorunlarına yol açtıgı da bilinmektedir.Kil pestili atık malzemesi içerisinde B2O3, dolomit ve montmorillonit bulunmaktadır.Arastırmacılar tarafından daha önce gerçeklestirilen çalısmalarda, kil pestilinin çimentoiçerisinde ancak % 5 oranında kullanılabilecegi ortaya konmustu. Bu düzeyde bir kilpestili kullanımının verimli olmayacagı düsüncesinden hareketle bu çalısmadapuzolanik açıdan daha aktif olan uçucu kül ve volkanik tüf gibi puzolanlar ileçimentodaki kil pestili kullanım oranının arttırılması amaçlanmıstır. Uçucu kül vevolkanik tüf gerek ülkemizde çok bulunması ve gerekse de çimentoya pisirilmedensadece ögütülerek katıldıkları için ekonomik malzemelerdir. Ayrıca içine katıldıklarıçimentoların bazı teknik özeliklerini de iyilestirdikleri için çimento üretimindekullanılması tercih edilen malzemelerdir.Yapılan çalısmalarda önce kil pestili ile uçucu kül ile ve daha sonra da volkaniktüf ile degisik karısımlar üzerinde deneyler gerçeklestirilerek en iyi puzolan+kil pestilikarısımları saptanmıstır. 1kinci deneysel çalısmada ise belirlenen % 10 ve % 15 kilpestili kullanım oranlarında degisik oranlarda kil pestili+uçucu kül+volkanik tüftenolusan farklı karısımlar hazırlanmıstır. Bu karısımlar üzerinde gerçeklestirilendeneylerden elde edilen sonuçlar portland çimentosu ve Türk standartları ilekarsılastırılmıstır. Sonuçta, kil pestilinin çimento içerisinde bu puzolanlar ile % 10-15oranında kullanılabilecegi belirlenmistir.Anahtar Kelimeler: Bor, çimento, puzolan, kil pestili, uçucu kül, volkanik tüf

Abstract:
In this study, utilization of clay wastes which are generated during boraxproduction as an additive with fly ash and volcanic tuff within cement was discussed.Turkey has 803 million tons boron reserves, which consist of 63 % of the total worldboron reserves. The most important boron ores in Turkey are colemanite, ulexite andtincal. The tincal mineral which is used in borax production is very important fromeconomic point of view. During the processing of borax ore 400.000 tons of solidwastes are formed per year and given to environment. This solid material is called claywaste. It?s well known that clay wastes can cause environmental issues if they are notutilized in any way. This waste material consist of B2O3, dolomite and montmorillonite.Early studies performed by researchers have been revealed that only 5 % of clay wastewithin cement can be utilized. Obviously utilization rate of clay wastes at this ratiowon?t be efficient. Therefore in this study it is aimed to increase the utilization ratio ofclay wastes within cement by pozzolanas like fly ash and volcanic tuff which are moreactive from pozzolanic point of view. Fly ash and volcanic tuff are economicalmaterials because they are very common in Turkey and they are being added to cementonly after grained without calcined. In addition they are preferred materials in cementproduction because they also improve some technical characteristics of the cement theymix with.During the studies, experiments made with different mixtures consist of firstlyclay waste and fly ash then clay waste and volcanic tuff in order to determine the bestpozzolana+clay waste mixtures. Secondary experimental study covers the preparation ofclay waste+fly ash+volcanic tuff mixtures with different ratios considering 10 % and 15% clay waste usage rates. The results obtained from experiments made with themixtures were compared with Portland cement and Turkish standards. Finally in thisstudy it was determined 10-15 % of clay waste within cement can be utilized by thehelp pozzolanas.Key words: Boron, cement, pozzolan, clay waste, fly ash, volcanic tuff