Borik asit üretim atığı olan borjipsin yapı sanayinde değerlendirilmesi
Utilization of boric acid production waste of borogypsum in construction industry
Yazar: KÜBRA KUNT
Danışman: DOÇ. DR. EMEK DERUN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Ülkemiz Dünya bor rezervinin %72.1'ine sahiptir. En önemli bor mineralleri diğer bor ürünlerinin ve boratların üretiminde hammadde olarak kullanılmaları nedeniyle kolemanit, üleksit ve boraks mineralleridir. Bu mineraller kullanılarak diğer ürünlerin üretildiği proseslerde bor içeren atıklar oluşmaktadır. Üretim tesislerinin yakınlarındaki atık havuzlarında depolanan bu atıklar çevre kirliliğine yol açmaktadırlar. Ayrıca oluşan atıkların depolanması ekonomik açıdan da problem oluşturmaktadır. Bu nedenle atıkların değerlendirilmesi ekolojik ve ekonomik açıdan oldukça önemlidir. 
Borjips, borik asit üretimi sırasında kolemanit ve sülfürik asitin reaksiyonu sonucunda oluşan ve bor içeren bir atıktır. Oluşan bu atığın çimento üretiminde değerlendirilmesi, çimento üretim maliyetinin azaltılması, toprak ve yeraltı sularının kirlenmesinin önlenmesi açısından önemlidir.
Yapılan yüksek lisans tez çalışmasında klinker ve borjips kullanılarak farklı oranlarda borjips içeren (%0, 1, 3, 5, 7 ve 10) ve farklı su/binder oranlarında (0.50, 0.45 ve 0.40) çimento harçları hazırlanmıştır. Hazırlanan harçlara yayılma tablası, birim ağırlık, priz süresi deneyleri uygulanmıştır. Borjips ilavesinin eğilme ve basınç dayanımı, su emme gibi özelliklere etkisi incelenmiştir. Numunelerin 3, 7 ve 28 günlük eğilme ve basınç dayanımları ölçülmüştür. En yüksek dayanımın elde edildiği borjips oranı belirlenerek, belirlenen oranda hava sürükleyici, priz hızlandırıcı ve süper akışkanlaştırıcı katkı maddeleri kullanılmıştır. Ayrıca en yüksek dayanımın elde edildiği karışımın MgSO4 durabilitesini belirlemek amacıyla 15, 30 ve 45 gün boyunca MgSO4 çözeltisinde kürlenen numunelerin kütle değişimleri ile eğilme ve basınç dayanımları eşit süre suda kürlenen numunelerle karşılaştırılmıştır. Hazırlanan tüm numunelerin karakterizasyonu XRD ile yapılmıştır.

Abstract:
Turkey has the 72.1% of the world boron reserves. The most important boron minerals are the colemanite, ulexite and borax because they are used as raw material for the production of the other boron products and borates. During the production processes of these materials, boron containing wastes produce and these wastes stored in the waste pools of the plant cause environmental pollution. Also, these stored wastes cause economical problems. Therefore, evaluation of these wastes is very important in terms of ecological and economical reasons. 
Borogypsum is one of the boron containing wastes produced from the reaction of the colemanite and sulphuric acid during boric acid production. Evaluation of this waste in the cement production is important because of reduction in production cost and prevention of soil and groundwater pollution.
In this study, clinker and borogypsum were used in the production of cement mortars that have different borogypsum ratios (0, 1, 3, 5, 7 and 10%) and different water/binder ratios (0.50, 0.45 and 0.40). Flow table, unit volume and setting time experiments were applied to the prepared mortars. Also, effect of the addition of borogypsum to properties like flexural and compressive strength and water absorption were investigated. 3, 7 and 28 days flexural and compressive strengths of the samples were measured and the ratio that provides highest strength is determined. After determination, air entraining, setting accelerating and super plasticizer admixtures were used at this ratio. Moreover, for this ratio, MgSO4 durability was tested with comparing mass changes and flexural and compressive strengths of samples cured in MgSO4 solution and water for 15, 30 and 45 days. X-ray diffraction (XRD) analysis was realized for characterization of the chemical structure of 28-days mortars.