Alümina silikat kaynakları kullanarak geopolimerizasyon yöntemi ile yapısal seramik üretiminin araştırılması
Investigation of structural material production with geopolymerization method using alumina silicate resources
Yazar: DOĞAN KAFKAS
Danışman: DOÇ. DR. CENGİZ BAĞCI
Hitit Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İleri Malzemeler ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Alkalialüminyum silikatlar = Alkalialuminium silicates ; Alümina seramik = Alumina ceramic ; Bazaltik sünger taşı = Bazaltic pumice stone ; Termal iletkenlik = Thermal conductivity

Özet:
Son zamanlarda, geopolimer sentezinde metekaolin ve füme silika yerine farklı tipte alüminosilikatlar kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı geopolimerik yöntem ile yapısal malzeme sentezinde metakaolin yerine bir alüminasilikat olan ülkemiz pomzasının uygunluğunu araştırmaktadır. Başlangıç malzemesinin sonuç yapısal malzeme özelliklerini etkilediği düşünülerek, araziden alınan pomza XRF, XRD ve NMR analizleri ile karakterize edilmiştir. Araziden alındığı gibi ve metakaolin eklenmiş pomzalar, bir NaOH ve sodyum silikat çözeltilerinde çözündürüldü. Böylece, alışılmış metakaolin ve füme silikanın farklı oranlarının katılmasıyla bir dizi geopolimer bulamaç elde edildi. Bulamaçlar, mekanik testler için geopolimer numuneleri elde etmek üzere poliasetal bir kalıba döküldü ve sabit 50 °C sıcaklık/nemli fırında 24 saat kürlendi ve ardından oda sıcaklığında ilave kürlenme için bir hafta bırakıldı. Nihai geopolimer numunelerinin mikroyapısal ve mekanik karakterizasyonları XRD, SEM, 3-nokta eğilme, basınç testleri ve termal iletkenlik katsaysına dayandırılmıştır. Mekanik testler ASTM standartlarına göre yapıldı ve ölçülen değerler Weibull istatistikleri ile de analiz edildi. Sonuçların değerlendirilmesi ile pomzanın az miktarda metakaolin ve füme silika ilavesi ile reaktivitesini geliştirerek yapısal malzeme üretiminde alternatif bir alüminosilikat kaynağı olarak kullanılabileceğini görülmüştür.

Abstract:
Recently different types of aluminosilicates have been used as a replacement for metekaolin and fumed silica in synthesis of geopolymeric materials. This study investigates the suitability of pumice from the Turkish origin as a replacement for metakaolin in synthesis of geopolymeric structural materials. Considering that the starting material affects the resultant geopolimer, as-received pumice was characterized by XRF, XRD and NMR analysis. As-received and metakaolin added pumices were dissolved in a NaOH and sodium silicate solutions. Thus, a series of geopolymer pastes were obtained by introducing the different proportions of usual metakaolin and fumed silica. The slurries were casted into a poliasetal mold to obtain geopolymer samples for mechanical tests and cured in a constant 50 °C temperature/humidity oven for 24 h, and then left one week for additional curing at ambient temperature. The microstructural and mechanical characterizations of final geopolymer samples were based on XRD, SEM, 3-point bending and compressive tests. The mechanical tests were made according to ASTM standards and measured values were further analyzed by Weibull statistics. By the assessment of the results showed that the pumice can be used as an alternative aluminosilicate source by improving its reactivity with small amount of metakaolin and fumed silica additions in a structural materials production.