ARTIK ZEMİN-UÇUCU KÜL ESASLI ÜRETİLEN JEOPOLİMER MALZEMENİN DAYANIMININ VE BOZUNMAYA KARŞI DİRENCİNİN BELİRLENMESİ
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Hacettepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği A.B.D., Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: YASİN BURAK AYDIN
Danışman: Adil Binal
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Günümüzde jeopolimerler, çevre dostu inşaat malzemeleri olarak görülmekte ve CO2 salınımını azaltan, sera etkisini düşüren yeşil malzemeler olarak tanımlanmaktadır. Ayrıca, artık malzemeler kullanılarak oluşturulduklarından hammadde ve üretim maliyetlerini de düşürmektedirler. Uçucu kül gibi endüstriyel ve sanayi atıklarının değerlendirilmesiyle depolama masrafları ile alanlarından tasarruf sağlanır. Tuğla, beton blok, briket ve bims blok gibi geleneksel yapı malzemelerinin yerine jeopolimer malzemelerin kullanımının artırılması gerekmektedir. Tez çalışması kapsamında üretilen jeopolimer malzemenin inşaatta yapı malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu çalışmada Ankara ili Kesiktaş Mahallesi'nden alınan artık zemin ile Zonguldak Çatalağzı Termik Santrali'nden temin edilen uçucu kül kullanılmıştır. Deneme dökümleri sonucunda, Çatalağzı, Tunçbilek ve Yatağan Termik Santrali külleri arasında en iyi sonuçları Çatalağzı uçucu külü vermiştir. Alkali aktivatör olarak sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum silikat (Na2SiO3) kimyasal kombinasyonu kullanılmıştır. Farklı karışım oranlarında numuneler hazırlanarak kürlenmiştir. Malzemeler doğrudan döküm ve presleme olarak iki yöntem ile hazırlanmıştır. Preslemeye uygun karışım oranlarındaki numuneler, tez kapsamında tasarlanan özel kalıp içerisinde preslenerek hazırlanmıştır. Fırında kürleme işleminden sonra pres makinesine yerleştirilerek numunelerin dayanımı belirlenmiştir. En yüksek dayanım değerleri doğrudan döküm yöntemi ile hazırlanan numunelerde 22.96 MPa, presleme yöntemi ile hazırlananlarda ise 23.12 MPa olarak kaydedilmiştir. İlave su içeriğinin, presleme etkisinin, alkali aktivatör/uçucu kül oranının, Na2SiO3/NaOH oranının, uçucu kül/zemin karışım miktarının ve kürleme sıcaklığı ile süresinin jeopolimer malzeme dayanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Karışım içerisine %5, %10, %20 ve %30 oranında ilave su eklenmiştir. Suyun, malzemenin kıvamının oluşmasın da ve jeopolimerin dayanımına katkı sağlamada etkili olduğu görülse de sıvı içeriği yüksek olan karışımlarda presleme yapılamamıştır. Bu nedenle, optimum basınç dayanımı %5 ilave su içeriğinde elde edilmiştir. Yeterli olmayan alkali aktivatör/uçucu kül oranında jeopolimerleşmenin istenilen düzeyde olmadığı görülmüştür. Karışım içerisinde Na2SiO3/NaOH oranın artmasıyla dayanımda artış gözlenmiştir. Uçucu kül/zemin oranı 0.8 değerinde en iyi sonuçları vermiştir. Kürleme sıcaklığının düşük ve kürleme süresinin az olmasının tepkime için yeterli olmadığı görülmüştür. Yüksek sıcaklıklarda kürleme sonucunda ise malzeme dayanımında düşüş gözlenmiştir. En yüksek dayanımı 100oC'de preslenen numune vermiştir. Preslenerek oluşturulan malzemelerin şekil olarak daha sıkı ve düzgün olduğu görülmüştür. Artık zemin-uçucu kül jeopolimeri üzerinde bozunma testleri uygulanmıştır. Islanma-kuruma ve donma-çözülme çevrimleri sonucunda malzeme dayanımları belirlenmiştir. Jeopolimer malzemenin ıslanma-kuruma etkisine karşı, donma-çözülmeye göre daha dayanıklı olduğu görülmüştür. Jeopolimer malzeme maksimum 8 donma-çözülme çevrimi boyunca sağlam şekilde kalmıştır. Artık zemin-uçucu kül jeopolimerinin fiziko-mekanik özellikleri ve ultrasonik geçiş hızı değerleri belirlenmiştir. SEM görüntüleri yardımıyla jeopolimer malzemenin iç yapısı incelenmiştir. Çalışma sonuçları, artık zemin-uçucu kül jeopolimerinin alternatif bir inşaat malzemesi olabileceğini göstermiştir.