Termik santral taban küllerinden alkali aktivasyon ile geopolimer üretilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ, Fen Bil.Enst.Md.Lüğü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2011
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MEHMET UĞUR TOPRAK
Danışman: İlker Bekir Topçu
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu doktora tezinde, termik santral taban külünün (TK) alkali aktivasyonu ile üretilen geopolimerin dayanım, dayanıklılık ve mikroyapı özelikleri araştırılmıştır. Geopolimer için en uygun alkali çözeltiyi (AÇ) belirlemek amacıyla TK'ya göre ağırlıkça % 8, 12, 16 Na2O ve % 0, 4, 8 ve 12 SiO2 içeren 12 farklı AÇ, TK, kum (K) ve su (S) TK/K/S 1/2/0.5 oranlarında karıştırılarak üretilen ve 20 saat 85 oC'de % 40 bağıl nemde etüvde kür (EK) veya 20 oC'de % 90 bağıl nemde havada kür (HK) uygulanan 4x4x16 cm boyutlarında geopolimer harç (GH) numunelerin 1, 7 ve 28. günlerde birim ağırlık, ultrases geçiş hızı, eğilme ve basınç dayanımları belirlenmiştir.GH'lerin EK ve HK uygulamalarında 1 ve 7 günlük basınç dayanımları değerlendirilerek en uygun K/TK, Su/TK, EK ve ön bekleme süreleri belirlenmiştir. Geopolimer pasta (GP) numunelerinin priz süreleri ve hacim sabitliğinin Na2O ve SiO2 miktarı ile değişimi incelenmiştir. GH'lerin sülfat (ASTM C 1012) ve asit (% 3'lük H2SO4), donma-çözülme (DÇ: TS EN 12091) ve yüksek sıcaklık (YS: 200, 400 ve 800 oC) etkilerine dayanıklılığı 28 günlük GH'lerin ağırlık ve basınç dayanımı değişimleri dikkate alınarak incelenmiştir. Alkali ve kür tipinin, sülfat ve asit, DÇ ve YS gibi ısıl etkilerin geopolimerin mikroyapısına etkileri SEM-EDX analizleri ile araştırılmıştır.TK ağırlıkça % 12 Na2O ve % 8 SiO2 içeren AÇ ile aktive edilerek oda sıcaklığında 25-30 MPa dayanıma sahip GH'ler üretilmiştir. N-A-S-H jellerinin süreksiz ve küçük boşluklar içermeleri, yapılarında C-S-H jelleri gibi su bulunmaması, geopolimerleri çimento bağlayıcılı yapı malzemelerine göre daha hafif ve YS etkilerine daha dayanıklı yapmaktadır. GH'lerde amorf N-A-S-H jellerinin Si/Na atomik oranının 1 civarında olduğu, bu oran 0.5'e yaklaştığında kristal yapıda ve büyük olasılıkla daha gelişmiş bir yapı oluştuğu gözlenmiştir. Si/Na atomik oranı 2'ye yaklaştığında N-A-S-H jeli oluşmadan geopolimerin sertleştiği düşünülmektedir. DÇ etkisi ile GH'lerin Si/Al atomik oranı düşmüş (1.41-2.23), Si/Na atomik oranı yükselmiştir (1.56-1.64). Fırın sıcaklığı 400 oC'den 800 oC'ye çıktığında geopolimer pembeden griye dönmüş, Si/Al ve Si/Na atomik oranları 4.54 ve 0.98 olan amorf ve yoğun bir mikroyapı oluşmuştur.