Oda Sıcaklığında Kür Edilen Granüle Yüksek FırınCürufluGeopolimer Harçların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması

Yıl 2016, Cilt: 16 Sayı: 2, 356 - 367, 30.04.2016

Gökhan Kürklü

Öz

Bu çalışmada granüle yüksek fırın cürufunun (GYFC) geopolimer harç üretiminde bağlayıcı ve agrega

olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Harç üretimi sırasında en az enerji tüketimi hedeflenmiş ve etüv

kürü yerine oda sıcaklığında kür gerçekleştirilmiştir. Likit/Bağlayıcı (l/b)olarak 1 ve 0.7 olmak üzere iki

farklı oran belirlenmiştir. Alkali aktivatör olarak NaOH ve SS (2:1, 1:2, 3:0, 0:3) dört farklı oranda

kullanılmıştır. Harç üzerinde deneyler 28. günden sonra gerçekleştirilmiştir. Numuneler üzerinde basınç

dayanımı, eğilme dayanımı, su emme, görünür porozite, birim hacim ağırlık, XRD, XRF, SEM ve EDX

analiz ve deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak GYFC agrega ve öğütülmüş GYFC bağlayıcı ile oda

sıcaklığında kür edilmiş geopolimer harç üretiminin mümkün olduğu ortaya konmuştur. Deney

sonuçlarına göre en yüksek eğilme dayanım değeri (5.1MPa)2:1 oranında NaOH ve SS içerikli ve l/b

oranın 0.7 olduğu harçlarda elde edilmiştir. En yüksek basınç dayanımı değeri (29.1MPa)3:0 oranında

NaOH içerikli ve l/b oranın 0.7 olduğu harçlarda elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Geopolimer harç, Granüle yüksek fırın cürufu, Oda sıcaklığı kürü.

Kaynakça

• Atiş, C.D., Görür, E.B., Karahan, O., Bilim, C., İlkentapar, S.andLuga, E., 2015. Veryhighstrength (120 MPa) class F flyashgeopolymermortaractivated at differentNaOHamountheatcuringtemperatureandhe atcuringduration. Construction andBuildingMaterials, 96, 673–678.
• Badar, M. S.,Kupwade‐Patil, K., Bernal, S. A., Provis, J. L. andAllouche, E.N., 2014. Corrosion of steelbarsinducedbyacceleratedcarbonation in lowandhighcalciumflyashgeopolymerconcretes. Construction andBuildingMaterials, 61, 79–89.
• Bagheri, A. and Nazari, A., 2014. Compressivestrength of highstrengthclass C flyashbasedgeopolymerswithreactivegranulatedblastfurna ceslagaggregatesdesignedbyTaguchimethod.Material sand Design, 54, 483–490.
• Bakharev, T., 2005. Durability of geopolymermaterials in sodiumandmagnesiumsulfatesolutions. CementandConcreteResearch, 35:6, 1233‐1246.
• Bakharev T., 2005b. Resistance of geopolymermaterialstoacidattack. CementandConcreteResearch, 35:4, 658‐670.
• Bernal, S. A.,Provis, J.L., Walkley, B., Nicolas, R.S., Gehmanc, J.D., Brice, D.G., Kilcullen, A.R., Duxson, P.andVan Deventer, J.S.J., 2013. Gel nanostructure in alkali‐activatedbindersbased on slagandflyash, andeffects of acceleratedcarbonation.
• CementandConcreteResearch, 53, 127–144. Bobirică, C.,Shim, J., Pyeon J. and Park, J., 2015. Influence of wasteglass on themicrostructureandstrength of inorganicpolymers. Ceramics International,41, 13638–13649.
• Cheng T.W. andChiu J.P., 2003. Fireresistantgeopolymerproducedbygranulatedblastfurn aceslag, MineralsEngineering, 16, 205–210.
• Chindaprasirt, P.,Chareerat, T., Hatanaka S. andCao T., 2010. High‐Strengthgeopolymerusingfinehighcalciumflyash, Journal Of MaterıalsIn Cıvıl Engıneerıng, 23:3, 264‐270.
• Davidovits, J., 1994. Globalwarmingimpact on thecementandaggregatesindustries. World Resource Review, 6, 263.
• Deb, S.P.,Nath P., Sarker, P.K., 2014.Theeffects of groundgranulatedblastfurnaceslagblendingwithflyashandactivatorcontent on theworkabilityandstrengthproperties of geopolymerconcretecured at ambienttemperature, Materialsand Design,62, 32–39.
• Dimas, D.,Giannopoulou, I. andPanias, D., 2009. Polymerization in sodiumsilicatesolutions: a fundamentalprocess in geopolymerizationtechnology, J.MaterSci., 44, 3719‐ 3730.
• Duxson, P. andProvis, J. L., 2008. Designingprecursorsforgeopolymercements, J. Am. Ceram. Soc.,91:12, 3864–3869.
• Hwang C. andHuynh T., 2015. Effect of alkaliactivatorandricehuskashcontent on strengthdevelopment of flyashandresidualricehuskash‐basedgeopolymers, Construction andBuildingMaterials, 101, 1–9.
• Lloyd N.A. andRangan B.V., 2010. Geopolymerconcretewithflyash. 2nd International Conference on Sustainable Construction Materialsand Technologies, 1493–1504.
• Marjanović, N.,Komljenović, K., Baščarević, Z., Nikolić, V. andPetrović, R., 2015. Physical– mechanicalandmicrostructuralproperties of alkaliactivatedflyash– blastfurnaceslagblends. Ceramics International, 41, 1421–1435.
• Ng T.S.,Voo Y.L. andFoster S.J., 2012. Sustainabilitywithultrahighperformanceandgeopolymerconcreteconstruction, innovativematerialsandtechniques in concreteconstruction. M.N. Fardis (Ed.), ACES Workshop, Springer, Dordrecht, 81–100.
• Oh, J.E.,Monteiro, P.J.M., Jun, S.S, Choi, S. andClark, S.M., 2010. Theevolution of strengthandcrystallinephasesfor alkaliactivatedgroundblastfurnaceslagandflyashbasedgeopolymers. CementandConcreteResearch. 40, 189–196.
• Öcal Y., 2014. Demir Çelik Sektöründe Atık Yönetimi. Uzmanlık Tezi,TC Kalkınma Bakanlığı, Ankara, 176. Pacheco‐Torgal, F.,Labrincha, J., Leonelli, C., Palomo, A., andChindaprasit, P. (Eds.), 2014. Handbook of alkaliactivatedcements, mortarsandconcretes. Elsevier, 777‐805.
• Pal, S.C.,MukherjeeandA., Pathak, S.R., 2003. Investigation of hydraulicactivity of groundgranulatedblastfurnaceslag in concrete. CementandConcreteResearch, 33, 1481–1486.
• Park, J. and Kim, Y., 2014. Improvement in mechanicalpropertiesbysupercriticalcarbonation of non‐cementmortarusingflyashandblastfurnaceslag. InternatıonalJournal Of PrecısıonEngıneerıngAndManufacturıng, 15: 6, 1229‐ 1234.
• Provis, J.L. and Van Deventer J.S.J., 2009. Geopolymers: structures, processing, properties, andindustrialapplications. Woodhead Publishing Limited, 15‐136.
• Rao, G. M.,andRao, T. G., 2015. Final setting time andcompressivestrength of flyashandggbsbasedgeopolymerpasteandmortar. ArabianJournalforScienceandEngineering, 40:11, 3067‐3074.
• Richardson, I.G.,Brough, A.R., Groves, G.W., Dobson, C.M., 1994. Thecharacterization of hardened alkaliactivatedblast‐ furnaceslagpastesandthenature of thecalciumsilicatehydrate (C‐S‐H) phase. CementandConcreteResearch, 24: 5, 813‐829.
• Schilling, P.J.,Roy, A., Eaton, H.C., Malone P.G. andBrabston, N.W., 1994. Microstructure, strength, andreactionproducts of groundgranulatedblastfurnaceslagactivatedbyhighlyconcentratedNaOHsolu tion,Journal of MaterialsResearch, 9, 188‐197.
• Shi, C., 2004. Steel slag‐itsproduction, processing, characteristics, andcementitiousproperties. J Mater CivEng, 16, 230–236.
• Swanepoel, J. C. andStrydom, C. A., 2002. Utilisation of flyash in a geopolymericmaterial, AppliedGeochemistry, 17, 1143‐1148.
• Şahin İ., 2015. Demir Çelik Sektörü. İktisadi Araştırmalar Bölümü, Türkiye İş Bankası.
• Tang, S.W.,Yao, Y., Andrade, C. andLi, Z.J., 2015. Recentdurabilitystudies on concretestructure. CementandConcreteResearch,78, 143–154.
• TS EN 196‐1. 2002. Çimento Deney Metotları Bölüm 1: Dayanım.
• TS EN 771‐1. 2005. Kagir Birimler, Özellikler‐ Bölüm 1: Kil kâgir birimler (Tuğlalar).
• TS EN 772‐4., 2000. Kagir Birimler, deney metotları Bölüm 4: Tabii taşkâgir birimlerin toplam ve görünen porozitesi ile boşluksuz ve boşluklu birim hacim kütlesinin tayini.
• Wang S. andScrivener, K.L., 1995. Hydrationproducts of alkali activatedslagcement. CementandConcreteResearch, 25: 3, 561–571.
• Wang, K., He, H., Song, X. andCui, X., 2015. Effects of themetakaolin‐basedgeopolymer on hightemperatureperformances of geopolymer/PVC compositematerials. AppliedClayScience, 114, 586– 592.
• Xu, H.,Gong, W., Syltebo, L., Izzo, K., Lutze, W. andPegg, I.,L., 2014. Effect of blastfurnaceslaggrades on flyashbasedgeopolymerwasteforms. Fuel, 133, 332– 340.