KÜTAHYA SEYİTÖMER TERMİK SANTRALİ ATIK UÇUCU KÜLÜNDEN ISI YALITIM ÖZELLİKLİ GEOPOLİMER MALZEME ÜRETİMİ

Yıl 2021, Cilt: 29 Sayı: 1, 49 - 63, 30.04.2021

Uğur Kut İskender Işık

https://doi.org/10.31796/ogummf.772506

Öz

Türkiye’nin öncelikle cari açığı azaltmak için enerjiyi etkin ve tasarruflu kullanımını sağlaması gerekmektedir. Binalarda uygulanacak çeşitli teknikler ve alınacak çeşitli tedbirlerle büyük miktarlarda enerji tasarrufu yapılabileceği görülmüştür. Bununla birlikte doğal kaynaklarımızın hızla tükenmesi, çevre kirliliği ve ekolojik dengenin bozulmaya başlaması, atık malzemelerin çevre dostu yararlı ekonomik ürünlere dönüşümünü önemli bir konu haline getirmiştir. Yapılarda kullanılmak üzere, boşluk oranı fazla, yoğunluğu düşük ve nem oranının az olması ile ısı yalıtım anlamında performansı yüksek, üretim aşamasında çevre dostu, büyük miktarlarda enerji tüketilmesi gerekmeyen ve pahalı olmayan bir geopolimer malzeme üretilmesi amaçlanmıştır. Genel olarak, günümüzde kullanılan alışılagelmiş yalıtım malzemelerinde, yalıtımı sağlayan malzemedeki gözeneklerin içinde bulunan havadır. Dolayısıyla gözenek yapısı yanı sıra, dokusu ve boyut dağılımı da kontrol edilmelidir. Seyitömer Termik Santrali kömür uçucu külü (UK) olarak isimlendirilen endüstriyel atık baz malzeme, aktive edici olarak potasyum hidroksit (KOH), köpük oluşturucu ajan olarak metalik alüminyum, viskozitesini etkileyecek olan fumed silika (FS) kullanılarak ısı yalıtımlı geopolimer yapı malzemesi üretilmiştir. Isı yalıtımı anlamında D10 kodlu numunemizin ısı iletim katsayısı 0.085 W/m oK’dir. Gözenek hacim değeri 0.45 cm3, gözenek boyut dağılımı (ortalama) 3.80 nm, özgül yüzey alanı 25.80 m2/g, toplam gözeneklilik (Arşimed) %77.00, su buharı geçirgenliği 3.00 μ, TS EN ISO 11925-2 küçük alev testine (SFI) “B2 sınıfı” olarak bulunmuştur. Sonuç olarak, Kütahya Seyit Ömer termik santrali atık uçucu küllerinin (UK) yapılarda ısı yalıtımı için geopolimer malzeme üretiminde kullanılması ekonomi ve teknolojik özellikler bakımından mümkün olacağı saptanmıştır.

Anahtar Kelimeler

Uçucu kül, Geopolimer, Gözeneklilik, Isı yalıtımı

Destekleyen Kurum

Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi

Proje Numarası

2015-44

Teşekkür

Proje Kapsamında Desteklerinden Dolayı Teşekkür Ederiz

Kaynakça

• Turan, O. (1999). Enerji tasarrufu ve yalıtımı. Paper presented at the Yapıda Yalıtım Konferansı, İstanbul.
• Altınışık, K. (2006). Isı yalıtımı (1 ed.). Ankara: Nobel Yayın Dağıtım.
• Medri, V., ve Ruffini, A. (2012). The influence of process parameters on in situ inorganic foaming of alkali-bonded sic based foams. Ceramics International, 38(4), 3351-3359.
• Le-ping, L., Xue-min, C., Shu-heng, Q., Jun-li, Y., ve Lin, Z. (2010). Preparation of phosphoric acid-based porous geopolymers. Applied Clay Science, 50(4), 600-603.
• Coquard, R., Baillis, D., Grigorova, V., Enguehard, F., Quenard, D., ve Levitz, P. (2013). Modelling of the conductive heat transfer through nano-structured porous silica materials. Journal of Non-Crystalline Solids, 363, 103-115.
• Ramyar, K. (2013). ’betonda alkali silis reaksiyonu: Bir derleme: Beton.
• Nazari, A., ve Khalaj, G. (2012). Prediction total specific pore volume of geopolymers produced from waste ashes by fuzzy logic. Materials Research, 15(2), 242-252.
• Prud’homme, E., vd. (2010). Silica fume as porogent agent in geo-materials at low temperature. Journal of the European Ceramic Society, 30(7), 1641-1648.
• Prud’homme, E., vd. (2010). Silica fume as porogent agent in geo-materials at low temperature. Journal of the European Ceramic Society, 30(7), 1641-1648.
• Wei, G., Liu, Y., Zhang, X., Yu, F., ve Du, X. (2011). Thermal conductivities study on silica aerogel and its composite insulation materials. International Journal of Heat and Mass Transfer, 54(11–12), 2355-2366.
• Prud'homme, E., Michaud, P., Joussein, E., Clacens, J. M., ve Rossignol, S. (2011). Role of alkaline cations and water content on geomaterial foams: Monitoring during formation. Journal of Non-Crystalline Solids, 357(4), 1270-1278.
• Lowell, S., Shields, J. E., Thomas, M. A., ve Thommes, M. (2004). Characterization of porous solids and powders: Surface area, pore size and density. Dordrecht, Boston. London: Kluwer Academic Publishers.
• Kim, K. C., Yoon, T.-U., ve Bae, Y.-S. (2016). Applicability of using co 2 adsorption isotherms to determine bet surface areas of microporous materials. Microporous and Mesoporous Materials, 224, 294-301.
• Storck, S., Bretinger, H., ve Maier, W. F. (1998). Characterization of micro-and mesoporous solids by physisorption methods and pore-size analysis. Applied Catalysis A: General, 174(1), 137-146.
• Wall, T. F., Bhattacharya, S. P., Baxter, L. L., Richards, G., ve Harb, J. N. (1995). The character of ash deposits and the thermal performance of furnaces. Fuel Processing Technology, 44(1–3), 143-153.
• Ogundiran, M. B., ve Kumar, S. (2016). Synthesis of fly ash-calcined clay geopolymers: Reactivity, mechanical strength, structural and microstructural characteristics. Construction and Building Materials, 125, 450-457.
• Abdullah, M. M. A. B., Hussin, K., Bnhussain, M., Ismail, K. N., Yahya, Z., ve Abdul Razak, R. (2012). Fly ash-based geopolymer lightweight concrete using foaming agent. International journal of molecular sciences, 13(6), 7186-7198.
• Panias, D., Giannopoulou, I. P., ve Perraki, T. (2007). Effect of synthesis parameters on the mechanical properties of fly ash-based geopolymers. Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 301(1–3), 246-254.
• Lopez, F. J. (2014). Study of geopolymer adsorbents prepared from metakaolin and rice husk silica for targeting to heavy metal capture. (Doktora tezi), Nagaoka University of Technology, Nagaoka, Japan.
• Nath, S. K., ve Kumar, S. (2013). Influence of iron making slags on strength and microstructure of fly ash geopolymer. Construction and Building Materials, 38, 924-930.
• Lemougna, P. N., Chinje Melo, U. F., Delplancke, M.-P., ve Rahier, H. (2013). Influence of the activating solution composition on the stability and thermo-mechanical properties of inorganic polymers (geopolymers) from volcanic ash. Construction and Building Materials, 48, 278-286.
• Barbosa, V. F. F., MacKenzie, K. J. D., ve Thaumaturgo, C. (2000). Synthesis and characterisation of materials based on inorganic polymers of alumina and silica: Sodium polysialate polymers. International Journal of Inorganic Materials, 2(4), 309-317.
• Rattanasak, U., ve Chindaprasirt, P. (2009). Influence of naoh solution on the synthesis of fly ash geopolymer. Minerals Engineering, 22(12), 1073-1078.
• Andini, S., Cioffi, R., Colangelo, F., Grieco, T., Montagnaro, F., ve Santoro, L. (2008). Coal fly ash as raw material for the manufacture of geopolymer-based products. Waste Management, 28(2), 416-423.
• Škvára, F., Jílek, T., Kopecký, L. (2005). Geopolymer materials based on fly ash. Ceramics − Silikáty, 49, 195-204.
• Borges, P. H., Nunes, V. A., Panzera, T. H., Schileo, G., ve Feteira, A. (2016). The influence of rice husk ash addition on the properties of metakaolin-based geopolymers. The Open Construction and Building Technology Journal, 10(1).
• Essaidi, N., Samet, B., Baklouti, S., ve Rossignol, S. (2014). Feasibility of producing geopolymers from two different tunisian clays before and after calcination at various temperatures. Applied Clay Science, 88–89, 221-227.
• Catauro, M., Papale, F., Lamanna, G., ve Bollino, F. (2015). Geopolymer/peg hybrid materials synthesis and investigation of the polymer influence on microstructure and mechanical behavior. Materials Research, 18(4), 698-705.
• 1 http://www.marmaraaluminyum.com.tr/urunler/assan/7/Yangin-Testleri-ve-Siniflandirma.pdf, (26.05.2018).