Metakaolin tabanlı geopolimer harçlara farklı kür koşullarının etkisinin incelemesi

Abstract

Bu çalışmada, kürleme sistemlerinin etkisiyle, bazalt ve polivinil alkol lif katkılı, metakaolin ve kolemanit bağlayıcı malzemeler kullanılarak hazırlanan geopolimer kompozitlerin mekanik ve dayanıklılık özellikleri incelenmiştir. Hazırlanan 7 seri için ıslanma-kuruma ve ısı kürü olmak üzere iki farklı kür koşulu uygulanmıştır. Geopolimer numunelerin mekanik özellikleri olarak 7 ve 28 günlük dayanım ve ultrases geçiş hızı, su emme, birim ağırlık, gözeneklilik sonuçları araştırılmıştır. Aşınma testi uygulandıktan sonra ağırlık kaybı ve boy değişimi incelenirken ve 200, 400 ve 600C lik yüksek sıcaklık testleri uygulandıktan sonra dayanım, ultrases geçiş hızı ve ağırlık kaybı sonuçları bulunmuştur. Sonuçlar yüksek sıcaklık testleri sonrasında kalan dayanım (residual strength) değerlerinin yüksek olduğunu ortaya koymuştur. Yapılan SEM, FTIR ve TGA-DTA analizleri sonucunda yüksek sıcaklık sonrası geopolimer numunelerin stabil yapısını koruduğu gözlenmiştir. Islanma-kuruma kürü uygulandığında FTIR sonuçlarında Si – O – Al bağlarının daha yüksek oranda oluştuğu görülmüştür. Bu durum geopolimerizasyonun daha yüksek oranda gerçekleştiğini ve dayanım değerlerinin yükseldiğini göstermiştir. TGA-DTA sonuçlarına göre de benzer davranışlar görülmüş ve sıcaklıkla beraber ağırlık kaybının ıslanma-kuruma uygulanan numunlerde daha düşük olduğu görülmüştür. Ayrıca bazalt ve polivinil alkol lif oranındaki artışın dayanım sonuçları üzerinde olumlu bir etkisi olduğu görülmüştür. Bu durumun ana nedeninin bazalt ve polivinil alkol liflerinin etkisiyle dayanıklı bir tabaka oluştuğu düşünülmektedir. Geopolimerik matrisin kompakt yapısı iyi bir yapışma derecesi sağlamaktadır. Bu, geopolimer numunelerinin donma-çözülmeye karşı direnç göstermesini sağlamıştır. Geopolimer numunelerinde, 90 çevrime rağmen, kalan dayanımın yüksek olduğu ve ultrases geçiş hızı sonuçlarındaki düşüşün sınırlı olduğu görülmüştür.

In this study, mechanical and durability properties of geopolymer composites prepared using metakaolin and colemanite binding materials with basalt and polyvinyl alcohol fibers were investigated under the influence of curing systems. For the 7 series prepared, two different curing conditions have been applied: wetting-drying and heat curing. The mechanical properties of geopolymer samples were investigated for 7 and 28 days strength and ultrasonic pulse velocity results, water absorption, unit weight and porosity. After the abrasion test, weight loss and length change were examined and after the high temperature tests of 200, 400 and 600C, the results of strength, ultrasonic pulse velocity and weight loss were found. The results showed that the residual strength values were high after high temperature tests. As a result of SEM, FTIR and TGA-DTA analyzes, it was observed that high temperature post-geopolymer samples retained their stable structure. When the wetting-drying curing was applied, it was observed that the Si-O-Al bonds were higher in the FTIR results. This showed a higher rate of geopolymerization and increased strength values. Similar behaviors were observed according to TGA-DTA results, and weight loss with temperature was found to be lower in samples applied to wetting-drying curing. Also, there was a positive effect on the strength results with the increase in basalt and polyvinyl alcohol fibers ratio. It is consider that the main reason for this situation is the formation of a resistant layer with the effect of basalt and polyvinyl alcohol fibers. The compact structure of the geopolymeric matrix brings along a good degree of adhesion. This allows geopolymer samples to resist freezing-thawing. In geopolymer samples, despite the 90 cycles, the residual strength were high and the decrease in the ultrasonic pulse velocity rate results were limited.