Alkali İçeriği ve Aktivatör Modülünün Alkali Aktive Edilmiş Harçların Mekanik Özellikleri Üzerindeki Etkisi

Pehlivan A. O.

Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, cilt.10, sa.2, ss.177-185, 2020 (TRDizin)

Özet

Alkali aktivasyonu çok büyük yatırımlar yapılmadan dahi çimento üretimini önemli seviyede indirgeyebilecek umut verici bir yöntem olarak görülmektedir. Atık olarak görülen cürufların bu şekilde endüstriye kazandırılması ile CO2 emisyonlarının ve enerji tüketiminin azalması, bu malzemelerin sürdürelebilirlik kapsamında önemli katkılar sağlayabileceğini işaret etmektedir. Bu çalışmada, alkali içeriği ve alkali aktivatör modülü değerlerinin alkali aktivasyonu sürecinde harç numunelerin akışkanlık ve mekanik özellikleri üzerindeki özellikleri araştırılmıştır. Aktivatör olarak 12 M NaOH çözeltisi ve 3 modüllü sodyum silikat kullanılmıştır. Su-çimento oranı 0.5 olarak belirlenmiş ve bağlayıcı miktarı karışımda kullanılan curuf ve katı aktivatör miktarlarının toplamı olarak alınmıştır. Harç numuneler hazırlanırken cüruf miktarı 500kg/m3olarak tercih edilmiş ve 40 x 40 x 160 mm prizmatik kalıplara dökülerek 7 ve 28 gün boyunca kürde tutulmuşlardır. Harç numunelerin mekanik özelliklerinin kullanılan her iki parametreye daha fazlasıyla bağımlı olduğu ve parametrelerin optimizasyonunun çok önemli olduğu gözlenmiştir. Çalışmanın özelinde kullanılan değerlerle mekanik özellikler açısından en iyi parametre seçimi olarak aktivasyon modülünün 9% ve aktivatör modülünün 2 olduğu seçenek olarak bulunmuştur. Erken dayanım sonuçlarının ağırlık olarak aktivatör modülü değerlerinden fazlasıyla etkilendiği gözlenmiştir. Harç karışımlaranın işlenebilirlik sonuçlarının özellikle katı aktivatör miktarının artmasıyla olumsuz etkilendiği gözlenmiştir.
Alkali activation is a promising method of reducing cement production considerably without further significant investments. Utilizationof these materials are of extreme importance when environmental aspects such as CO2 emissions and energy consumptions areconsidered. In this article, effect of activator modulus and alkali content on fresh behavior and mechanical properties were investigated.12 M NaOH solution and sodium silicate solution with a modulus of 3 were used. Water-to-binder ratio was selected as 0.5 for allspecimens where binder content was calculated as the total of slag content plus activator solids. Slag content was 500 kg/m3 for allmixtures. Mechanical tests were conducted on 40 x 40 x 160 mm prismatic specimens. Results indicate that mechanical propertiesof alkali activated mixtures are highly dependent on both parameters hence proper optimization of these two parameters becomescompulsory. In this study, it is concluded that alkali content (Na2O/slag) should be selected 9% and whereas activator modulus shouldbe leveled near a value of 1.5. Flexural properties were also highly affected from optimization of these parameters and similar findingsare deduced. Early strength evaluations are highly dependent on activator modulus. Workability of the mixture was also assessed andit should be noted that flowability of mixture was adversely affected with the increasing activator solids content.