ATIK LASTİK KATKILI GEOPOLİMER BETONUN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Abstract

İnşaat sektörü, modern altyapıların gerektirdiği sürdürülebilirliği karşılamak için giderek çevre dostu malzemelerin kullanımına yönelmektedir. Bu durum, özellikle son yirmi yılda, artan küresel ısınma sonucu gerçekleşen ve üretiminde yüksek miktarda CaO2 gazı yaydığı bilinen Portland çimentosunun (PÇ) yaygın kullanımı konusundaki endişelerin bir sonucudur. Bu endişeleri ortadan kaldırmayı hedefleyen PÇ’ye alternative olarak görülen geopolimer betonların gelişimi, çevre dostu beton üretme yolunda umut verici bir malzeme olarak inşaat sektöründe önemini giderek arttırmaktadır. Bununla birlikte, geopolimer bağlayıcıları sıradan Portland çimentosuna alternatif olarak düşünmek, daha düşük sera gazı emisyonu ve düşük enerji tüketimi nedeniyle bazı uygulamalarda sıradan PÇ’ye potansiyel bir alternatif bağlayıcı haline gelen ‘yeni’ bir malzemedir. Diğer taraftan, atık lastikler ise, artan karayolu taşımacılığı ve araçların kullanımı sonucunda oluşan, çevre içinde acil önlem alınması gereken bir diğer atık sorunu olarak önemini korumaktadır. Atılan bu atık lastikler genellikle ‘siyah kirlilik’ yaratır, çünkü kolayca ve biyolojik olarak parçalanmazlar, çevre için potansiyel bir tehdit oluştururlar.

Bu amaçla hazırlanan bu tez kapsamında, endüstriyel bir atık ürünü olan yüksek fırın cürufu (YFC) ile üretilebilinecek geopolimer betonlarda, atık lastik kullanılmasının etkisini hem taze hem de sertleştirilmiş betonda araştırmaktadır. Bu amaçla atık lastik (AL) farklı boyutları tanımlayan A (0-1 mm), B (1-2 mm), C (2-4 mm) ve D (0-4 mm) olarak dört tip, % 5, % 10 ve %15 oranlarında olmak üzerede AL agrega ile yer değiştirilerek 12 karışım, kotrol grubu ile de toplam 13 karışım hazırlanmıştır. YFC içeriği tüm karışımlar için 800 kg/m3 olarak sabit kullanılmış ve hazırlanan geopolimer betonlarda yayılma çapı, yoğunluk, su emme oranı, eğilme dayanımı ve basınç dayanımı dâhil olmak üzere taze hal ve sertleştirilmiş hal beton testleri yapılmıştır. Ayrıca dayanıklılık açısından 300 oC, 600 oC ve 900 oC olarak 3 farklı yüksek sıcaklığin geopolimer betondaki etkisi incelenmiştir.

Bu çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar, AL değişimi nedeniyle ile yayılma çapında azalmaya neden olduğu, en kötü değerin D tipi ve %15 karışımında 21 cm ölçülmüş ve lastik içeriğindeki artışın, karışımın işlenebilirliğini azalttığı tespit edilmiştir. Ayrıca basınç dayanımının artan orana bağlı olarak dayanımları beklenildiği üzere azalttığı görülmüştür. Buna rağmen karışımların en iyi değeri 3 günde 50,16 MPa ve 7 günlük dayanımda ise 52,87 Mpa iken 28 günlük dayanımlarda da 56,18 Mpa ile B grubu ve %5 AL kullanımında gerçekleşmiştir. Su emme oranlarında ise C tipi AL kullanılmasında %15,35 ve D tipi AL kullanılmasında ise %15,03’lük bir değerler elde edilmiştir. Ayrıca yüksek sıcaklık etkileri incelendiğinde kullanılan AL ve geopolimerin özellikleri nedeniyle 900 ºC’de numunelerdeki hasarlar nedeniyle dayanımlar belirlenememiştir. Ancak daha düşük sıcaklık derecelerinde ise beklenildiği üzere sıcaklık arttıkça, basınç dayanımının düştüğü belirlenmiştir. Yüksek sıcaklık sonrası dayanımlarda en iyi basınç dayanımı, karışım için 300 ºC 'de 39.56 ile A tipi ve %5 AL kullanınımında elde edilmiştir. Artan tane boyutu (2-4 mm) ise yüksek sıcaklık sonucunda dayanımda en fazla dayanımda azalışa neden olmuş ve 8,76 MPa gibi bir değer elde edilmiştir. Bu sonuçlar AL’lerin geopolimer betonlarda önlemler alınmak koşulu ile belirli orana kadar kullanılabilineceğini göstermiştir.