Geopolimer ürün üretiminde çömlek kırığı atıkları kullanımının araştırılması

Abstract

Temel bir yapı malzemesi olan betonun içerisinde bulunan ve ana bileşeni olan çimentonun üretim esnasında oluşturduğu sera gazı salınımı gibi dezavantajı bulunmaktadır. Bu sebeple bu temel malzeme yerine alternatif olarak geopolimer bağlayıcılı yapı malzemeleri geliştirilmiştir. Geopolimer; kalsine kil, uçucu kül gibi malzemelerin uygun alkaliler ile aktivasyonu ile tetrahedral alümina-silikat birimlerin oluşturmuş olduğu ağ yapısına sahip bir malzemedir. Bu çalışmada inşaat sektöründe kullanımı artan geopolimerlerde Nevşehir ilinde üretim gerçekleştiren çömlek firmasından (Anadolu Çömlekçilik) alınan çömlek kırıkları atıklarının değerlendirilmesi amaçlanmıştır. Dere kumu, uçucu kül, yüksek fırın cürufu gibi malzemeler ile üretilen standart geopolimerin sektörel değerinin artması ile birlikte ürünü oluşturan hammaddelerin de maliyeti artmıştır. Çok fazla miktarda açığa çıkan çömlek kırığı atıklarının da uçucu kül yerine %10-20-30-40 oranlarında kullanımı ile %100 uçucu külünde kullanıldığı referans karışım ile birlikte beş farklı karışım hazırlanmıştır. Geopolimer harçlarda aktivatör olarak sodyum hidroksit kullanılmıştır. Üretilen bu harçlar 24 saat 90°C etüvde ısıl küre tabi tutulmuştur. Isıl kür sonrası geopolimer numuneler üzerinde birim ağırlık ve özgül ağırlık, yayılma tablası, eğilme dayanımı, basınç dayanımı, su emme ve boşluk oranı ve yüksek sıcaklığa dayanıklılık deneyleri yapılmıştır. Çalışma sonucunda uçucu kül yerine %40'a kadar çömlek kırığı atıklarının yer değişiminin fiziksel ve mekanik özellikleri geliştirdiği, yüksek sıcaklık direncinde 800°C'ye kadar referansdan daha iyi sonuçlar elde edilmiştir. Bu sonuçlar ile hem çömlek atıkların alternatif bir kaynak olarak kullanılabileceği hem de geopolimer ürün üretimine ve Nevşehir iline, ülke ekonomisine önemli fayda sağlayacağı düşünülmektedir.

Cement, the main component of which is an important building material in concrete, has a disadvantage such as greenhouse gas emission during production. For this reason, as a result of the search for alternative binder materials, building materials with geopolymer binders were developed. Geopolymer is a material which a tetrahedral alumina-silicate units formed of materials such as calcined clay, fly ash by activation with suitable alkalis. In this study, it is aimed to evaluate the pottery waste wastes taken from the pottery company (Anatolian Pottery-Nevsehir) in the geopolymers. With the increase in the sectoral value of the standard geopolymer produced with materials such as river sand, fly ash, blast furnace slag, the cost of raw materials forming the product has also increased. Five different mixtures were prepared with the use of 10-20-30-40% of the pottery waste, which was released in large amounts, instead of fly ash, and the reference mixture in which 100% fly ash was used. Sodium hydroxide was used as activator in the mortars. The produced geopolymer mortars were incubated at 90°C for 24 hours. Workability, unit weight and specific gravity, flexural strength, compressive strength, water absorption and porosity, and fire resistance tests were applied on the produced geopolymer mortars. As a result of the study, up to 40% replacement of pottery wastes instead of fly ash improved the physical and mechanical properties, and better results were obtained in high-temperature resistance up to 800°C than the reference. With these results, it is thought that pottery wastes can be used as an alternative source and will provide significant benefits to the production of geopolymer products, Nevşehir province, and the country's economy.