Geopolimer bağlayıcılı liflevha geliştirilmesi ve bazı değişkenlerin levha özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi

Son yıllarda çimentonun neden olduğu sera gazı emisyonunun azaltılmasına yönelik pek çok araştırma yapılmaktadır. Yapılan çalışmaların sonucunda düşük CO2 emisyonu, yüksek mekanik ve dayanıklılık özellikleri nedeniyle, üçüncü nesil çimento olarak kabul edilen geopolimerler, Portland çimentolarına (PC) alternatif olarak kullanılabilecek çevre dostu bir ürün olarak görülmektedir. Bu tez çalışmasında, yapı endüstrisinde kullanılabilecek geopolimer bağlayıcılı liflevhaların (GBL) geliştirilmesi amaçlanmaktadır. İki bölümden oluşan çalışmada, 1. bölümde cam lifi, kenevir lifi ve life ön işlem (%1 NaOH, sıcak su) uygulanarak üretilen çimentolu liflevhalar üretilmiştir. Üretilen çimentolu lif levhalarda 1,3 g/cm3 hedef yoğunluk belirlenmiştir. 1/4 odun lifi-çimento oranı ve odun-çimento uyumsuzluğunun giderilmesi amacıyla %5 CaCl2 kullanarak, 350 mm x 300 mm x 10 mm boyutlarında tek tabakalı çimentolu liflevhalar üretilmiştir. 42,5 CEM II çimento tipi ve %100 çam lifi ile üretilen levhalar 2-3 N/mm2 basınç altında 24 saat kürlendikten sonra 28 gün süreyle % 65 rutubet ve 21 °C sıcaklıkta bekletilerek kondisyonlanmıştır. Üretilen levhalardan standartlarda belirtilen ölçülerde test örnekleri hazırlanarak, yoğunluk, 24 saatteki su alma miktarı (SA) ve kalınlığına şişme (KŞ), eğilme direnci (ED), eğilmede elastikiyet modülü (EM) ve iç yapışma direnci (İYD) belirlenmiştir. Örnekler üzerinde ayrıca Fouirer Transform Infrared Spektrofotometre (FTIR), X-ray Fluorescence (XRF), X-ray Diffraction (XRD) ve Scanning Electron Microscobe (SEM) analizleri yapılmıştır. 2. bölümde çimento yerine bağlayıcı olarak 2.5:1 oranında sodyum silikat ve 12 M sodyum hidroksitten oluşan alkali aktivatör karışımı, metakaolin (MK) ve uçucu kül (UK) karışımı ile geopolimer sentezlenmiştir. Ardından optimum lif oranı belirlenmesi için %20, 10 ve 5 oranında lif ilavesi ile geopolimer bağlayıcılı lif levhalar (GBL) üretilmiştir. %5 Lif oranı belirlendikten sonra optimum kürleme için üretilen levhalar 100 ºC 6 saat, 60 ºC 24 saat ve 28 gün oda koşullarında bekletilmiştir. %5 odun lifi ve 60 ºC kürleme sıcaklığının belirlenmesinin ardından, 350 mm x 300 mm x10 mm boyutlarında kalıpta, çimentolu liflevha üretimi ile aynı prosedürde levhaların tamamı üretilmiştir. 3. bölümde geopolimer sentezi yüksek fırın cürufu (YFC) kullanılarak yapılmıştır. Sodyum hidroksit ve silikat oranları, sodyum hidroksit molaritesi, lif oranı belirlenmesi 2. Bölümde oluşturulan çalışma deseni ile yapılmıştır. Kürleme 40 ºC 6 saat ve 25 ºC 24 saat olarak yapılmıştır. Optimum kürleme 40 ºC belirlenmiştir. Levhalar 1. Ve 2. bölümde belirtilen boyutlarda üretilmiştir. 1., 2. Ve 3. bölümde üretilen tüm kompozit malzemelere, matris içindeki lif miktarının %3, 6 ve 9 oranında cam lifi ve kenevir lifi eklenmiş, ve levha özelliklerine etkisi incelenmiştir. Çalışmada, gruplar arası yoğunluk değerleri hedef yoğunluğa (1,3 g/cm3) yaklaşık değer bulunmuştur. En yüksek yoğunluk değeri ÇBL örneklerindedir. Sırasıyla YFC ve UK ile sentezlenen GBL örnekleri gelmektedir. Eğilme direnci bulguları arşılaştırıldığında, her bir levha için standart karşılanmıştır (ortalama ÇBL 9 N/mm2, GBL (UK) 7 - 9 N/mm2 ,GBL (YFC) 8 - 9 N/mm2). En yüksek elastikiyet modülü yüksek fırın cürufu ile sentezlenen GBL örneklerden elde edilmiştir (ortalama 5315 N/mm2). Her bir levhanın İYD sonuçları standartı karşılamaktadır. Her bir gruptan elde edilen levhaların hidrofobik özllikte olduğu, TGA sonuçları değerlendirildiğinde malzemenin termal kararlığının olduğu bulunmuştur. Isıl iletkenlik değerleri tüm gruplarda standartı karşılamaktadır. Elde edilen verilerde (fiziksel ve mekanik özellikler) istatistiksel olarak anlamlı bir fark olup olmadığını bulmak için ANOVA testi yapılmıştır. ANOVA testi IBM SPSS Statistics programında General Linear Model opsiyonu içerisinde yer alan Univariate analizi ile yapılmıştır.