İnşaat yıkıntı atıkları içeren yeni nesil jeopolimer bağlayıcılar

Tüm Dünya'daki ülkelerin sürekli artan kentsel nüfusları, gelişen sanayileri ve ekonomilerinin doğal bir sonucu olarak, inşaat ve yıkım endüstrisi önem kazanmış olsa da, halihazırda küresel ölçekte ortaya çıkan katı atıkların önemli bir bölümünden sorumlu tutulmaktadır. İnşaat ve yıkıntı atıklarının (İYA) dünya çapında göz ardı edilemeyecek seviyelere ulaşmasının temelinde yeni yapısal uygulamalar, kentsel dönüşüm, bakım/onarım, yenileme, yıkım uygulamaları ve altyapısal kalkınma projeleri bulunmaktadır. Uygun bir biçimde kontrol altına alınıp bertaraf edilmedikleri takdirde toksik malzemeler bulundurma ihtimali olan ve temiz toprağa karışacak bu atıklar bireylerin sağlığını ve bulundukları çevreleri tehlikeye atabilir. Bu bağlamda, İYA'nın mümkün olan en uygun yöntemlerle çevresel, sosyal ve ekonomik kaygılar göz önünde bulundurularak kontrol altına alınması önem arz etmektedir. Çevre dostu malzemelerin geliştirilmesi bağlamında, jeopolimerler, geleneksel Portland çimentolu sistemlere kıyasla son yıllarda farklı araştırmacıların dikkatini çekmiştir. Jeopolimer çimentodan tamamen bağımsız, alüminosilikat esaslı bir bağlayıcı malzeme sınıfıdır. Uçucu kül, cüruf gibi endüstriyel yan/atık ürünlerin alkali çözeltileri içerisinde aktive edilmelerinin ardından elde edilmektedirler. Jeopolimerler çevre dostu olmalarına ek olarak, mühendislik özelliklerinin (yüksek dayanım, ve asit, paslanma, yangın/yüksek sıcaklık ve don etkisine karşı yüksek direnç) üstün olmaları bakımından da göz önündedirler. Bu tez çalışmasının amacı, inşaat yıkıntı atıklarının jeopolimer üretiminde kullanılabilirliklerinin uygunluğunun değerlendirilmesidir. İnşaat yıkıntı atıklarının önemli bir bölümünü oluşturan çatı kiremiti, harman tuğla, delikli tuğla, beton atığı ve cam atığı yıkım, onarım işlerinden sonra toplanıp tasniflenmiş, kırıcı yardımı ile kırılmış ve bilyalı değirmen yardımı ile öğütülmüştür. Bu atık malzemeler, tek başlarına ve belirli oranlarda karıştırılarak yaygın olarak kullanılan herhangi bir puzolanik malzeme ilavesi olmaksızın alkali aktivasyon sırasında alüminosilis esaslı öncül malzemeler olarak kullanılmıştır. Polimerizasyon tepkimelerini gerçekleştirebilmek adına sodyum hidroksit, sodyum silikat ve potasyum hidroksit tek başına veya farklı molarite ve konsantrasyonlarda oranlarda karıştırılarak alkali aktivatör olarak kullanılmıştır. İYA'nın jeopolimer üretiminde alüminosilikat kaynağı olarak kullanılabilirliğinin tespit edilebilmesi amacıyla İYA esaslı jeopolimer hamurlar eksenel basınç yüklemesi altında test edilmiştir. Buna ek olarak, jeopolimer hamurlarının morfolojik, kimyasal ve kristalografik yapılarının karakterizasyonu için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Analizi, (EDX), X-Işını Kırınım Analizi (XRD), X-Işını Floresans Spektrometresi (XRF) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, çeşitli İYA'ların jeopolimer üretiminde tekil veya belirli oranlarda karıştırılarak alüminosilikat kaynağı olarak kulllanılabilirliği kanıtlanmıştır. Sonuçlar tamamen atık tuğla esaslı jeopolimer hamurların arzu edilen dayanım sınıflarına ulaşabildiğini göstermiştir. Ancak, atık beton ve atık tuğlanın jeopolymer hamur üretiminde daha etkin kullanılabilirliklerinin belirlenmesi için konunun daha detaylı bir şekilde ele alınması gerektiği görülmüştür.