Sepiyolit bazlı jeopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu

Jeopolimerler yüksek mekanık dayanımı, yüksek yangın direnci gibi özellikleriyle Portland çimentosuna alternatif olarak görülen amorf inorganik polimerlerdir. Jeopolimerler geleneksel olarak alumino silikat bazlı olmasına rağmen bu çalışmada magnezyum silikat bazlı jeopolimerlerin sentezi çalışılmıştır. Sepiyolit bir hidrat magnezyum silikat kili olup ve bu deneylerde ana hammadde olarak kullanılmıştır. Bu tezin ilk kısmında değişen Si/Mg oranlarda sepiyolit bazlı jeopolimerler sentezlenmiş ve x- ışını kırınımı (XRD), Fourier dönüşümlü infrared spektrometresi (FTIR), taramalı electron mikroskobu (SEM) ve diferansiyal termogravimetrik analizi (DTGA) ile karakterize edilmiştir. Basınç dayanımı testleri bu sistemdeki yapı-performans ilişkilerini saptamak amacıyla kullanılmıştır. XRD sonuçları kuvars ve enstatit fazlarını içeren amorf bir jeopolimer matriksinin oluştuğunu göstermiştir. FTIR analizi Si-O titreşimlerine ait ana FTIR bandının Si/Mg oranlarıyla sistemli bir şekilde daha yüksek frekanslara kaydığını göstermektedir. Basınç dayanımı değerlerinin ilk olarak 2≤Si/Mg≤3 bileşimi aralığında artış gösterdiği, Si/Mg=3 iken maksiumuma ulaştığı; ve son olarak 3≤Si/Mg≤4 bileşimi aralığında azaldığı gözlemlenmiştir. Çözünür silisyumun jeopolimer sistemine eklenmesi ilk olarak basınç dayanımını ve sağlamlığı arttırdığı farkedilmiştir. Ancak aşırı miktarda sodium ve su içeriğinin mekanik perfomansta düşüşe sebep olmuştur. Bu tezin ikinci bölümünde sodyum miktarinın Na/Mg oranı 0.8-2 arası değişen sepiyolit bazlı jeopolimerlerin yapısal özellikleri üzerine etkisi incelenmiştir. XRD sonuçları çoğunlukla amorf özellik ve artan Na/Mg oranlarında forsterit ve sodyum karbonat fazlarının görüldüğünü göstermiştir. FTIR bandı devamlı olarak düşük frekanslara kaymıştır, bu da polimerizasyonun artan Na/Mg oranlarıyla azaldığını göstermiştir. Bu sonuçlar SEM resimleriyle de desteklenmektedir. Camsı yüzey mikroyapılarının karbonatlarca hakim olan bir yapıya dönüşümü görülmektedir.