Development of construction and demolition waste-based engineered geopolymer composites with self-healing capability

İnşaat ve yıkıntı atıkları (İYA), geopolimerizasyon için popüler olan hammaddelere (uçucu kül, cüruf, metakaolin, vb.) popüler bir alternatif olmuştur. Kimyasal içeriği, sürdürülebilirlik için son derece önemli olan kendi kendini iyileştirme davranışı için de gelecek vaat etmektedir. Tasarlanmış Geopolimer Kompozitler (TGK'lar), sınırlı çatlak genişliği ile kendi kendini iyileştirmenin en önemli gereksinimlerinden birini karşılar. Bu tez çalışmasında İYA bazlı malzemeler hem geopolimer üretimi hem de TGK geliştirme amacıyla kullanılmıştır. Ayrıca TGK'ların kendi kendini iyileştirme performansı da değerlendirilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, tek bir çeşit İYA'dan geopolimer hamurları geliştirilmiştir. Böylece İYA bazlı malzemelerin geopolimer üretiminde kullanılabilirliği çalışmanın en başında belirlenmiştir. İYA bazlı malzemeler için optimum koşullar belirlendikten sonra, bu tez çalışmasının ikinci aşaması olarak birden fazla İYA bazlı malzeme içeren geopolimer hamurlar geliştirilmiştir. Üçüncü aşamada beton atıkları da çalışmaya dahil edilerek geopolimer harç üretiminde geri dönüştürülmüş beton agregası olarak kullanılmıştır. Çalışmanın son bölümünde, lif içerikli TGK'lar geliştirildi. Şekil değiştirme sertleşmesi davranışı elde etmek için optimum fiber içeriği tespit edildi. Ön yüklenmiş TGK'lar, ıslatma-kurutma döngülerine maruz bırakılarak laboratuvar koşullarında kendi kendini iyileştirme işlemi simüle edildi. Belirli zamanlarda elektriksel empedans ve su emme ölçümleri ve optik gözlemler gerçekleştirildi. Ayrıca iyileşme süresi sonunda mekanik iyileşmeler de belirlendi. Sonuçları desteklemek üzere mikroyapısal analizler de gerçekleştirildi. Tüm sonuçlar, İYA bazlı malzemelerle üretilen TGK'ların kendi kendini iyileştirme kapasitesine sahip olduğunu gösterdi. Optik gözlemler ve mikroyapısal araştırmalar, birçok çatlağın CaCO3, Na2CO3 ve geopolimerizasyon reaksiyon ürünleri ile dolduğunu göstermektedir. Çizgi haritalama analizleri, geri dönüştürülmüş beton agregasının geopolimerizasyon reaksiyonlarına katılabileceğini ve göreli olarak daha iyi agrega arayüzey geçiş bölgesi özellikleri elde edilebileceğini göstermektedir. Su emme sonuçları, artan olgunluğun çimentolu sistemlerden farklı olarak geopolimerlerin boşluk hacmini arttırabileceğini göstermektedir. Diğer yandan erken geopolimerizasyon hızını arttıran unsurların kendi kendini iyileştirme performansını sınırlayabileceği görülmüştür.