Kömür uçucu külü ile yapılan çimentolardakı radon yayılımlarının belirlenmesi

Bu tez, Portland çimentosunun ağırlıkça %0, %5, %10, %15, %30 ve %50 oranında uçucu kül ile değiştirildiği sertleştirilmiş çimento harci mühendislik özellikleri üzerine kapsamlı bir araştırma sunmaktadır. Özellikle, sertleştirilmiş çimento harcların birim ağırlığı, basınç ve eğilim dayanımı, ultrasonik özellikleri, mikro yapısal özellikleri ve radon emisyonu incelenmiştir. Bu tez konusu üzerinde önceki yapılmış olan çalışmalar vaka analizi formatında yapılmış olup, uçucu kül içeriğini etkilemesi beklenir şekilde incelememiştir. Araştırma bulguları sonucunda halk sağlığını etkileyen radon gazı emisyonlarına çözüm üretecek araştırmalara yol gösterici olması hedeflenmiştir. Öncelikle, Türkiye'deki büyük ölçekli enerji santrallerinde kullanılan kömür sahalarından elde edilen yerli kömürün radyoaktivite seviyeleri araştırılmış ve Türkiye'deki ortalama radyoaktivite seviyelerini yansıtan Tunçbilek kömür sahası seçilmiştir ve bu sahanın kömürünü kullanan Tunçbilek elektrik santralinden uçucu kül numunesi tedarik edilmiştir. TS EN 196-1 standardına uygun 36 adet sertleştirilmiş çimento harcı numunesi ve agrega, çimento ve uçucu külün 3 adet toz numunesi hazırlanmıştır. Ardından, agrega, çimento ve uçucu külün kimyasal ve fiziksel özellikleri ile sertleştirilmiş çimento harcının mühendislik özellikleri ve mikro yapısı incelenmiştir. Son olarak, tüm bu değişkenlerden radon gazı emisyonları ve konsantrasyonları ölçülmüştür. Sonuçlar, %0 uçucu kül içeren kontrol numunesine kıyasla, birim ağırlık, ultrasonik özellikler ve 2, 7 ve 28 günlük basınç ve eğilim dayanımının uçucu kül içeriği arttıkça azaldığını, gözenekliliğin ise arttığını göstermiştir. Elde edilen sonuçlara ve EN 197-1'e göre, %5, %10 ve %15 uçucu kül içeren numunelerin basınç dayanımları standartlar dahilinde kalmıştır. Açık döngü radon ölçümünde, kontrol numunesinin radon konsantrasyonu 20,8 Bq/m³ iken, %50 uçucu kül karışımıyla bu değer 32,1 Bq/m³'e yükselmiştir. Kapalı döngü radon ölçümünde de benzer bir eğilim gözlemlenmiş ve kontrol numunesinin radon konsantrasyonu 318 Bq/m³'ten %50 uçucu kül numunesiyle 524,5 Bq/m³'e yükselmiştir. Bu bulgular, yüksek uçucu kül içeriğine sahip çimento harçlarının radon yayıcı olarak etkili bir şekilde işlev gördüğünü ve radon konsantrasyonlarını belirgin bir şekilde artırdığını ortaya koymaktadır. Bu araştırmanın bulgularının Türkiye sınırları içerisinde en geçerli metrikleri sağlaması beklenmektedir.