Metakaolin tabanlı pişirilmiş taş tozu atığı ikameli kolemanit ve boraks penta hidrat katkılı geopolimer harçların fiziksel ve mekanik özellikleri

Günümüz dünyasında sahip olduğu avantajlardan dolayı sıklıkla kullanılan geleneksel be-ton ve harçlara alternatif olarak üretilen geopolimerler, yüksek puzolanik aktiviteye sahip bağlayı-cıların alkali aktivatörler ile aktivasyonu sonucunda ortaya çıkan yüksek dayanım değerlerine, düşük enerji tüketimine ve düşük CO₂ salınımına sahip son derece çevreci malzemelerdir. Bu çalış-mada geopolimer üretiminde bağlayıcı olarak, puzolanik aktivitesi son derece yüksek olan ve kao-lin kilinin kalsine edilmesiyle elde edilen metakaolin kullanılmıştır. İkame malzemesi olarak asfalt şantiyelerinden temin edilen atık malzeme niteliğindeki pişirilmiş taş tozu atığı kullanılmıştır. Katkı olarak ise ülkemiz için son derece stratejik öneme sahip bor minerallerinden kolemanit ve boraks penta hidrat kullanılmıştır. Çalışma kapsamında ana bağlayıcı olan metakaolin kullanılarak geopo-limer harçlar üretilmiş ve bu numuneler referans olarak alınmıştır. Bunun dışında ikame malzemesi olarak pişirilmiş taş tozu atığı sırasıyla %10, %20 ve %30 ikame oranlarında metakaolinin yerine ikame edilmiştir. Katkı malzemesi olarak ise kolemanit ve boraks penta hidrat sırasıyla %5, %10 ve %15 katkı oranlarında metakaoline ilave edilmiştir. Tüm geopolimer harç karışımlarında alkali ak-tivatör olarak sodyum hidroksit (SH) ve sodyum silikat (SS) kullanılmıştır. Ana deneylere geçilme-den Taguchi optimizasyon yöntemi kullanılarak kum/bağlayıcı oranı, likit/bağlayıcı oranı, SS/SH oranı ve sodyum hidroksit'in molaritesi olmak üzere harç bileşenlerinin optimum değerleri bulun-muş ve bu değerler tüm karışımlarda kullanılmıştır. Üretilen geopolimer harçlara fiziksel özellikle-rin tespiti için birim hacim ağırlık tayini, yayılma testi, priz sürelerinin tayini, görünen özgül ağırlık tayini, hacimsel özgül ağırlık tayini, su muhtevası, su emme oranı tayini ve boşluk oranı tayini de-neyleri yapılmıştır. Mekanik özelliklerin tespiti için 7, 28 ve 90 günlük eğilme ve basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. Mikroyapısal özelliklerinin tespiti için ise çeşitli görüntüleme teknikleri kul-lanılmıştır. Üretilen geopolimer harçlara uygulanan deneyler sonucunda, 7., 28. ve 90. gündeki eğilme ve basınç dayanımlarında tüm karışımlar içinde en yüksek değerler metakaolin bağlayıcılı harçlarda elde edilmiştir. Mekanik dayanım değerleri ve fiziksel özellikler birarada düşünüldüğünde meta-kaolin bağlayıcılı geopolimer harçlarda %20 oranında pişirilmiş taş tozu atığının ikame edilebilece-ği, %10 oranında kolemanitin ve %5 oranında boraks penta hidratın katkı olarak kullanılabileceği görülmüştür. Harçların fiziksel özelliklerine bakıldığında işlenebilme değeri en iyi olan numunele-rin pişirilmiş taş tozu atığı ile üretilen numuneler olduğu görülmüştür. Ayrıca bor minerallerinin özellikle de kolemanit katkısının su emme oranını ve boşluk yüzdesini azaltarak geopolimer harca önemli bir fayda sağladığı görülmüştür. SEM görüntüleri de bor minerallerinin sağladığı katkıyı teyit eder niteliktedir. Mikroyapısal açıdan baktığımızda ise harcın karakterizasyonun genel olarak iyi olduğu ve iyi bir geopolimerizasyon bağı oluşturduğu görülmüştür. Geopolimer harcın mikroya-pısal karakterizasyonuna negatif olarak etki eden karışımların pişirilmiş taş tozu atığı kullanılan numuneler olduğu görülmüştür. Bor minerallerinin katkı malzemesi olarak kullanıldığı karışımlarda ise bor minerallerinin harcın karakterizasyonu üzerine pozitif bir etki yaptığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Geopolimer harç, metakaolin, pişirilmiş taş tozu atığı, kolemanit, alkali aktiva-tör