Sepiyolitin reolojik özelliklerinin geliştirilmesi ve sepiyolit katkılı lif takviyeli beton üretimi

Ülkemiz İspanya'dan sonra önemli sepiyolit rezervlerine sahip olmasına rağmen, sepiyolit yatakların büyük bir kısmı yeterli kalitede değildir. Bu tür yataklarda sepiyolit dışındaki başlıca bileşen dolomit olmak üzere, yer yer değişik oranlarda illit, detritik kuvars ve volkanik cam bulunmaktadır. Dolomitli sepiyolitler çoğunlukla %50 ve daha fazla oranlarda sepiyolit içerir. Bu tür dolomitik sepiyolitlerin reolojik özelliklerini geliştirmek için zenginleştirme işlemine tabi tutulması gerekmektedir.Bu tez çalışmasında Eskişehir-Sivrihisar yöresinden alınan ve saflığı %60±10 olan kahverengi ve saflığı %40±10 olan beyaz sepiyolitlerin gravitasyonel yöntemlerle zenginleştirilip reolojisi geliştirildikten sonra sepiyolit katkılı lif takviyeli beton üretimi hedeflenmiştir. Sallantılı masada -2+1 mm fraksiyonlarında sepiyolit numuneleri ile zenginleştirme işlemleri gerçekleştirilmiş ve viskozitesi 815,04 cP olan kahverengi sepiyolit süspansiyonlarından %43,1 verimle 1420 cP viskozite veren kahverengi sepiyolit, viskozitesi 151,04 cP olan beyaz sepiyolit süspansiyonlarından ise %51 verimle 320 cP'lik beyaz sepiyolit ürünleri elde edilmiştir.Sallantılı masada zenginleştirilen sepiyolit numuneleri, bu proje ile geliştirilen mekanik lif açma işlemine tabi tutulmuş ve proses parametreleri optimize edilmiştir. 1000 D/D karıştırma hızı ile 2 dakika süren bir ön karıştırma ve 16000 D/D'lık 8 dakika süren bir nihai karıştırmadan sonra %6 katı oranında kahverengi sepiyolit süspansiyonları 20.000 cP viskozite, %10 katı oranında beyaz sepiyolit süspansiyonları ise 10.000 cP'lık viskozite vermiştir. Lif açma tekniğinde stabil süspansiyonların önemi bilindiğinden, çok daha yüksek viskozite veren sepiyolit süspansiyonları elde etmek amacıyla sepiyolitlerin fiziko-kimyasal özelliklerini değiştiren ? geliştiren yüzey aktif maddeler kullanılmış ve zenginleştirme işlemine tabi tutulan beyaz sepiyolitin viskozitesi 19.000 cP'a, kahverengi sepiyolitin viskozitesi ise 52.000 cP'a yükselmiştir. Tüvenan sepiyolit süspansiyonları ile reolojisi geliştirilmiş sepiyolit süspansiyonlarının tekil fiberlerinin SEM görüntüleri, yüksek reoloji veren sepiyolit süspansiyonlarında sepiyolit liflerinin elipsoitliğinde artış olduğunu ve bir ağ yapı (network) oluşturduğunu göstermiştir.Sepiyolit katkılı lif takviyeli beton üretiminde, her iki lif tipi çimentonun ağırlığınca %0,5, %1, %2 ve %3 katkı oranlarında betona ilave edilmiştir. %0,5-%2 oranlarında kahverengi sepiyolitik lif kullanımı, 28 günlük basınç dayanımı kontrol serilerine göre %7 artış sağlarken, %1 ve %3 oranında beyaz sepiyolitik lif ilave edilen betonlar, 28 günlük referans serileriyle benzer dayanım göstermiştir. Kahverengi ve beyaz sepiyolitik liflerin %2 katkı oranındaki eğilme dayanımı, 28 günlük referans betonların eğilme dayanımlarına oldukça yakındır. Ancak, %0,5, %1 ve %3 katkı oranlarında eğilme dayanımı azalmıştır. %0,5 ve %3 kahverengi sepiyolitik lif katkısı yarma dayanımını artırırken, beyaz sepiyolitik liflerde tüm katkı oranlarında yarma dayanımı artırmıştır. Özellikle %3 beyaz sepiyolitik lif katkısı ile yarma dayanımı, agrega-çimento hamuru ara-yüzeyinin daha dayanıklı hale gelmesi sonucu %29 artmıştır. Sertleşmiş beton özelliklerinde, basınç dayanımlarında %0,5 üzerindeki kahverengi sepiyolitik liflerin kullanımı etkili olurken, çekme dayanımlarında %2 beyaz sepiyolitik lif katkısı üzerindeki oranların daha olumlu sonuçlar verdiği görülmüştür. Ultrases geçiş hızlarına göre her iki lif tipiyle üretilen 28 günlük betonlar kaliteli beton sınıfı içerisinde yer almışlardır.Donma çözünme testlerinde; kahverengi sepiyolitik liflerin etkisinin beyaz sepiyolitik lif katkılı betonlara göre daha iyi olduğu, lif miktarı artıkça donma çözünmeye dayanımın arttığı, %2'nin üzerinde kahverengi sepiyolitik lif katkısının, sepiyolitik liflerin betonun işlenebilirliğini azaltması nedeniyle betonun homojenitesini bozduğundan dayanımı düşürdüğü belirlenmiştir. Beton karışımlarına %3 lif ilavesinin, kimyasal katkı kullanılmasına rağmen karıştırmada güçlükler çıkarması nedeniyle her iki lif tipinin de %2 oranına kadar betona ilavesinin uygun olacağı tespit edilmiştir.