Metakaolin-kırmızı çamur ve C tipi uçucu kül bazlı jeopolimer sistemlerinin yapısal özellikleri

Jeopolimerler çimentoya alternatif özellikte olan ve yenilenebilir yapı malzemesi olarak kullanılabilecek yapıdaki inorganik polimerlerdir. Bu tezde, metakaolin-kırmızı çamur ve C tipi uçucu kül kullanılarak jeopolimer sentezlenmiş ve detaylı karakterizasyonu Fourier İnfrared Spektroskopi (FTIR), X-Ray Difraksiyon (XRD) ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) teknikleri ile gerçekleştirilmiştir. Tezin ilk bölümünde, farklı içeriklerde (%0-40 ağırlıkça) kırmızı çamur (RM) içeren RM-metakaolin (MK) bazlı jeopolimerlerin yapısal ve mekanik özellikleri XRD, FTIR, SEM ve basınç dayanım testleri ile incelenmiştir. Düzenli olarak RM içeriğinin artırılması XRD ve FTIR spektralarındaki ana bandın yoğunluğunda düşüşe ve genişlemeye neden olmuştur. Bu sonuçlarla beraber, kırmızı çamur ilavesinin jeopolimer numunelerinde mekanik dayanım değerinde de düşüşe neden olduğu belirlenmiştir. Tezin ikinci bölümünde C tipi uçucu kül (CFA) bazlı jeopolimerler üzerinde çalışılmıştır. Farklı bileşimlerdeki jeopolimer numunelerinin molar Si/Al oranı 2 ila 10 arasında değiştirilip XRD ve FTIR spektroskopi yöntemleri ile analiz edilmiştir. XRD ve FTIR spektroskopi sonuçlarına göre 2 ≤ Si/Al ≤ 6 olan jeopolimerlerin amorf bir karakterde olduğu görülmüş ve kalsiyum içeren fazlar (kalsit ve kalsiyum silikat hidrat) saptanmıştır. 7 ≤ Si/Al ≤ 10 olan jeopolimerlerde ise düzensiz bir jeopolimer yapısı gözlemlenmiş, sodyum silikat hidrat jeli ve sodyum alumina hidrat fazları bulunmuştur. XRD analizinde saptanan bu fazlar ile birlikte diğer kristal fazların varlığı SEM bulgularıyla desteklenmiştir. Molar Si/Al oranının artması sonucu jeopolimerlerin mikroyapısı daha homojen ve daha kristalli bir yapıya bürünmüştür. CFA bazlı jeopolimerlere uygulanan termogravimetrik analiz (TGA) sonucu molar Si/Al oranındaki artışın jeopolimerlerdeki kütle kaybını artırdığı gözlemlenmiştir. Kayıp kütlenin büyük bir kısmı yapıda hapsolmuş yapısal suyun buharlaşmasından ve karbon içerikli malzemelerin ayrışmasından kaynaklanmaktadır.