Süphan ve Nemrut volkanik küllerinin çimento esaslı malzeme üretiminde kullanılması

Portland çimentosu kullanımını azaltmak ve daha çevreci malzeme üretmek amacıyla günümüzde birçok araştırma yapılmaktadır. Araştırmalar, bağlayıcı ve puzolan özellik gösteren malzemelerin çimento ile ikame olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Volkanik küller de puzolan olarak kullanılan malzemeler arasındadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin Doğu Anadolu bölgesinde yer alan Süphan (SVK) ve Nemrut (NVK) volkanik küllerinin, çimento esaslı malzemelerde kullanımı ve harçların fiziksel, mekanik ve içyapı özelliklerine etkileri araştırılmıştır. İşlenebilirlik özellikleri, yayılma çapı testleri ile değerlendirilirken, mekanik özellikler basınç dayanımı testleri ile analiz edilmiştir. İçyapı özellikleri ise XRD ve SEM analizleri kullanılarak detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu amaçla, ilk olarak, araziden SVK ve NVK'leri temin edilmiştir. Araziden alınan küller laboratuvarda boyut küçültme ve eleme işlemlerine tabii tutulmuş ve daha sonra malzemelerin karakterizasyon özellikleri belirlenmiştir. Karakterizasyon özellikleri belirlendikten sonra harç numunelerinin üretimine geçilmiştir. SVK ve NVK'lar çimento ile %10, %20 ve %30 oranlarında ikame edilerek kullanılmıştır. Jeokimyasal verilere göre, SVK riyolit, NVK trakit olarak adlandırılmıştır. Kimyasal analiz sonuçları, her iki volkanik külün de SiO₂, Al₂O₃ ve Fe₂O₃ oksitleri toplamının %70'in üzerinde olduğunu ve ASTM C618 standardına göre puzolan özellik gösterdiğini ortaya koymuştur. Yayılma çapı deney sonuçlarına göre, düşük ikame oranlarında (%10 ve %20) özellikle SVK katkılı harçlarda işlenebilirliğin olumlu yönde etkilendiği tespit edilmiştir. NVK katkı kullanımının (%10, %20 ve %30) işlenilebilirlik özelliğini olumsuz yönde etkilediği görülmüştür. Su emme deneyleri, volkanik kül katkılı tüm harçların kontrol numunesine kıyasla daha yüksek su emme oranları sergilediğini ortaya koymuştur. Bu artış, özellikle yüksek ikame oranlarında daha belirgin olup, NVK katkılı harçların SVK katkılı harçlara göre daha yüksek su emme değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Basınç dayanımı sonuçları, sadece %10 SVK ikameli harçlarda basınç dayanım artışı sağlandığı görülmüştür. Buna karşılık, NVK ikamesinin basınç dayanımını azalttığı tespit edilmiştir. NVK katkılı harçlarda dayanım kaybı SVK'ya kıyasla daha belirgin bulunmuştur. XRD ve SEM analizlerinde de özellikle, SVK ikamesinin portlandit miktarını azalttığını ve ikincil C–S–H jel oluşumunu daha fazla oranda desteklediği görülmüştür. Sonuç olarak, özellikle %10 oranında Süphan volkanik külü (SVK) kullanımı, işlenebilirlik, dayanım ve mikro yapısal performans açısından en uygun ikame oranı olarak belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Çimento, Sürdürülebilirlik, Volkanik Kül, Yapı malzemesi