Taban külü agregalı geopolimer köpük betonlarda atık beton tozu ve polipropilen lifinin etkisi

Bu çalışma, öğütülmüş yüksek fırın cürufunun (YFC) kısmen yerine kullanılması amacıyla atık beton tozu (ABT), takviye malzemesi olarak polipropilen lifler (PPL) ve ince agrega olarak yalnızca uçucu kül (TK) içeren sürdürülebilir tek bileşenli alkali ile aktive edilmiş köpük beton (AAKB) karışımlarının mekanik, termal ve dayanıklılık performansını araştırmaktadır. On farklı AAKB karışımı; bağlayıcı ağırlığına göre %10; %20 ve %50 oranlarında ABT ikamesi ve %0; %0,5 ve %1 oranlarında PPL eklenmesiyle tasarlanmıştır. Tek bileşenli aktivasyonun sağlanması için katı aktivatör olarak sodyum metasilikat tozu kullanılmış ve sabit bir su /bağlayıcı (W/B) oranı 0,4 olarak korunmuştur. Karışımlar; 91 güne kadar ortamda ve suda kür rejimlerine tabi tutulmuştur. Deneysel değerlendirmeler; akışkanlık, basınç ve eğilme dayanımı, etüv kurusu yoğunluk, ısıl iletkenlik, su emme, kapilarite, kuruma büzülmesi, yüksek sıcaklık dayanımı (900°C'ye kadar) ve donma–çözülme dayanıklılığını içermektedir. Sonuçlar, ABT oranının artmasının daha düşük reaktivite ve yüksek gözeneklilik nedeniyle işlenebilirliği ve mekanik dayanımı azalttığını göstermiştir. Ancak %1 PPL ilavesi bu olumsuzlukları önemli ölçüde telafi etmiş; dayanım, boyutsal kararlılık ve ısıl dirençte belirgin iyileşme sağlamıştır. En iyi performans; %10–20 ABT ve %1 PPL içeren karışımlarda elde edilmiş; yalnızca ABT içeren sistemlere kıyasla basınç dayanımında %217'ye varan artış gözlenmiştir. Ayrıca, uçucu külün kullanımı yoğunluğu azaltmış ve ısı yalıtımını iyileştirmiş, ancak gözenekli ve köşeli yapısı nedeniyle dayanımı bir miktar düşürmüştür. Mikro yapı analizi (SEM), özellikle su kürü altında, lif katkılı sistemlerde bağlayıcı yapının yoğunlaştığını, jel oluşumunun ve geçiş bölgesinin (ITZ) iyileştiğini doğrulamıştır. Basınç dayanımı ile gözeneklilik, su emme ve kapilarite gibi temel dayanıklılık göstergeleri arasında güçlü korelasyonlar bulunmuştur (R² > 0,90). Bulgular, ABT ve PPL'nin TK agregasıyla birlikte AAKB içinde kullanılmasıyla hafif, düşük karbonlu ve dayanıklı yapı malzemeleri geliştirilmesi için uygulanabilir bir yol sunduğunu; döngüsel ekonomi ilkelerini destekleyerek çevresel etkiyi azalttığını ortaya koymaktadır.