Uçucu kül ve yüksek fırın cürufu esaslı geopolimer kompozit malzeme özelliklerine polipropilen lif katkısının etkisi

Bu çalışmada, uçucu kül (UK) ve öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (ÖGYFC) esaslı geopolimer kompozitlerin mekanik ve fiziksel özellikleri araştırılmıştır. Polipropilen lif ilaveli (ağırlıkça % 0.5, % 1.0 ve % 1.5) karışımlardaki uçucu kül (UK) ve öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (ÖGYFC), 10 M sodyum hidroksit (NaOH) ve farklı silikat modülü (2 ve 3 modül) değerlerine sahip sodyum silikat (Na2SiO3) solüsyonları ile aktive edilmiştir. Geopolimer kompozit örnekler, 4 x 4 x 16 cm boyutlarındaki metal kalıplara titreşimli sehpa yardımıyla yerleştirilmiştir. İlgili örnekler sıcaklığı 90 °C olan laboratuvar tipi etüvde 5 saat süreyle ısı kürüne tabi tutulduktan sonra 7 gün boyunca oda sıcaklığında bekletilmiştir. Ardından fiziksel özelliklerinin belirlenmesi amacıyla ilgili örnekler su tankında 24 saat bekletilmiş akabinde de Arşimet prensibine göre örneklerin ağırlıkça su emme, görünen porozite, birim hacim ağırlık ve görünür yoğunluk gibi fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Ardından örneklerin eğilme ve basınç dayanım değerleri belirlenmiştir. Elde edilen fiziksel ve mekanik özellikler değerlendirilmiş ve ideal değerleri sağladığı düşünülen örnek grupları (% 50 UK ve % 50 ÖGYFC içerikli geopolimer harçlar) üzerinden deneylere devam edilmiştir. Bu örnek grupları üzerinde XRD analizleri ile faz içerikleri, SEM-EDX analizleri ile de yüzey morfolojisi ve donma-çözünme, yüksek sıcaklık ve sülfatlı ortamlara (% 5 NaSO4 ve % 5 MgSO4 çözeltileri ile) maruz kalma gibi durabilite testlerinden elde edilen bulgularla örnek özellikleri incelenmiştir. iiLifsiz (referans) örneklerin eğilme dayanımları; 0.1 MPa - 5.6 MPa, lif katkılı örneklerde ise eğilme dayanımları 2.4 MPa - 11.4 MPa arasında değişkenlik göstermiştir. Referans örneklerin basınç dayanım değerleri ise 15.3 MPa - 60.9 MPa arasında değişkenlik gösterirken, lif katkılı örneklerde bu değer 21.4 MPa - 77.60 MPa arasında değişmiştir. Dolayısıyla karışımalardaki lif oranının artmasıyla örneklerin mekanik özelliklerinde olumlu gelişimler gerçekleştiği görülmüştür. Sonuç olarak hazırlanan geopolimer kompozit malzeler içerisinde elde edilen tüm bulgular değerlendirildiğinde; % 50 UK ve % 50 ÖGYFC ile hazırlanan karışımların 3 modül sodyum silikat solüsyounu ve 10 M NaOH ile aktifleştirilmeleri durumunda en ideal sonuçların alındığı tespit edilmiş ve yapılarda kullanılabilir oldukları kanaatine varılmıştır. Bu sebeple aynı içeriğe sahip örnekler durabilite testlerinde ve deneylerinde de kullanılmıştır. Durabilite deneylerinden elde edilen bulgular değerlendirildiğinde ise % 1.5 PP lif ilaveli geopolimer kompozit harçlarının daha iyi dayanıklılık özelliklerine sahip oldukları düşünülmektedir.