Volkanik tüf atıkları kullanılarak üretilen silika aerojel katkılı hafif betonun mühendislik özelliklerinin incelenmesi

Tez çalışmasında, volkanik tüf taşlardan olan Bayburt Taşı (BT) atıkları ile silika aerojel (SA) sentezi sağlanmıştır. Belirli oranlarda SA'nın hafif betonuna ikamesinin ısı ve ses yalıtımına, dayanımına ve porozite gibi özelliklere etkisi araştırılmıştır. Çalışma ile çevre dostu bir yöntemle üretimi sağlanan, yüksek termal kararlılığa sahip, yalıtım özellikleri iyileştirilmiş hafif betonun inşaat sektörüne kazandırılması hedeflenmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında BT atıkları kullanılarak SA sentezi gerçekleştirilmiştir. İkinci aşamada ise SA katkılı hafif beton üretimi gerçekleştirilmiştir. Numunelere fiziksel (birim hacim ağırlık, porozite, su emme, termal iletkenlik ve ultrases geçiş hızı), mekanik (basınç dayanımı) deneyleri uygulanmış ve sonuçlar ANOVA analizi ile yorumlanmıştır. Ayrıca numunelerin yapısal karakterizasyon (XRD, TEM, FT-IR, TGA/DTA ve SEM) analizleri ile optik mikroskop görüntülemeleri gerçekleştirilmiştir. Isı yalıtımının optimum olacağı hafif betonun tespiti için taguchi yöntemi kullanılmıştır. Hafif betonda SA oranı (%0, 1, 2 ve 3), çimento dozajı (300 ve 350) ve karışım suyu oranı (0,40 ve 0,45) parametreleri belirlenerek L8 (41*22) ortagonal dizisi seçilmiştir. Çalışma ile ısı yalıtımının (%3, 350 ve 0,40) seviyeleriyle optimum olacağı belirlenmiştir. (%3) SA ikamesinin hafif betonda: (%46) termal iletkenlik değerini iyileştirdiği, porozitesini (%31,48) artırdığı ve basınç dayanımında (9,72 MPa) azalma yaşanmasına neden olduğu belirlenmiştir. Karakterizasyon incelemelerinde: SA'nın hidrofobik ve iyi adsorpsiyon özellikte olduğu, beton içerisinde SA'nın etrafında gözenekli yapının oluştuğu ve SA konsantrasyonunun artması ile betonda çoklu kristal yapının arttığı, bu artışın malzemenin mekanik dayanımında azalmaya neden olduğu değerlendirilmektedir. Termogravimetik analizinde 1000 °C'de gözlenen kütlen kaybının %0 SA ikamesinde %27'lerde iken %3 SA ikamesi ile bu değerin %21'lere düştüğü gözlenmiş ve bu durum SA ikamesinin artmasının betonda termal durabiliteyi artırdığının göstergesi olarak değerlendirilmiştir. Ayrıca, yüksek yalıtım özellikli hafif beton elde etmede SA'nın etkisinin büyük olduğunu ve atık BT kullanımının bölge ekonomisini olumlu yönde etkileyeceği değerlendirilmektedir.