Nano Silica and Micro Silica Effect on Mechanical Attributes of Ferrochrome Slag Based Geopolymer

Authors : Mehrzad MOHABBI

Pages : 347-362

Doi:10.29130/dubited.587321

View : 14 | Download : 6

Publication Date : 2020-01-31

Article Type : Research Paper

Abstract :Geleneksel çimentoların dezavantajları uluslararası sürdürülebilir ve yeşil kalkınma planları üzerinde yoğun talep yaşanmasına neden olmaktadır. Geopolimer malzemenin daha fazla geliştirilmesi veya alternatif malzemenin araştırılmasına dayalı çalışmaların gelecekte hızlanması beklenmektedir. Sıklıkla kullanılan Portland çimentosunun mekanik özelliklerinin geliştirilmesinde nano ölçekli malzemelerin katkısı literatürde kanıtlanmıştır. Nano ölçekli silika malzemeler, kimya ve malzeme mühendisliği gibi farklı bilim dallarında ve hatta sıradan Portland çimentosu üretiminde bile yoğun kullanılmasına ve araştırılmasına rağmen geopolimer üretiminde yeterince incelenmemiştir. Bu çalışmanın amacı bu konudaki boşlukları azaltmak ve önceden elde edilen bilgileri geopolimerler üzerine aktarmaktır. Bu çalışma esnasında nano ve mikro ölçekli silis malzemelerin ferrokrom cüruf bazlı geopolimerler üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Elazığ ferrokrom cürufu alümino-silis kaynağı olarak bu çalışmada kullanılmıştır. Geopolimerleşme sürecini hızlandırmak için Nano-silis ve silis dumanı cüruf ağırlığının %2, %4, %6, %8 ve %10 oranlarında kullanılmıştır ve üretilen malzemelerin basınç ile çekme mukavemeti, elastisite modülü ve mikro yapısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Deney sonuçlarına göre, geopolimer karışıma uygun miktarda ince silis malzemesinin eklenmesiyle malzemenin yukarıda bahsedilen mekanik özelliklerinde iyileşme meydana gelmiştir. Ferrokrom cüruf yerine farklı mikro ve nano boyutlarında (15, 30 ve 45 nm) silis kullanım oranı optimum %6 olarak belirlenmiştir. Numunelerde uygun değerde Nano-silis kullanımı, malzemenin kimyasal bağlarında iyileşme, homojen ve daha yoğun dokuya sahip olmasını sağlamıştır ve SEM görüntülerinde bu durum açıkça görülmektedir. Basınç mukavemetinin artışının, Nano-silis ve silis dumanının uygun değerde kullanılması sonucunda malzemenin dokusunun yoğunlaşmasından ve kimyasal bağlarının iyileşmesinden kaynaklandığı düşünülmektedir.
Keywords : Basınç Dayanımı, Geopolimer, Nano Silika, SEM, Yarmada Çekme Dayanımı