Yazar "Altawil, Hasan" seçeneğine göre listele

Listeleniyor 1 - 1 / 1
  • Küçük Resim
    Öğe
    Geopolimer kazıkların üretimi ve performansını etkileyen faktörlerin deneysel olarak araştırılması
    (Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2022) Altawil, Hasan; Olgun, Murat
    Tez çalışması kapsamında uçucu kül esaslı oluşturulan geopolimer beton (GPC) kazıkların performansının farklı çevresel koşulların da dikkate alınarak değerlendirilmesi amacıyla deneysel bir çalışma yürütülmüştür. GPC beton elde etmek için alkali sıvı olarak sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum silikat (Na2SiO3) birlikte kullanılmıştır. Doğal kum ve doğal kırmataş kullanılarak hazırlanan GPC beton elde edebilmek için yapılan ön deneylerde F sınıfı uçucu kül – yüksek fırın cürufu ve C sınıfı uçucu kül - silis dumanı katkıları birlikte kullanılmıştır. Deneylerde karışımların Molaritesi 10-16M arasında seçilmiştir. Ön deney sonuçlarına göre çalışma kapsamında GPC betonlarının oluşturulmasında C sınıfı uçucu kül ile silis dumanı kullanılmıştır. L16 Taguchi tasarımı kullanılarak farklı parametreler (Molarite (M), Alkali aktivatör çözeltisi / bağlayıcı oranı (AA/B), Na2SiO3/NaOH oranı (SS/SH), Karışımdaki agrega oranı (G) ve Su / Geopolimer katı oranı (Su/GK)) ve seviyeleri için küçük ölçekli geopolimer (KKÖ) numuneler hazırlanarak; Tek eksenli basınç deneyi, eğilme dayanımı deneyi, donma-çözülme çevrimleri ve tuz direncine maruz numuneler üzerinde basınç dayanım deneyleri uygulanmıştır. Uygun tasarımlar ve optimum tasarım için büyük ölçekli geopolimer (BKÖ) numuneler üzerinde de aynı deneyler gerçekleştirilmiştir. Optimum tasarım için hazırlanan GPC kazık ve çimento esaslı model deney kazıkları (55mm çaplı, 400-600m uzunluklu) üzerinde kazık yükleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca alınan numuneler için SEM ve XRD analizleri gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışma sonuçlarına göre KKÖ numunelerinde en büyük dayanımlar L1 Nolu tasarım, en küçük dayanımlar L13 Nolu tasarım için elde edilmiştir. L1 Nolu tasarımda KKÖ numunelerin, L13 Nolu tasarımda BKÖ numunelerin basınç dayanımları fazla bulunmuştur. Çalışma kapsamında C sınıfı uçucu kül kullanıldığı için kalsiyum (Ca) içeriğinden dolayı Geopolimer numuneler erken dayanım kazanmıştır. KKÖ numuneler üzerinde yapılan Tek eksenli basınç dayanımı deneylerine göre dayanım üzerinde en etkili faktör Su / GK oranı olmuştur. S/N analizi sonuçlarına göre; Su/GK oranı ve Molarite arttıkça dayanım azalmaktadır. Max. dayanım için optimum seviyeler S/GK=0.35, M=10, AA/B = 0.40, SS/SH=2.0 ve G=0.70 bulunmuştur. Optimum tasarım için hazırlanan BKÖ numunelerinde (Lopt) 7 ve 28 günlük Tek eksenli basınç dayanımları 25.85 MPa ve 28.61 MPa elde edilmiştir ki, bu değerler çimento esaslı betona yakın dayanımlara sahip kazıkların üretilebileceğini göstermektedir. Eğilme dayanımı üzerinde en etkili parametre Molarite olmuştur. S/N analizi sonuçlarına göre; max. dayanım için optimum seviyeler M=12, AA/B=0.40, SS/SH=1.75, G=0.60 ve Su/GK=0.35 olmuştur. Yüksek dayanımlı numuneler donma – çözülme çevrimlerine maruz kaldıklarında dayanım kaybı az olurken, çevrimsiz durumda düşük dyanımlı numunelerde donma-çözülme çevrimi sonrasında da dayanım kaybı fazla olmuştur. Genel olarak GPC beton numunelerinin donma-çözülme etkisine karşı direnci ve stabilitesi yüksek olup, bu durum geopolimerin yapısındaki silis dumanının mikro gözenekleri azaltması ile ilişkilidir. Donma-çözülme çevrimleri sonrasında dayanımlar üzerinde en etkili parametre Su/GK oranı olmuştur. S/N analizi sonuçlarına göre; max. dayanım için optimum seviyeler Su/GK=0.35, AA/B=0.40, M=10, SS/SH=2.25 ve G=0.60 şeklindedir. BKÖ geopolimer numuneler donma-çözülme çevrimleri etkisi altında hem dayanım hem de kütle kaybı anlamında KKÖ numunelere göre daha stabil kalmıştır. KKÖ numunelerinde yeterli performansı sağlamayan L13 tasarımı için BKÖ numunelerde yeterli performans sağlanmıştır. %5 Nacl çözeltisi ile tuz saldırısına maruz bırakılan KKÖ geopolimer numunelerdeki kütle kayıpları %3.2-5.3 arasında değişmektedir. Tuz saldırısına maruz bırakılan numunelerin bir kısmında dayanım kaybı bir kısmında ise dayanımlarda artışlar gerçekleşmiştir. Tuz saldırısı altında GPC beton dayanımları üzerindeki en etkili parametre SS/SH oranı olurken,. S/N analizi sonuçlarına göre; max. dayanım için optimum seviyeler SS/SH=1.75, M=10, AA/B=0.40, Su/GK=0.35 ve G=0.70 olarak elde edilmiştir. BKÖ geopolimer numunelerinde kütle kayıpları önemsiz düzeyde kalmıştır. SEM analizlerinde elde edilen görüntüler alkali çözeltiler ve uçucu kül arasında tam olarak gerçekleşen reaksiyonlar sonucunda çoğu tasarımda (L1, L2, L15 ve Lopt) GPC betonda kompakt ve yoğun bir matris yapısı gözlendiğini ve görüntülerin Tek eksenli basınç dayanımı sonuçlarını doğrulayıcı yönde olduğunu göstermiştir. XRD kırınım desenleri, geopolimerizasyon sürecinde C sınıfı uçucu kül içerisindeki Ca bileşeninin önemli olduğunu ve düşük Su/GK oranlarında Gismondine (C-A-S-H) ve Kalsiyum Silikat Hidratların (C-S-H) oluştuğunu işaret etmesi açısından önemlidir. Tank içerisinde rölatif sıkılığı Dr = %50.28 olacak şekilde hazırlanmış orta sıkı kum zemin içerisinde çapları D=55 mm, uzunlukları L=400 mm ve L=600 mm olan 2 adet GPC beton ve 2 adet çimento esaslı kazık üzerinde yapılan kazık yükleme deneylerinde; her iki kazık türünde uç taşıma dirençleri birbirine yakınken, GPC beton kazıkların çevre sürtünme dirençleri daha yüksek elde edilmiştir. GPC kazıklarda çevresel sürtünme direnci toplam nihai taşıma gücünün yaklaşık %40'ını oluştururken, çimento esaslı kazıklarda çevresel sürtünme direnci toplam nihai taşıma gücünün yaklaşık %30'unu oluşturmuştur. GPC kazıkların nihai taşıma kapasitesi daha fazla elde edilmiş olup, çimento esaslı kazıklara iyi bir alternatif olarak kullanılabileceği belirlenmiştir. Tez çalışması ile GPC beton kazıkların basınç dayanımının yüksek olması, erken dayanım kazanmaları, donma-çözülme çevrimleri ve tuz direncine karşı göstermiş oldukları yüksek direnç özellikle olumsuz çevresel koşullarının etkili olduğu ortamlarda bu tip kazıkların kullanılabileceğini göstermesi açısından önemlidir.