THE EFFECT OF ZEOLITE ADDITIVE ON GEOPOLYMER MORTARS

Acar M. C., Şener A., Özbayrak A., Çelik A. İ.

Mühendislik ve Tasarım Bilimleri Dergisi, vol.8, no.3, pp.820-832, 2020 (Peer-Reviewed Journal) identifier

Abstract

The CO2 gas released from the chimneys to the atmosphere during cement production causes global warming and threatens the environment. Therefore, scientists work on fly ash-based polymers to minimize carbon emissions and reduce the need for Portland cement in the construction industry. Today, the use of geopolymer mortars as a partial alternative material to replace cementitious mortars is being investigated. In this study, the effect of zeolite admixture on the mechanical properties of fly ash based geopolymer mortars which are poured into 40x40x160 mm prism molds activated with alkali and heat (90oC) was investigated. Firstly, F type fly ash from "Isken Sugözü Power Plant", NaOH (98% purity) and Na2SiO3 (50% purity) and Rilem-Cembureau Standard Sand were mixed in various proportions and zeolite-free geopolymer mixture ratios with the highest strength were determined. Then, the zeolite additive was applied in various proportions of the fly ash in the geopolymer mortar with the highest strength. In order to increase flexural and compressive strengths with different amounts of zeolite additives, experiments were made by changing the amount of alkali activator and alumina silicate in the mixture. At the end of the research, one-day bending and compressive strengths of all samples were determined, and although adding zeolite as an additive into geopolymer mortar does not give strength-increasing strength parameters, it was found that zeolites can be used as green building mortars with lower environmental harmful effects than cement due to their heavy metal ions removal properties

Çimento üretiminde bacalardan atmosfere salınan CO2 gazı, küresel ısınmaya neden olmakta ve çevreyi tehdit etmektedir. Bu nedenle bilim insanları, karbon emisyonunu en aza indirmek ve inşaat endüstrisindeki Portland çimentosuna olan ihtiyacı azaltmak için uçucu kül bazlı polimerler üzerinde çalışmaktadırlar. Günümüzde, çimentolu harçların yerine, geopolimer harçların kısmi alternatif bir malzeme olarak kullanımı araştırılmaktadır. Bu çalışmada, 40x40x160 mm’lik prizma kalıplara dökülen alkali ve ısı (90oC) ile aktifleştirilmiş uçucu kül bazlı geopolimer harçlarda zeolit katkısının mekanik özelliklere olan etkisi araştırılmıştır. Öncelikle "İsken Su gözü Enerji Santrali"'nden alınan F tipi uçucu kül, aktivatör olarak NaOH (%98 saflıkta) ve Na2SiO3 (%50 saflıkta) ile RilemCembureau Standart kumu çeşitli oranlarda karıştırılarak dayanımı en yüksek olan zeolitsiz geopolimer karışım oranları tespit edilmiştir. Ardından en yüksek dayanıma sahip geopolimer harç içindeki uçucu külün ağırlıkça çeşitli oranlarında zeolit katkısı yapılmıştır. Farklı miktarlardaki zeolit katkısı ile eğilme ve basınç dayanımlarını arttırabilmek için karışımdaki alkali aktivatör ve alümina silikat miktarları da değiştirilerek deneyler yapılmıştır. Araştırma sonunda tüm numunelerin bir günlük eğilme ve basınç dayanımları belirlenmiş ve geopolimer harç içine katkı olarak zeolit ilave edilmesi dayanımı arttırıcı mukavemet parametrelerini vermese de zeolitlerin, ağır metal iyonlarını yok etme özelliklerinden dolayı çimentoya göre daha düşük çevresel zararlı etki barındıran yeşil yapı harçları olarak kullanılabileceği bulunmuştur.