Düşük Karbonlu Yapı Malzemeleri Bağlamında Bazalt Tozu Esaslı Geopolimerlerin Mekanik Performansının İncelenmesi

Creative Commons License

Çelik A. İ., Tunç U.

3RD INTERNATIONAL CONFERENCE ON RECENT AND INNOVATIVE RESULTS IN ENGINEERING AND TECHNOLOGY ICRIRET 2025 , Konya, Türkiye, 15 - 16 Kasım 2025, ss.467-474, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Konya
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.467-474
  • Kayseri Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

Bu deneysel çalışmada, endüstriyel yan ürünler olan Uçucu Kül (FA), Bazalt Tozu (BT) ve Öğütülmüş Granüle Yüksek Fırın Cürufu (GGBFS) esaslı geopolimer beton (GPC) karışımlarının mekanik performansı üzerindeki poliamid (PA) lifi takviyesinin etkisi araştırılmıştır. GPC numuneleri, 14 M sodyum hidroksit (NaOH)  molaritesi ve 0,4 NaOH/Na₂SiO₃ oranına sahip alkali aktivatör kullanılarak hazırlanmış ve ortam kürü şartlarında kürlenmiştir. PA lifi takviyesi %0,075, %0,15 ve %0,25 oranlarında yapılarak basınç, eğilme ve yarmada çekme dayanımı testleri uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar, PA lifi takviyesinin farklı mekanik özellikler üzerinde karmaşık bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Basınç dayanımı testlerinde, %0,15 lif oranı ile en yüksek dayanım (23,70 MPa) elde edilmiş ve Referans numuneye göre yaklaşık %24'lük önemli bir iyileşme sağlanmıştır. Eğilme dayanımında ise optimum lif oranı %0,075 olarak belirlenmiş, ancak %0,25 oranın kullanılması işlenebilirlik sorunları nedeniyle dayanımı %30'dan fazla düşürmüştür. En belirgin ve olumlu etki, malzemenin çekme direncini gösteren yarmada çekme dayanımında gözlenmiştir. Lif oranı arttıkça dayanım sürekli artmış, en yüksek lif oranında (%0,25) dahi 31,50 MPa ile yaklaşık %13,27'lik bir iyileşme kaydedilmiştir. Bu bulgular, PA liflerinin GPC matrisinde çatlak köprüleme mekanizmasını etkin şekilde sağladığını ve lif takviyesinin, GPC parke taşlarının çatlamaya karşı direncini artırmak için etkili bir yöntem olduğunu ortaya koymuştur.

In this experimental study, the effect of polyamide (PA) fiber reinforcement on the mechanical performance of geopolymer concrete (GPC) mixtures based on industrial by-products Fly Ash (FA), Basalt Dust (BT), and Ground Granulated Blast Furnace Slag (GGBFS) was investigated. GPC specimens were prepared using an alkali activator with a 14 M sodium hydroxide (NaOH) molarity and a 0.4 NaOH/Na₂SiO₃ ratio and cured under ambient curing conditions. PA fiber reinforcement was applied at ratios of 0.075%, 0.15%, and 0.25%, and compressive, flexural, and tensile strength tests were performed. The results obtained showed that PA fiber reinforcement has a complex effect on different mechanical properties. In the compressive strength tests, the highest strength (23.70 MPa) was obtained with a 0.15% fiber ratio, providing a significant improvement of approximately 24% compared to the reference sample. The optimum fiber content for flexural strength was determined to be 0.075%, but using a content of 0.25% reduced strength by more than 30% due to workability issues. The most significant and positive effect was observed in the tensile strength of the material, as indicated by the tensile strength in the split test. As the fiber ratio increased, the strength increased continuously, and even at the highest fiber ratio (0.25%), an improvement of approximately 13.27% was recorded at 31.50 MPa. These findings demonstrate that PA fibers effectively provide crack bridging in the GPC matrix and that fiber reinforcement is an effective method for increasing the crack resistance of GPC paving stones.