Alkali İçeriği ve Aktivatör Modülünün Alkali Aktive Edilmiş Harçların Mekanik Özellikleri Üzerindeki Etkisi

Year 2020, Volume: 10 Issue: 2, 177 - 185, 27.12.2020

Ahmet Onur Pehlivan

Abstract

Alkali aktivasyonu çok büyük yatırımlar yapılmadan dahi çimento üretimini önemli seviyede indirgeyebilecek umut verici bir yöntem
olarak görülmektedir. Atık olarak görülen cürufların bu şekilde endüstriye kazandırılması ile CO2 emisyonlarının ve enerji tüketiminin
azalması, bu malzemelerin sürdürelebilirlik kapsamında önemli katkılar sağlayabileceğini işaret etmektedir. Bu çalışmada, alkali içeriği
ve alkali aktivatör modülü değerlerinin alkali aktivasyonu sürecinde harç numunelerin akışkanlık ve mekanik özellikleri üzerindeki
özellikleri araştırılmıştır. Aktivatör olarak 12 M NaOH çözeltisi ve 3 modüllü sodyum silikat kullanılmıştır. Su-çimento oranı 0.5
olarak belirlenmiş ve bağlayıcı miktarı karışımda kullanılan curuf ve katı aktivatör miktarlarının toplamı olarak alınmıştır. Harç
numuneler hazırlanırken cüruf miktarı 500kg/m3 olarak tercih edilmiş ve 40 x 40 x 160 mm prizmatik kalıplara dökülerek 7 ve 28 gün
boyunca kürde tutulmuşlardır. Harç numunelerin mekanik özelliklerinin kullanılan her iki parametreye daha fazlasıyla bağımlı olduğu
ve parametrelerin optimizasyonunun çok önemli olduğu gözlenmiştir. Çalışmanın özelinde kullanılan değerlerle mekanik özellikler
açısından en iyi parametre seçimi olarak aktivasyon modülünün 9% ve aktivatör modülünün 2 olduğu seçenek olarak bulunmuştur.
Erken dayanım sonuçlarının ağırlık olarak aktivatör modülü değerlerinden fazlasıyla etkilendiği gözlenmiştir. Harç karışımlaranın
işlenebilirlik sonuçlarının özellikle katı aktivatör miktarının artmasıyla olumsuz etkilendiği gözlenmiştir.

Keywords

Aktivatör modülü, Alkali aktive edilmiş cüruf, Alkali miktarı, Sodyum silikat

Effect of Alkali Content and Activator Modulus on Mechanical Properties of Alkali Activated Mortars

Abstract

Alkali activation is a promising method of reducing cement production considerably without further significant investments. Utilization
of these materials are of extreme importance when environmental aspects such as CO2 emissions and energy consumptions are
considered. In this article, effect of activator modulus and alkali content on fresh behavior and mechanical properties were investigated.
12 M NaOH solution and sodium silicate solution with a modulus of 3 were used. Water-to-binder ratio was selected as 0.5 for all
specimens where binder content was calculated as the total of slag content plus activator solids. Slag content was 500 kg/m3 for all
mixtures. Mechanical tests were conducted on 40 x 40 x 160 mm prismatic specimens. Results indicate that mechanical properties
of alkali activated mixtures are highly dependent on both parameters hence proper optimization of these two parameters becomes
compulsory. In this study, it is concluded that alkali content (Na2O/slag) should be selected 9% and whereas activator modulus should
be leveled near a value of 1.5. Flexural properties were also highly affected from optimization of these parameters and similar findings
are deduced. Early strength evaluations are highly dependent on activator modulus. Workability of the mixture was also assessed and
it should be noted that flowability of mixture was adversely affected with the increasing activator solids content.

Keywords

Activator modulus, Alkali activated slag, Alkali content,, Sodium silicate

References

• Akçaozoğlu, K., Akcaozoglu, S., Acikgoz, A. 2018. Investigation of hydration temperature of alkali activated slag based concrete. KSCE J. Civ. Eng., 22(8): 2994-3002. Doi: 10.1007/s12205- 017-0219-4
• ASTM 1437 2015. Standard test method for flow of hydraulic cement mortar, American Society for Testing and Materials.12-15. Doi: 10.1520/C1437-15.2
• ASTM 348 2020. Standard test method for flexural strength of hydraulic-cement mortars, American Society for Testing and Materials. Doi: 10.1520/C0348-20
• ASTM 349 2019. Standard test method for compressive strength of hydraulic-cement mortars (using portions of prisms broken in flexure), American Society for Testing and Materials. Doi: 10.1520/C0349-18
• Aydın, S., Baradan, B. 2014. Effect of activator type and content on properties of alkali activated slag mortar. Compos. B. Eng. 57: 166-172. Doi: 10.1016/j.compositesb.2013.10.001
• Babaee, M., Castel, A. 2018. Chloride diffusivity, chloride threshold, and corrosion initiation in reinforced alkali-activated mortars: role of calcium, alkali, and silicate content. Cem. Concr. Res., 111: 56-71. Doi: 10.1016/j.cemconres.2018.06.009
• Bakharev, T., Sanjayan, JG., Cheng, Y. 1999. Alkali activation of Australian slag cements. Cem. Concr. Res. 29(1): 113-120. Doi: 10.1016/S0008-8846(98)00170-7