CAM TOZUNUN ALKALİ AKTİVASYONUNUN İNCELENMESİ

Abstract

ÖZET

Bu çalışmada cam tozunun alkali aktivasyonuna aktivatör çözeltideki NaOH derişiminin, aktivatör/cam tozu oranının ve ilave silika katkısının etkisi incelenmiştir. Uygun kompozisyondaki karışımlar kalıplandıktan sonra 80 °C sıcaklıkta 6 saat kür edilmesi ile numuneler üretilmiştir. Uzatılmış kürün etkisini görmek için bazı numuneler 80 °C sıcaklıkta 6 saat uygulanan kür işleminden sonra 28 gün sızdırmaz kapta bekletilmiştir. Uzatılmış kür uygulanan numuneler üzerinde yapılan ölçümler bir yıl sonra gerçekleştirilmiştir.

Basma dayanımı testi sonuçları aktivatör çözeltideki en uygun NaOH moleritesinin 6 olduğunu göstermiştir. Numune bileşimlerine silika katkısı numunelerin basma dayanımını geliştirmiştir. Basma dayanımı açısından en uygun silika katkısının %4 olduğu tespit edilmiştir. Aktivatör/cam tozu oranının basma dayanımını belirgin olarak etkilediği görülmüştür. Bununla birlikte uzatılmış kür, numune basma dayanımlarını artırmıştır. Optimum bileşimdeki numunede kısa kür sonrası ~61 MPa, uzatılmış kür sonrası ~80 MPa basma dayanımı elde edilmiştir. Faz analizleri numunelerin amorf yapıda olduğunu göstermiştir. Alkali aktivasyon neticesinde, aktivatör moleritesi ile bağlantılı olarak cam tozunun bağ yapısında belirgin değişimler gözlenmiştir. DTA-TG analizleri ile numunelerde endotermik bir tepkime ile bileşimle bağlantılı olarak dehidratasyon ve dehidroksilasyon kaynaklı farklı kütle kayıpları tespit edilmiştir. Numune mikroyapılarının amorf bir bağlayıcı faz ve tepkimeye girmeden kalan cam tozlarından meydana geldiği görülmüştür. Silika ilavesi mikroyapıdaki kusurları azaltmıştır. Azalan aktivatör çözelti miktarı numunelerde daha yoğun mikroyapılara neden olmuştur.

ABSTRACT

In this study, the effects of NaOH concentration in activator solution, activator/glass powder ratio and additional silica on alkaline activation of glass powder were investigated. Samples were produced by curing the mixtures in the appropriate composition at 80 °C for 6 hours after moulding. To see the effect of the extended curing, some samples were kept in a sealed container for 28 days after curing at 80 °C for 6 hours. Measurements on extended cured samples were performed one year later.

The compressive strength test results showed that the optimal NaOH molarity in the activator solution was 6. Adding silica to the sample compositions improved the compressive strength of the samples. It was determined that the most suitable silica additive was 4 wt.% in terms of compressive strength. It was observed that the ratio of activator/glass powder significantly affected the compressive strength. However, prolonged curing increased the compressive strength of the samples. In the sample with optimum composition, compressive strength of ~61 MPa after curing and ~80 MPa after prolonged curing was obtained. Phase analyses showed that the samples were amorphous. As a result of alkaline activation, significant changes were observed in the bond structure of the glass powder related to the activator molarity. Different mass losses with an endothermic reaction related to the composition due to dehydration and dehydroxylation were detected in the samples by DTA-TG analyses. It was observed that the sample microstructures consisted of an amorphous binder phase and unreacted glass powders. The addition of silica reduced the defects in the microstructure. The decreased amount of activator solution resulted in denser microstructures in the samples.