Development of fly ash based geopolymer foam concrete properties

Geopolimer teknolojisi, çimento ve çimento esaslı üretilen yapı malzemelerine alternatif olacağı düşünülen ve giderek popülerlik kazanan bir alandır. Özellikle uçucu kül ve öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu gibi endüstride bol miktarda ortaya çıkan atıkların geri dönüşümünü sağlayabilen ve döngüsel ekonomiye katkı sağlayan bir yöntem olması sebebiyle ön plana çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında da her yıl milyonlarca ton açığa çıkan uçucu külün geopolimer köpük beton üretiminde kullanılma potansiyeli araştırılmıştır. Araştırma kapsamında deney tasarımı programı aracılığıyla 54 farklı reçete oluşturulmuş, uçucu kül miktarının, molaritenin, kürlenme sıcaklığının, kalsiyum stearat miktarının, hidrojen peroksit miktarının ve perlit miktarının geopolimer köpüğün mekanik ve fiziksel özelliklerine olan etkisi araştırılmıştır. Geopolimer teknolojisinin gelişmesinin önündeki en büyük engellerden biri olan kuruma büzülmesinin, katkı olarak kullanılan kalsiyum stearat ile azaltılabildiği önemli bulgular arasındadır. Homojen köpük dağılımının sağlandığı ve gözenek boyutlarının kolaylıkla kontrol edilebildiği bu çalışmada 350kg/m3 yoğunluk değerinde, >1.0 MPa mukavemete sahip olan ve 0.089W/mK ısıl iletkenlik değerine sahip olan geopolimer köpük beton üretilmiştir.Geopolymer technology is an area that is considered to be an alternative to cement and cement-based building materials and is increasingly popular. It comes to the fore, especially because it is a method that can provide the recycling of wastes that occur in large quantities in the industry, such as fly ash and blast furnace slag, and contribute to the circular economy. In this thesis, the potential of fly ash, which is released every year in millions of tons of geopolymer foam concrete, has been investigated. Within the research scope, 54 different recipes were created through the experimental design program, and the effects of fly ash amount, molarity, curing temperature, calcium stearate amount, hydrogen peroxide amount and perlite amount on the mechanical and physical properties of geopolymer foam were investigated. It is among the crucial findings that drying shrinkage, which is one of the biggest obstacles developing geopolymer technology, can be reduced with calcium stearate used as an additive. In this study, where homogeneous foam distribution was ensured, and the pore sizes could be easily controlled, geopolymer foam concrete with 350kg/ m3 density value, > 1.0 MPa strength, and 0.089W/mK thermal conductivity was produced