SELÇUK MEMİŞ, Gökhan KAPLAN, SADIK ALPER YILDIZEL

Jeopolimer Betonun Hayvan Barınaklarında Kullanılabilme Potansiyelinin Araştırılması

Önemli miktarda enerji ve ham madde tüketimine neden olan portland çimentosu CO2 emisyonunun yaklaşık %7'sinden sorumludur. Çimento üretiminden kaynaklı CO2 salınımı azaltılmasında farklı yöntemlerin araştırılması ya da CO2 salınımı daha az olan bir bağlayıcı kullanılarak çimentoya alternatif malzeme kullanılmasını zorunlu kılmaktadır. Jeopolimer malzeme ise, beton üretiminde kullanılan portland çimentosunun (PÇ) aksine CO2 salınımı oldukça az, tuzlara ve asitlere dayanımı yüksek, sıcaklık ve ateşe dayanımı yüksek olması gibi birçok farklı özelliği sayesinde çimentoya alternatif malzeme olarak kullanım potansiyeli olan ve araştırılan bir malzemedir. Çalışma kapsamında hayvan barınaklarında jeopolimer betonun etkileri araştırılması amacıyla jeopolimer malzemenin alkali aktivatörü olarak yüksek fırın cürufunun (YFC) %20'si oranında seramik tozu (ST), sodyum silikat (Na2SiO4) ile sodyum hidrosit (NaOH) %60 - 40 oranında aktivasyon çözeltisi ile kalsit agregası kullanılarak numuneler hazırlanmıştır. Boyutları 4×4×16 cm numunelerde eğilme ve basınç dayanımları ile 25×25×285 mm numuneler üzerinde de büzülme oranları belirlenmiştir. Jeopolimer betonların hayvan barınaklarındaki durumlarının belirlenmesi amacıyla numuneler %10'luk sülfirik asit (H2SO4) ve sülfat (SO4) solüsyonunda bekletilmiş ve numuneler 28, 56 ve 90. günlerdeki dayanımları karşılaştırılmıştır. Jeopolimer betonun hayvan barınaklarında kullanılmasının avantajlar sağlayabileceği görülmüştür.

Investigation of Usability Potential Geopolimer Concrete at Animal Barns Abstract

Portland cement, which causes significant energy and raw material consumption, is responsible for about 7% of CO2 emissions. In order to reduce CO2 emissions from cement production, with the aim of using a binder with a lower CO2 release or investigation of different methods, alternative materials to cement are required. In contrast to portland cement (PO), which is used in concrete production; geopolimer is a material that is potentially useful as an alternative to cement and is still being explored provides a very low CO2 emission, a high resistance to salts and acids, and a high temperature and fire resistance. In this study, the effects of geopolymer concrete were investigated in animal barn. For this purpose, samples were prepared using calcite aggregate, alkali activator and activation solution. As alkali activator of geopolymer material ceramic sludge (ST) is used at 20% of blast furnace slag (YFC). Sodium silicate (Na2SiO4) and sodium hydroside (NaOH) were used as the activation solution in 60-40% mixing ratio. Bending and compressive strengths were determined in 4×4×16 cm specimens and shrinkage ratios were determined on 25×25×285 mm specimens. In order to determine the conditions of the animal shelters of the geopolymer concrete, the strengths of the samples in 10% sulfuric acid (H2SO4) and sulphate (SO4) solution were compared with 28th, 56th and 90th days. It has been seen that the use of geopolymer concrete in animal barn can provide advantages.

PDF

___

Albitar M, Mohamed Ali MS, Visintin P, Drechsler M. 2017. Durability Evaluation of Geopolymer and Conventional Concretes, Construction and Building Materials, Vol. 136, pp: 374-385, ISSN 0950-0618.
Anonimous 2017. About Geopolymerization, https://www.geopolymer.org/science/aboutgeopolymerization/
Belie ND, Lenehan JJ, Braam CR, Svennerstedt B, Richardson M, Sonck B. 2000. Durability of Building Materials and Components in the Agricultural Environment, Part III: Concrete Structures, J. agric. Engng Res., 76: 3-16.
Chang Z, Xiu-Jiang S, Robert M, Marton M. 2005. Using Limestone Aggregates and Different Cements for Enhancing the Resistance of Concrete to Sulphuric Acid Attack. Cem. Concr. Res., 35 (8): 1486-1494
Cizer O, Elsen J, Feys D, Heirman G, Vanderwalle L, Van Gemert D, De Schutter G, Desmet B, Vantomme J. 2011. Microstructural Changes in Self-compacting Concrete by Sulphuric Acid Attack. Proceeding of the 13th ICCC International Congress on the Chemistry of Cement, 1-7.
Duxson P, Fernandez-Jimenez A, Provis GJL, Lukey C, Palomo A, Deventer JSJ. 2007. Geopolymer Technology: the Current State of the Art. Journal of Materials Science, vol:42, iss:9, pp 2917–2933.
Habert G, d’Espinose de Lacaillerie JB, Rouussel N. 2011. An Enviromental Eveluation of Geopolymer Based Concrete Production: Reviewing Current Research Trends. Journal of Cleaner Production. 19: 1229-1238.
Hanayneh B, Shatarat N, Katkhuda H. 2012. Improving Durability of Concrete to Phosphoric Acid Attack, Jordan Journal of Civil Engineering, Volume 6, No. 1
Hardjito D, Wallah SE, Sumajouw DMJ, Rangan BV. 2016. On the Development of Fly Ashed Based Geopolymer Concrete, ACI Materıals Journal Technical Paper, pp:467-472.
International Energy Agency (IEA), 2017. https://www.iea.org/publications/free publications /publication /Cement.pdf
Karabacak A, Topak R, 2007. Ereğli Yöresi Süt Sığırı Barınaklarının Yapısal Durumu ve Sorunları, Selçuk Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi 21 (42): 55-58.
Karaman S, 2005. Tokat Yöresinde Hayvan Barınaklarından Kaynaklanan Çevre Kirliliği ve Çözüm Olanakları,GOÜ. Ziraat Fakültesi Dergisi, 22 (2): 57-65.
Masi G, Rickard W, Vickers L, Bignozzi MC, Riessen A. 2014. A Comparison Between Different Foaming Methods for Synthesis of Light Weight Geopolymers, Ceramics International, 40: 13891-13902.
Mingyu H, Xiaomin Z, Fumei L. 2009. Alkali-Activated Fly Ash-Based Geopolymers with Zeolite or Bentonite As Additives, Cement and Concrete Research, 31:762-768.
Nimwinya E, Arjhan W, Horpibulsuk S, Phoo-ngenkham T, Poowancum A. 2016. A Sustainable Calcined Water Treatment Sludge and Rize Husk Ash Geoplymer. Journal of Cleaner Production. 119: 128-134.
Okuroğlu M, Delibaş, L. 1986, Hayvan Barınaklarında Uygun Çevre Koşulları. Hayvancılık Sempozyumu, 5-8 Mayıs, Tokat, s. 43-53.
Pacheco-Torgal F, Abdollahnejad Z, Miraldo S, Baklouti S, Ding Y. 2012. An Overview on Potential of Geopolymers for Concrete Infrastructure Rehabilitation. Construction and Buildings Materials, 36:1053-1058.
Rashad AM. 2013. A Comprehensive Overview About the İnfluence of Different Additive on The Properties AlkaliActivated Slag – A Guide For Civil Engineering, Construction and Building Materials, 47: 29-55.
Rashidian-Dezfouli H, Rangaraju PR. 2017. A Comparative Study on the Durability of Geopolymers Produced with Ground Glass Fiber, Fly Ash, And Glass-Powder in Sodium Sulfate Solution, Construction and Building Materials, Vol. 153, pp: 996-1009, ISSN 0950-0618,
Soyer G. 2014. Aydın İli Süt Sığırcılığı İşletmelerinde Gübre Yönetim Uygulamaları ve Bitkisel Üretimde Gübre Kullanım Olanaklarının Geliştirilmesi (Yüksek Lisans Tesi), Adnan Menderes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Aydın.
Usta S. 2011. Serbest Duraklı Süt Sığırcılığı İşletmelerinde Mimari Yerleşim Planı Oluşturma İlkeleri ve Üreticiler İçin Öneri Mahiyetinde Tip Yerleşim Planlarının Geliştirilmesi. SDU Teknik Bilimler dergisi, 1(2): 29-42.
Wells T, Melchers RE. 2014. An Observation-Based Model for Corrosion of Concrete Sewers Under Aggressive Conditions. Cement and Concrete Research 61–62:1–10.
Yıldızay H, Gören R, Yanık G. 2014. Alunit Mineralinin Jeopolimer Başlangıç Malzemesi Olarak Kullanımı, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi (AKÜ FEMÜBİD). 14: 219-224.
Zhou W, Yan C, Duan P, Liu Y, Zhang Z, Qju X., Li D. 2016. A Comperative Study of High and Low Al2O3 Fly Ash Based Geopolimers: The Role Of Mix Proportion Factors and Curing Temparatures. In Materials & Design, Volume 95, 2016, Pages 63-74, ISSN 0264-1275.