Mineral katkı içeren kalsiyum alüminat çimento esaslı harçların mekanik, dayanıklılık, termal ve içyapı özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, kalsiyum alüminat çimentosunun ağırlıkça %10’u ile %40'ı oranında yüksek fırın cürufu ve uçucu kül ile kısmi ikame edilmesi sonucu elde edilen kalsiyum alüminat çimento esaslı harç karışımlarının mekanik, dayanıklılık, termal ve içyapı özellikleri incelenmiştir. Karışımların basınç ve eğilme dayanımları 3, 7, 28 ve 90. günlerde belirlenmiştir. Harç karışımları üzerinde sülfat ve asit direnci, yüksek sıcaklık direnci, termogravimetrik analiz (TGA), bilgisayarlı mikro tomografi (MicroCT) ve x-ışını foto elektron spektroskopisi (XPS) analizleri gerçekleştirilmiştir. Kalsiyum alüminat çimentosunun %10 yüksek fırın cürufu ve %20 uçucu kül ile ikame edilmesi sonucu üretilen harçlar üzerinde basınç dayanımı, yüksek sıcaklık direnci ve dayanıklılık deney sonuçları kontrol karışımı ile karşılaştırılmıştır. Mineral katkı ilavesi nedeniyle karışımların gözenek yapısında değişiklikler olmasına rağmen, karışımların kimyasal özelliklerinde önemli bir değişiklik gözlemlenmemiştir. Deney sonuçları, yüksek fırın cürufunun ve uçucu külün kalsiyum alüminat çimentosu yerine kısmen kullanılması ile ekolojik verimli ve uygun maliyetli bir bağlayıcı yapı malzemesi üretebileceğini göstermektedir.In this study, mechanical, durability, thermal and microstructural properties of calcium aluminate cement-based mortar mixtures incorporating 10% to 40% partial replacement by weight of blast furnace slag and fly ash were investigated. Compressive and flexural strength tests were performed at 3, 7, 28 and 90 days. Sulfate and acid resistance, high temperature resistance, thermo-gravimetric analysis (TGA), micro-tomography (MicroCT) and x-ray photo electron spectroscopy (XPS) analyses were also performed on the mortar mixtures. The compressive strength, high temperature resistance and durability test results on mortars incorporating 10% blast furnace slag and 20% fly ash partial replacement for calcium aluminate cement were comparable to that of the control mixture. Although there were changes in pore structure due to mineral admixture addition, no significant change was observed in the chemical properties of the mixtures. Results indicate that blast furnace slag and fly ash partial replacement for calcium aluminate cement can produce an eco-efficient and cost-effective binder.