Atık Tuğla Tozunun Geopolimer Olarak Zemin İyileştirmesinde Kullanılmasının İncelenmesi

Creative Commons License

Kut Ü., Ural N., Görgün B.

13. Uluslararası Hasankeyf Bilimsel Araştırmalar ve İnovasyon Kongresi, Batman, Türkiye, 28 - 29 Temmuz 2026, ss.189-199, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Batman
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.189-199
  • Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
  • Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

ÖZET

İnşaat mühendisliğinde yapıların güvenli bir zemin ortamında inşa edilmesi oldukça önemlidir. Ancak, birçok inşaat projesinde, doğal olarak yüksek mukavemet ve dayanıklılığa sahip bir zemin bulmak oldukça zordur ve bu yüzden bu tür zeminlerin iyileştirilmesi gerekmektedir. Zeminlerin özelliklerinin iyileştirilmesinde çimento yaygın bir şekilde kullanılmaktadır fakat birçok çalışma çimento üretiminde yüksek miktarda CO2 gazının ortaya çıktığını ve bu gazın küresel ısınmaya sebep olduğunu göstermektedir. Bu sebeple son yıllarda, çimentonun yerine maliyeti düşük, yüksek dayanım sağlayan, üretiminde daha az enerji harcanan ve daha az CO2 gazı ortaya çıkaran geopolimerlerin ikame edilebilirliği önem kazanmıştır. Bu çalışmada, sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum silikat (Na2SiO3) ile aktive edilmiş atık tuğla tozu (ATT) katkılı geopolimerin Portland çimentosuna (PÇ) alternatif bir malzeme olarak zeminlerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, kür süresinin ve sıcaklığının geopolimer ile iyileştirilmiş zeminlerin serbest basınç dayanımı (SBD) üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda, çalışmada siltli kum (SM) zemin kullanılmıştır ve geopolimerin molaritesi (M) 10, katkı yüzdesi ağırlıkça %15 ve Na2SiO3 (sıvı)/NaOH(katı) oranı 2 alınmıştır. Siltli kuma ağırlıkça %15 oranında ATT katkılı geopolimer malzeme ikame edilerek deney numuneleri hazırlanmıştır ve bu numuneler 7 ve 28 günlük kür süresi, 25 ve 60 0C kür sıcaklığı koşulları altında muhafaza edildikten sonra serbest basınç deneyinde dayanımları elde edilmiştir.  Deneylerden elde edilen sonuçlardan, atık tuğla tozu tabanlı geopolimer numunelerin basınç dayanımları, ağırlıkça %15 Portland çimento katkılı numunelerin basınç dayanımlarına göre yüksek çıkmıştır. Bu durum, atık tuğla tozu tabanlı geopolimer malzemelerin zeminlerin iyileştirilmesinde çimento yerine ikame edilebileceğini göstermiştir.

Anahtar Kelimeler: Çimento, geopolimer, zemin iyileştirme, serbest basınç dayanımı 

ABSTRACT

In civil engineering, it is crucial that structures be built on safe soils. However, in many construction projects, it is quite difficult to find soil that naturally has high strength and bearing capacity and for this reason, such soils must be improved. Cement is widely used to improve the properties of soils, but many studies show that cement production generates large amounts of CO2, which causes to global warming. For this reason, in recent years, the potential to replace cement with geopolymers, which are low-cost, provide high strength, require less energy to produce, and generate less CO2, has become increasingly important. In this study, the effect of geopolymers based on waste brick powder (WBP) , activated with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na₂SiO₃), on the improvement of the mechanical properties of soils as an alternative to Portland cement (PC) was investigated. In addition, this study investigated the effect of curing time and temperature on the unconfined compressive strength (UCS) of soils treated with geopolymers. In this context, the study utilized silty sand (SM) soil and the molarity (M) of the geopolymers was set to 10, their percentage by weight 15%, and the Na₂SiO₃ (liquid)/NaOH (solid) ratio to 2. Test specimens were prepared by replacing 15% by weight of the silty sand with geopolymer materials containing WBP additives and after these specimens were cured for 7 and 28 days at temperatures of 25 and 60 °C, their strengths were determined in unconfined compression test. The results of experiments showed that the compressive strengths of geopolymer specimens based on waste brick powder were significantly higher than those of the specimens containing by weight 15% Portland cement. This has shown that geopolymer materials based on waste brick powder can be used as replacements instead of cement in soil improvement. Keywords: Cement, geopolymer, soil improvement, unconfined compressive strength