Mikroyapı Analizleri

Geopolimer betonun mikroyapısını incelemek ve bileşenlerin dağılımını belirlemek için çeşitli mikroyapı analizleri yapılmıştır. Bu analizler, SEM, EDX ve XRD tekniklerini içermektedir.

Yüksek sıcaklık testine tabi tutulan numunelerin Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-ray (EDX) analizleri için 150x150x750 mm boyutlarında üretilmiş ve eğilme deneyine tabi tutulmuş numunelerin kesilmesi ile elde edilen 150x150x150 mm boyutlarındaki küp numunelerin ayrılma yüzeyine yakın yerden alınan numuneler kullanılmıştır. Yüksek sıcaklığa maruz kalan geopolimer betonun mikro yapıları, bir Zeiss/Gemini 500 taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Çalışmada SEM testinden önce, üretilen geopolimer beton numuneler, 90 oC de 24 saat kürleme işlemine tabi tutulmuştur. Sırasıyla, 400 oC, 600 oC ve 800 oC’lik sıcaklıklara maruz bırakılan numunelerin kimyasal bileşenlerini ortaya koymak içinse EDX analizleri yapılmıştır.

Prizma üretiminde kullanılan karışımlar, alkali aktivatörler olarak farklı miktarlarda sodyum hidroksit ve sodyum silikata dayanmaktadır. Ayrıca, geopolimer beton (GPC) karışımları, uçucu kül ve alkali aktivatörlerin farklı oranlarına göre tasarlanmıştır. Sodyum silikat/sodyum hidroksit (Na2SiO3/NaOH) oranı, alkali aktivatör oranı olarak adlandırılır ve sırasıyla 1.5 ve 3.5 olarak değiştirilmiştir. Sıvı alkali aktivatör/uçucu kül oranı ise 0.5 ve 0.7 olarak kullanılmıştır. Tüm karışım kompozisyonlarında agrega ve uçucu kül ağırlıkları sabit tutulmuştur Geopolimerizasyon sırasında silika ve alüminanın parçalanması, alüminosilikat jel oluşumuna yol açar ve bu durum, sertleşme aşamasında geopolimerin stabilitesi için kritik öneme sahiptir. Bu jel, geopolimerin üstün basınç dayanımı kazanmasını sağlar. Bu nedenle, silika ve alüminanın çözünmesini etkileyecek oranlar, çalışmanın değişkenleri olarak seçilmiştir. 

Basınç dayanımı testlerinden sonra kırılmış küp numuneler, geopolimerizasyonu durdurmak amacıyla asetona daldırılmıştır. Ardından, numuneler vakum altında desikatörde kurutulmuştur. Numuneler, 75 mikron elekten geçirilmeden önce bir öğütücü kullanılarak toz haline getirilmiştir. X-ışını difraksiyonu (XRD) incelemesi, 75 mikron elek üzerinde kalan toz üzerinde uygulanmıştır. XRD, çeşitli bileşiklerdeki kristal fazları tespit etmek ve bu fazları nicel olarak analiz etmek için kullanılır. XRD için kullanılan cihaz PANalytical EMPYREAN idi. Numuneler, 2θ = 5°–65° aralığında dakikada 1° (2θ) hızında adım taraması ile tarandı. Isıya maruz kalmadan önce ve sonra, yaklaşık 2.5–5 mm boyutlarında GPC numuneleri elde edildi, kesildi, verniklendi ve SEM ve EDX analizi öncesinde etanol ile 60°C'de desikatörde 24 saat kurutuldu. Yüksek sıcaklığa maruz kalmış ve maruz kalmamış geopolimer beton numunelerinin morfolojisini ve mikroskobik özelliklerini tespit etmek için Zeiss/Gemini SEM 500 kullanıldı. Numunelerin kimyasal bileşimini belirlemek için EDX, EDAX yazılımı kullanılmıştır.