Geopolimer Örneklerin Cıvalı Porozimetre Analizleri

Şekil 3.35, Şekil 3.36, Şekil 3.37, Şekil 3.38, Şekil 3.39, Şekil 3,37’de geopolimer örneklerin toplam boşluk hacmi-boşluk çapı grafikleri ayrı ayrı verilerek boşluk miktar ve çapları incelenmiştir. Burada amaç önceki bölümlerde verilen basınç dayanımı, birim hacim ağırlık, ısıl iletkenlik katsayısı ölçümleri ve mikro yapı görüntülerini desteklemek olmuştur. Numune içerisindeki boşluklar birbirleri ile ilişkili olup sürekli bir sisteme sahip ise basıncın artmasıyla birlikte cıva, örneğin tüm boşluklarına dolabilir. Bunun yanında eğer boşluk sistemi sürekli bir sisteme sahip değilse böyle bir durum geopolimerik jellerin birbirleri ile bağlantılı olan sistemleri tıkayabilir. Eğer bu jeller yeterli dayanımıa sahip değil ise bu tıkanıklıklar cıvanın basıncıyla kırılacak ve cıva, örneğin içerisine doğru ilerlemeye devam edecektir.

Şekil 3.36. GPADI-1 geopolimer örneği toplam boşluk hacmi-boşluk çapı grafiği

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4

345,21815 60,3788125 32,9387625 24,15658594 17,26077813 11,3371375 6,38891875 5,020353125 2,870228906 1,99959082 1,322637109 0,834579492 0,553886182 0,348753345 0,226576514 0,151005408 0,095317346 0,062433844 0,040300833 0,026283029 0,017101517 0,012238803 0,009056484 0,007237344 0,006029863 0,005168442 0,004522474 0,004020543 0,003621006 0,003291924

Toplam Boşluk Hacmi (mL/g)

Boşluk Çapı (µm)

103

Şekil 3.36 incelendiğinde en büyük boşluk çapının 345,21 µm ve en küçük boşluk çapının ise 0,003291 µm olduğu görülür. Ayrıca en fazla toplam boşluk hacminin ise 0,3291 ml/g olduğu görülmektedir. Cıvalı porozimetre deneyinde hazırlanan numune kapalı bir kap içerisinde yerleştikten sonra hazneye cıva doldurulmuş, cıva basıncı giderek arttırılmış ve numuneye nüfuz ettirilmesi sağlanmıştır. Boşluk dağılımları numuneye nüfuz eden cıva hacmine bağlı olarak (ml/g) olarak tespit edilmiştir.

Numuneye nüfuz ettirilen cıva basıncı giderek arttırılmış ve nüfuz eden cıvanın nüfuz ettiği boşluk çapı giderek küçülmüştür. Diğer yandan nüfuz eden cıva hacmi artmış ve 0,3289 ml/g değerinden sonra sabitleşmiştir. Bu değerden sonra cıva nüfuzu durmuş ve boşluk hacmi 0,3289 ml/g olarak tespit edilmiştir.

Şekil 3.37. GPADI-3 geopolimer örneği toplam boşluk hacmi-boşluk çapı grafiği

Şekil 3.37 incelendiğinde en büyük boşluk çapı 346,093 µm iken en küçük boşluk çapının ise 0,003292 µm olduğu görülür. Numuneye nüfuz ettirilen cıva basıncı giderek arttırılmış ve nüfuz eden cıvanın nüfuz ettiği boşluk çapı giderek küçülmüştür.

Diğer yandan nüfuz eden cıva hacmi artmış ve 0,360 ml/g değerinden sonra

346,093000 60,439900 32,942700 24,156600 17,260000 11,336100 7,106560 4,449700 3,075450 1,968370 1,338860 0,833096 0,552904 0,350163 0,226869 0,151074 0,095386 0,062474 0,040308 0,026289 0,017096 0,012241 0,009057 0,007237 0,006030 0,005168 0,004522 0,004020 0,003621 0,003292

Toplam Boşluk Hacmi (mL/g)

Boşluk Çapı(µm)

104

sabitleşmiştir. Bu değerden sonra cıva nüfuzu durmuş ve boşluk hacmi 0,360 ml/g olarak tespit edilmiştir.

Şekil 3.38. GPADI-5 geopolimer örneği toplam boşluk hacmi-boşluk çapı grafiği

Şekil3.38 incelendiğinde en büyük boşluk çapı 344,958 µm iken en küçük boşluk çapının ise 0,003291 µm olduğu görülür. Numuneye nüfuz ettirilen cıva basıncı giderek arttırılmış ve nüfuz eden cıvanın nüfuz ettiği boşluk çapı giderek küçülmüştür.

Diğer yandan nüfuz eden cıva hacmi artmış ve 0,4380 ml/g değerinden sonra sabitleşmiştir. Bu değerden sonra cıva nüfuzu durmuş ve boşluk hacmi 0,4380 m/g olarak tespit edilmiştir. İlk etapta büyük boşluklara küçük basınç değerlerinde cıva girişi fazla miktarda olmuş ve bu hacim giderek azalıp sabit bir değer almıştır.

0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5

344,958875 60,37956875 32,92724063 24,16222031 17,26346563 11,33214844 6,780195313 4,474016797 3,133581445 2,099613281 1,334860938 0,819778809 0,553788184 0,350772559 0,22697019 0,150834961 0,095335052 0,062467206 0,040313278 0,026290637 0,017098991 0,012239153 0,009057975 0,007237536 0,006029839 0,005168436 0,004522224 0,004019933 0,003620979 0,003291758

Toplam Boşluk Hacmi (mL/g)

Boşluk Çapı (µm)

105

Şekil 3.39. GPADI-6 geopolimer örneği toplam boşluk hacmi-boşluk çapı grafiği

Şekil 3.39 incelendiğinde en büyük boşluk çapı 345,635 µm iken en küçük boşluk çapının ise 0,003292 µm olduğu görülür. Numuneye nüfuz ettirilen cıva basıncı giderek arttırılmış ve nüfuz eden cıvanın nüfuz ettiği boşluk çapı giderek küçülmüştür.

Diğer yandan nüfuz eden cıva hacmi artmış ve 0,8651 ml/g değerinden sonra sabitleşmiştir. Bu değerden sonra cıva nüfuzu durmuş ve boşluk hacmi 0,8651 ml/g olarak tespit edilmiştir. GPDAI-6 örneğinin toplam boşluk hacminin fazla olması ısıl iletkenlik katsayısının, birim hacim ağırlığının ve basınç dayanımının en düşük değerde olması ile açıklanabilir ve sonuçlar birbirini destekler niteliktedir. Ayrıca tüm cıvalı porozimetre deneyleri sonucu oluşan grafikler incelendiğinde GPDAI-6 grafiğinde boşluk çapı 8 µm değerinde iken çizginin bir sıçrama yaptığı görülmektedir.

Bu sıçramanın da GPDAI-6 örneğinin zayıf bir yapıda olduğunu cıva basıncının artması ile kırılma yaşandığını göstermektedir. Fakat sıçrama çok küçük bir değerde olup göz ardı edilebilecek bir niteliktedir.

0

345,635875 60,44301875 32,94262188 24,16973125 17,26380938 11,32876016 8,439041406 4,349923047 2,972286719 1,987373438 1,309769043 0,835018457 0,551981006 0,348025171 0,227147583 0,151143457 0,095359412 0,06244588 0,040299301 0,026286172 0,017097513 0,012238096 0,009056242 0,007237338 0,006030153 0,005168147 0,004522358 0,004021241 0,003621474 0,003292042

Toplam Boşluk Hacmi (mL/g)

Boşluk Çapı (µm)

106

Şekil 3.40. GPADI-7 geopolimer örneği toplam boşluk hacmi-boşluk çapı grafiği

Şekil3.40 incelendiğinde en büyük boşluk çapı 346,040 µm iken en küçük boşluk çapının ise 0,003149 µm olduğu görülmüştür. Numuneye nüfuz ettirilen cıva basıncı giderek arttırılmış ve nüfuz eden cıvanın nüfuz ettiği boşluk çapı giderek küçülmüştür.

Diğer yandan nüfuz eden cıva hacmi artmış ve 0,6822 ml/g değerinden sonra sabitleşmiştir. Bu değerden sonra cıva nüfuzu durmuş ve boşluk hacmi 0,6822 ml/g olarak tespit edilmiştir.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

346,040825 60,43435625 32,9264125 24,16792031 17,26463438 11,33342656 6,702496875 3,870986719 2,530495313 1,519429492 1,054984961 0,679394043 0,432441113 0,283637354 0,183134521 0,120777209 0,077077716 0,050310724 0,032384085 0,021085326 0,013724042 0,01104442 0,008043256 0,006578718 0,005565988 0,004823825 0,004256565 0,003811491 0,003448949 0,003149178

Toplam Boşluk Hacmi (mL/g)

Boşluk Çapı (µm)

107

Şekil 3.41. GPADI-10 geopolimer örneği toplam boşluk hacmi-boşluk çapı grafiği

Şekil 3.41 incelendiğinde en büyük boşluk çapı 346,032 µm iken en küçük boşluk çapının ise 0,003292 µm olduğu görülür. Numuneye nüfuz ettirilen cıva basıncı giderek arttırılmış ve nüfuz eden cıvanın nüfuz ettiği boşluk çapı giderek küçülmüştür.

Diğer yandan nüfuz eden cıva hacmi artmış ve 0,5151 ml/g değerinden sonra sabitleşmiştir. Bu değerden sonra cıva nüfuzu durmuş ve boşluk hacmi 0,5151 ml/g olarak tespit edilmiştir. İncelenen geopolimer örnekler ile birlikte basınç dayanımı, birim hacim ağırlığı, ısıl iletkenlik değerleri ve boşluk miktarı arasında güçlü ve birbirini destekler nitelikte bir bağlantının olduğu açıkça görülmektedir.

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6

346,032025 60,395025 32,94555938 24,15422188 17,26023438 11,32662188 8,117632031 4,675315234 3,192902344 2,08522168 1,307158398 0,834617188 0,552397559 0,349469702 0,226547949 0,151126721 0,095199414 0,062412872 0,040303406 0,026284561 0,017095848 0,012239859 0,009055853 0,007237482 0,006030023 0,005168378 0,004522474 0,004021474 0,003621217 0,003292097

Toplam Boşluk Hacmi (mL/g)

Boşluk Çapı (µm)

108

Şekil 3.42. GPADI-1-3-5-6-7-10 geopolimer örneği toplam boşluk hacmi-boşluk çapı karşılaştırması

Şekil 3.41 incelendiğinde cıvalı porozimetre deneyi sonucundaen az toplam boşluk hacmi 0,3289 ml/g ile GPADI-1 örneğinde iken en fazla toplam boşluk hacmi ise 0,86511 ml/g ile GPADI-6 örneğinde olmuştur. Geopolimer örnekler arasında en

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

0 50 100 150 200 250 300 350 400

Toplam Boşluk Hacmi (mL/g)

Boşluk Çapı (µm)

GPDAI-1 GPDAI-10 GPDAI-5 GPDAI-6 GPDAI-7 GPDAI-3

109

küçük ve en büyük boşluk çapı değerleri karşılaştırıldığında ise değerlerin birbirine yakın olduğu görülmüştür. Bu durumun ilk olarak cıva girişi için numunelere uygulanan basınçların eşit olması ile bağlantılı olabileceği düşünülmektedir. İkincisi ise agregalar arası boşluklar, ara yüzey boşlukları ve agreganın iç yapısındaki boşlukların da boşluk çapı açısından birbirine çok yakın olduğunu göstermektedir.

Cıvalı porozimetre deneyi; basınç dayanımı, ısıl iletkenlik ve birim hacim ağırlık değerleri karşılaştırması Şekil 3.43’te verilmiştir.

Şekil 3.43. Cıvalı porozimetre deneyi, basınç dayanımı, ısıl iletkenlik ve birim hacim ağırlık değerleri karşılaştırması

Şekil 3.43’teki karşılaştırma en fazla toplam boşluk hacmine sahip GPADI-6 geopolimer örneği ve en az toplam boşluk hacmine sahip GPADI-1 geopolimer örneği arasında verilmiştir. Sonuç olarak toplam boşluk hacmi arttıkça birim hacim ağırlık, basınç dayanımı ve ısıl iletkenlik katsayısının düştüğü görülmektedir. SEM görüntüleri ile karşılaştırıldığında ise GPADI-6 geopolimer örneğindeki boşluk miktarının fazlalığı GPADI-1 geopolimer örneğine göre net bir şekilde göze

Basınç Dayanımı (Mpa) Isıl İletkenlik Katsayısı (W/mK) GPDAI-1 GPDAI-6

110

çarpmaktadır. Toplam boşluk hacmi değerlendirildiğinde GPADI-6 geopolimer örneğindeki boşluk hacmi miktarı GPADI-1 geopolimer örneğinin yaklaşık 2,6 katıdır.

Birim hacim ağırlıkları değerlendirildiğinde ise GPADI-1 örneğinin birim hacim ağırlığı GPADI-6 geopolimer örneğinin yaklaşık 1,45 katıdır. Basınç dayanımları değerlendirildiğinde ise GPADI-1 geopolimer örneğinin basınç dayanımı GPADI-6 geopolimer örneğinin yaklaşık 2 katıdır. Isıl iletkenlik değerleri karşılaştırıldığında ise GPADI-1 geopolimer örneğindeki ısıl iletkenlik katsayısı GPADI-1 geopolimer örneğinin yaklaşık 4,5 katıdır. Bu sonuçlar boşluk miktarı arttıkça ısıl iletkenlik katsayısı, basınç dayanımı, birim hacim ağırlık değerinin düştüğünü göstermektedir.

111