Sepiyolitle Yapılan Çalışmalar

T. Kavas ve diğ. yaptıkları çalışmada, Portland çimentosu klinkeri ve %5 oranında alçı taşı katılan karışıma sırasıyla %3, %5, %10, %15, %20 ve %30 oranlarında sepiyolit katılmış ve çimentonun özellikleri iyileştirmeye çalışılmıştır. Üretilen karışımlara genleşme deneyleri, blaine testleri, elek analizleri, priz başlangıcı ve priz sonu, eğilme dayanımı ve basınç dayanımı gibi fiziksel ve mekanik testler ile kimyasal testler yapılarak çimentoya ilave edilen sepiyolitin hangi oranlarında bu özellikleri geliştirdiği tespit edilmiştir. Yapılan deneyler sonucunda betona %10 sepiyolit ilavesinin klinker miktarındaki azalmaya rağmen çimentonun basınç ve eğilme dayanımını iyileştirdiği, ayrıca çimentonun diğer özelliklerinde de herhangi bir olumsuzluğa neden olmadığı tespit edilmiştir [40]. Yaptıkları diğer bir çalışmada ise sepiyolit takviyeli çimento kompozitlerinin yapısal özellikleri ve en uygun karışım oranları araştırılmıştır. %10 sepiolit (doğal kil minerali) elyaf ilavesi harçın mekanik ve fiziksel özelliklerini arttırdığı gözlemlenmiştir. Sıradan Portland çimento karışımı ile karşılaştırıldığında, sırasıyla 2, 7 ve 28 günlük basınç dayanımı %3,5, %6,2 ve %7,7, eğilme dayanımı %12,7, %5,7 ve %6,3 olarak elde edilmiştir. Taramalı elektron mikroskopu resimlerine dayanarak bu iyileşmenin sepiyolit elyaflar ile çimento matrisi arasında bir ağ yapısının oluşmasıyla sağlandığı görülmüştür [41]. Fuente, E ve diğ. oluklu çatı örtüsünün sepiyolit katkılı lifli betondan üretilebileceğini ortaya koymuştur [42], [43]. Andrejkovičová S. ve diğ. yağlı kireç ile %10, %20 ve %30 metakaolin ikameli harçlara çimentonun ağırlıkça %5’i oranında ince sepiyolit ekleyerek düşük nemli ortamlarda tamir harcı olarak kullanılıp kullanılamayacağını araştırmış ve %20 metakaolin ve %5 sepiyolit ikameli yağlı kireç harcının 180 gün sonra sepiyolit ikamesiz karışıma göre daha yüksek basınç ve eğilme dayanımlarına sahip olduğunu göstermiştir [44].

Martínez-Ramírez, S. ve diğ. sepiyolit katkılı kireç harcının karbonatlaşma süreci ve özellikleri üzerine araştırma yapmış ve %5’ten daha az sepiyolit ikameli harcın mekanik özellikleri üzerine etkisinin olmaması ve su emme özelliğinin olması nedeniyle kireç harçlarında karbonatlaşma sürecini yavaşlattığını ortaya koymuştur [45].

RocíoJarabo ve diğ. çimento harçlarının işlenebilirliği üzerine yaptıkları araştırmada sepiyolitin Anyonik Poliakrilamidlerin (A-PAM) indüklediği farklı lif takviyeli çimento

harçlarının flokülasyonu üzerine etkilerini incelemiştir. Flokülasyon ve flok özellikleri, Odaklı Işın Gerilimi Ölçümü (FBRM) probu kullanılarak gerçek zamanlı olarak bağ boyut dağılımının izlenmesi ile incelendi. Sonuçlar, sepiolitin lifli çimento süspansiyonlarında flok boyutunu ve stabilitesini arttırdığını göstermektedir. Sepiyolit, A-PAM adsorpsiyonu için lif ve kil ile rekabet etmiş ve A-PAM ile olan bu etkileşimi mineral partiküllerin flokülasyonunu geliştirmiştir [46].

Sepiyolit ikameli çimento harçlarının mekanik ve fiziksel özelliklerini üzerine yapılan çalışmada CEM I 42,5 R çimentosu yerine ağırlıkça %0, %10, %20 ve %30 oranlarında Eskişehir yöresine ait sepiyolitin ikame edilerek yeni katkılı harçlar elde edilmiştir. Üretilen sepiyolit katkılı harç numunelerin 7, 28 ve 56 günlerdeki fiziksel ve mekanik özelikleri araştırılmıştır. Sonuç olarak sepiyolit katkı oranının çimento miktarının %10’unu aşmaması önerilmiştir. Daha yüksek oranlarda kullanımların sadece taşıyıcı olmayan bölme duvarlar gibi uygulamalarda ve tesviye betonlarında önerilmiştir [47]. Duvar elemanı olarak kullanılan gaz betonun yaygınlaşmasıyla bu yapı malzemesi üzerine yapılan araştırmalar da hız kazanmıştır. Bu amaçla, M. Savaş ve diğ. gazbeton üretiminde hammadde olarak kullanılan kuvarsit yerine sepiyolit ikamesinin gaz betonunun basınç ve ısıl özelliklerine etkisini araştırmışlardır. Çalışmada, duvar elamanı olarak kullanılan G2/04 sınıfı gaz beton üretimi esas alınmıştır. Hammadde olarak kullanılan kuvarsit yerine Eskişehir Sivrihisar maden sahasından alınan sepiyolitin %5, %10, %15, %20 ve %25 oranlarında ikame edilmesiyle gaz beton numuneleri üretilmiştir. Numueler 60ºC sıcaklıkta 4 saat süre ile kür işlemine tabi tutulduktan sonra 180 ºC’de 11 bar basınçta 6,5 saat boyunca otoklavda küre tabi tutulmuştur. Üretilen numunelerin ısıl iletkenlik özellikleri ve basınç dayanımları belirlenmiştir. Sonuç olarak sepiyolit oranının arttırılması ile numunelerin basınç dayanımınlarında azalmaya neden olurken ısıl iletimde iyileşme görülmüştür [48].

Puzolanlar, bağlayıcılık özelliği olmayan ya da bağlayıcılık değeri az olan fakat ince sulu ortamda kalsiyum hidroksitle bir araya gelerek hidrolik bağlayıcılık özelliği kazanan alüminalı ve silikalı malzemelerdir. Sepiyolitin puzolanik aktivitesi üzerine de çalışmalar yapılmıştır. Bir çalışmada standart sepiyolit numuneleri, 370, 570 ve 830°C'de kalsine işlemine tabi tutulmuş, ham ve kalsine sepiolit-çimento harçlarının teknolojik özellikleri 2, 7, 28 ve 91 gün boyunca 40°C'de reaksiyon sonrasında reoloji ve basınç dayanım testleri ile incelenmiştir. Sonuçlar olarak, sepiyolitin puzolanik bir madde olarak oldukça inaktif olduğunu ve su ihtiyacının yüksek olduğunu ortaya

konulmuştur. 370°C’den 570°C'ye kadar kalsinasyon önemli ölçüde yükselmemektedir. En etkili kalsinasyon sıcaklığı 830°C'dir, bu da harcının basınç dayanımını, referans Sıradan Portland Çimento (OPC) harcının basınç dayanımını %84 oranında yükseltmektedir [49].

Song Pu ve diğ. yaptığı bir çalışmada, kütlece %0-20 (%5 artış) sepiyolit karıştırılan sodyum silikat ve sodyum hidroksit çözeltileri ile aktive edilen uçucu kül-metakaolin jeopolimerinin basınç dayanımı, eğilme mukavemeti ve mikro yapısı araştırılmıştır. %10 sepiolit eklenerek yapılan karışımlarda 7 günlük basınç dayanımında artış gözlenirken sepiolit ilavesinin artmasıyla dayanımda azalma meydana gelmiştir. Benzer şekilde, %10'a kadar sepiolit ilavesi, kürlenmeden bağımsız olarak eğilme dayanımında iyileşme göstermiştir. %10 sepiolit ihtiva eden numunelere kıyasla, %20 sepiolit ihtiva eden numunede bazı çatlaklar gözlemlenmiştir [50].

Hava sürüklemenin sertleşmiş harçların gözenek ağındaki etkilerini belirleyebilmek için yapılan çalışmada hava sürüklenmiş çimento pastasının reolojik özellikleri incelenmiş, alüminyum tozu ile köpürtülen çimento pastaları üzerine yapılan araştırma yapılmıştır. Sonuç olarak sıradan Portland çimentosundaki Silisli Uçucu Küllerin (SFA) Metakaolin (MK) ve/veya SP ile birleşmesiyle en büyük genleşme hızı artışına neden olduğu görülmüştür [51].

Sepiyolitin çimento harç karışımları üzerine yapılan çalışmaların yanı sıra polimer bağlayıcılar ile nasıl bir davranış sergilediği merak konusu olmuş ve yapılan bir çalışmada polimer, polivinil-alkol ve poliüretan ilavesinin sepiyolitin reolojik özellikleri üzerine etkisi araştırılmıştır. Sonuçlar, polimer moleküllerinin sepiyolit parçacıklarının yüzeyine bağlandığını ve akış özelliklerini belirli konsantrasyonlarda kararlı hale getirdiğini göstermiştir. Ayrıca, PU polimerinin sepiyolit yüzeyini PVA’ya oranla daha hızlı kapladığı ancak PVA kaplamasının daha pürüzsüz olduğu tespit edilmiştir [52].