Kolemanit atıklarının çimento üretiminde kullanılması ve çimentonun performans özelliklerinin geliştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, -, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2014
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÖZLEM KORÇAK
Danışman: ATİLLA MİRATİ MURATHAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Türkiye'de bor minerallerinin zenginleştirilmesi ve bor içeren kimyasalların üretimi sırasında önemli oranda atık oluşmaktadır. Bu atıkların iyi depolanamaması ve değerlendirilememesi, içeriğindeki yüksek bor içeriğinden dolayı insan sağlığı ve çevre için ciddi bir tehdit oluştururken aynı zamanda ekonomik kayıplara neden olmaktadır. Bu çalışmada Emet Borik Asit Fabrikası üretiminden açığa çıkan nihai kolemanit atıklarının doğal alçı taşı yerine çimento üretiminde kullanılarak çimentonun özelliklerindeki değişimler incelenmiş, bu malzemenin endüstriye bir değer olarak katılması ve çevre kirliliğinin önlenmesi amaçlanmıştır. Baştaş Çimento'dan alınan CEM I (42,5R) çimentosu klinkerine %3, %5, %7 ve % 10 oranlarında kolemanit kaynaklı borik asit fabrikası atığı (KKBAFA) katkısı ilave edilerek çimento numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan numunelere TS EN 197-1 (2002) çimento standartları kapsamında analizler yapılmış doğal alçı katkılı CEM I (42,5R) çimentosu ile mukayese edilmiştir. KKBAFA' ın çimentonun; elek analizi, basınç dayanımı, kıvam suyu ihtiyacı, priz süresi, su emme, hacim genleşmesi, kuruma çekmesi, özgül ağırlık, özgül yüzey, minerolojik ve mikro yapı (XRF, XRD ve SEM) özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Yapılan deneyler sonucunda KKBAFA katkısının çimentoda priz süresinin artırdığı, basınç dayanımını azalttığı gözlenmiştir. Laboratuvar ortamında öğütülen KKBAFA katkılı numunelerin CEM I (42,5 R) çimentosuna göre daha iri tane dağılımına sahip olduğu anlaşılmıştır. Numunelerde KKBAFA miktarı arttıkça özgül ağırlığın ve özgül yüzeyin azaldığı bulunmuştur. KKBAFA katkılı çimentolarda katkı oranı arttıkça, hacim sabitliğinde önemli bir değişiklik gözlenmezken, kıvam suyu ihtiyacı ve su emme oranını az da olsa artmıştır. KKBAFA katkılı çimento harçlarında, hidratasyon ürünleri olan portlandit (CH) ve kalsiyum silikat hidrat (C-S-H), az miktarda etrenjit (CASH) ile birlikte hidrate olmamış klinker mineralleri (larnit C2S) ve kolemanit atığı içinde bulunan kuvarsa ve kalsite rastlanmıştır. Kimyasal analiz sonuçları incelendiğinde çimentoda KKBAFA katkısı arttıkça SO3 oranının da arttığı gözlenmektedir. Yüksek oranlardaki sülfatın zararlı etkisini giderebilmek için ve KKBAFA etkisiyle düşen basınç dayanımını artırmak için yüksek fırın cürufu veya uçucu kül katkısı KKBAFA katkılı çimentoya ek katkı maddesi olarak düşünülebilir. Çalışmalar sonucunda, % 5 KKBAFA' ın çimento içerisinde alçı taşına alternatif olarak priz süresini geciktirici katkı maddesi olarak değerlendirilebileceği ortaya çıkmıştır. Deney sonuçları, borik ait fabrikası kolemanit atıklarının çimento sektöründe değerlendirilebileceğini göstermiştir.