Metakaolin ve Silis Kumu Kompozit Performansı Araştırıldı.

Metakaolin ve Silis Kumu ile Takviye Edilmiş Alçı Kompozitlerin Performans Analizi

Kompozit malzemeler, mühendislik ve inşaat sektörlerinde yaygın olarak kullanılan yapısal malzemelerdir. Bu malzemeler, genellikle iki veya daha fazla farklı malzemenin kombinasyonu ile üretilir ve bu kombinasyonlar sayesinde belirli uygulama gereksinimlerini karşılamak için özelleştirilebilir. Alçı esaslı kompozitler, özellikle hafifliği ve kolay işlenebilirliği nedeniyle inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, metakaolin (MK) ve bazalt elyafın (BF) alçı esaslı kompozitlerin performansı üzerindeki etkileri detaylı bir şekilde incelenmiştir. Metakaolin, alüminyum silikat bazlı bir bileşendir ve alçı kompozitlerin mekanik ve dayanıklılık özelliklerini iyileştirmek amacıyla kullanılabilir. Basalt elyaf ise yüksek dayanıklılığı ve iyi mekanik özellikleri ile bilinen bir doğal fiber malzemedir. Bu çalışmanın amacı, metakaolin ve bazalt elyafın alçı esaslı kompozitlerin malzeme özellikleri üzerindeki etkilerini belirlemektir.

2. Malzeme ve Metodoloji

2.1. Malzemeler

• Metakaolin (MK): Alüminyum silikat bazlı bir malzemedir ve özellikle pozzolanik özellikleri ile bilinir. Alçı kompozitlerine eklenerek malzemenin dayanıklılığını ve büzülme davranışını iyileştirmeyi amaçlamaktadır.
• Silis Kumu: Alçı esaslı kompozitlerde kullanılan bir dolgu malzemesidir ve malzemenin fiziksel ve mekanik özelliklerini iyileştirmek için kullanılır.
• Bazalt Elyaf (BF): Doğal bir elyaf malzemesidir ve kompozitlerin mekanik dayanımını artırmak amacıyla kullanılır. Bu çalışmada, iki farklı uzunlukta (6 mm ve 12 mm) bazalt elyaf kullanılmıştır.

2.2. Kompozit Üretim Süreci Alçı kompozitler, belirli oranlarda metakaolin, silis kumu ve bazalt elyaf eklenerek hazırlanmıştır. Testler için kullanılan örnekler, her biri farklı bazalt elyaf içeriği ve uzunluğuna sahip olacak şekilde hazırlanmıştır:

1. Kompozit Karışımı: Alçı, metakaolin ve silis kumu belirli oranlarda karıştırılmıştır. Bazalt elyaflar ise, %0.2, %0.4, %0.6 ve %0.8 ağırlıkça oranlarda kullanılmıştır. Her iki uzunluk seçeneği (6 mm ve 12 mm) de test edilmiştir.
2. Numune Hazırlığı: Karışım, uygun kalıplara dökülerek kurutulmuş ve çeşitli testler için numuneler hazırlanmıştır.
3. Kurutma ve Yaşlandırma: Numuneler hem kuru hem de suya doymuş durumlarda test edilmiştir. Suya doymuş numuneler, su içerisinde belirli bir süre bekletilmiştir.

2.3. Testler ve Analiz

Kompozitlerin mekanik performansı çeşitli testlerle değerlendirilmiştir:

• Eğilme Dayanımı Testi: Numunelerin eğilme dayanımını ölçmek için standart eğilme testleri yapılmıştır.
• Basınç Dayanımı Testi: Numunelerin basınca karşı direncini belirlemek için basınç dayanımı testleri uygulanmıştır.
• Büzülme Testi: Metakaolin eklenmiş kompozitlerin büzülme davranışı analiz edilmiştir.

3. Sonuçlar ve Tartışma

3.1. Mekanik Performans

Eğilme Dayanımı: Eğilme dayanımı testleri, bazalt elyaf içeriği ile ilgili olarak değişen sonuçlar göstermiştir. Bazalt elyaf oranı %0.6’ya kadar arttığında, eğilme dayanımında belirgin bir artış gözlemlenmiştir. Ancak, %0.8 oranında bazalt elyaf ilavesi ile eğilme dayanımı düşüş göstermiştir. Bu durum, fazla miktarda elyafın malzemenin homojenliğini bozarak, eğilme dayanımını olumsuz etkilediğini göstermektedir.

Basınç Dayanımı: Basınç dayanımı testleri benzer bir trend göstermiştir. Basalt elyaf içeriği %0.6'ya kadar artırıldığında basınç dayanımında iyileşme gözlemlenmiştir. Ancak, %0.8 oranında bazalt elyaf ilavesi ile basınç dayanımında belirgin bir azalma yaşanmıştır. Bu sonuç, bazalt elyafın miktarının mekanik performans üzerindeki etkisinin sınırlarının olduğunu göstermektedir.

Elyaf Uzunluğu Etkisi: 6 mm uzunluğundaki bazalt elyaflar, 12 mm uzunluğundaki elyaflara göre daha iyi performans sergilemiştir. Daha kısa elyaflar, kompozit matrisine daha iyi dağılmakta ve bu nedenle mekanik özelliklerde iyileşmeler sağlamaktadır. Uzun elyaflar, matris içinde düzgün bir şekilde dağılmadığında, heterojenlik oluşturabilir ve bu da mekanik performansı olumsuz etkileyebilir.

 3.2. Büzülme Davranışı Metakaolin ilavesinin, kompozitlerin büzülme davranışını iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Metakaolin, alçı kompozitlerinin büzülme oranını azaltarak, erken çatlak oluşumunu engelleyen önemli bir katkı sağlamıştır. Bu, metakaolinin alçı matrisinde pozzolanik reaksiyonlar sağlayarak, malzemenin büzülme özelliklerini iyileştirdiğini ve daha dayanıklı bir yapı oluşturduğunu göstermektedir.

3.3. Suya Doyma Etkisi Suya doymuş numuneler üzerinde yapılan testler, bazalt elyafın su emme kapasitesini etkilediğini göstermiştir. Elyaf içeriği arttıkça, kompozitlerin su emme kapasitesi artmıştır. Ancak, %0.8 oranında bazalt elyaf ilavesi, suya doymuş kompozitlerde mekanik özelliklerin daha belirgin şekilde kötüleşmesine yol açmıştır. Bu durum, yüksek elyaf içeriğinin su emme kapasitesini artırarak, kompozitlerin dayanıklılığını olumsuz etkileyebileceğini göstermektedir.

4. Sonuç ve Öneriler Bu çalışmanın bulguları, metakaolin ve bazalt elyafın alçı esaslı kompozitlerin performansı üzerindeki etkilerini kapsamlı bir şekilde ortaya koymaktadır. Bazalt elyafın %0.6’ya kadar olan konsantrasyonları, kompozitlerin mekanik özelliklerini iyileştirirken, %0.8 oranındaki ekleme ile bu özelliklerin bozulduğu görülmüştür. Ayrıca, 6 mm uzunluğundaki bazalt elyafların, 12 mm uzunluğundaki elyaflara göre daha iyi performans gösterdiği belirlenmiştir. Metakaolin ilavesi ise, kompozitlerin büzülme davranışını iyileştirerek, erken çatlak oluşumunu engellemektedir.

Öneriler:

• Elyaf Konsantrasyonu: Kompozitlerde bazalt elyafın optimum konsantrasyonunun belirlenmesi için daha fazla çalışma yapılmalıdır. Bu, malzemenin mekanik performansını en üst düzeye çıkarmak için önemlidir.
• Elyaf Uzunluğu: Daha kısa bazalt elyafların, uzun elyaflara göre daha etkili olduğu bulunmuştur. Bu nedenle, elyaf uzunluğunun kompozit performansı üzerindeki etkilerini araştıran daha kapsamlı çalışmalar yapılmalıdır.
• Metakaolin Miktarı: Metakaolin eklemesinin kompozit performansındaki etkilerini daha iyi anlamak için, farklı metakaolin oranları ile yapılan deneyler önerilmektedir.

Bu çalışma, alçı esaslı kompozitlerin mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin iyileştirilmesi için metakaolin ve bazalt elyaf kullanımı konusundaki bilgileri genişletmekte ve bu malzemelerin çeşitli inşaat uygulamalarında nasıl kullanılabileceğine dair önemli veriler sağlamaktadır.

finance,  analysis,  fy19000f, Metakaolin, silis, bazalt, elyaf, kompozit, fiber, gypsum-based, composit,