Mermer Atıklarının One-Part ve Two-Part Geopolimer Üretim Yöntemlerinde Çok Fonksiyonlu Kullanımı: Dolgu ve İnce Agrega Olarak Uygulamalar

Abstract

Bu çalışma, mermer tozunun dolgu malzemesi olarak kullanıldığı tek bileşenli ve iki bileşenli geopolimer üretim yöntemlerini karşılaştırmaktadır. Dolgu olarak kullanılan mermer tozu, inşaat malzemelerinin çevresel sürdürülebilirliğini önemli ölçüde artırabilecek ve karbon emisyonlarını azaltabilecek umut verici bir stratejidir. Çalışmada, granüle yüksek fırın cürufu (GBFS), %0 ve %30 oranlarında mermer tozu ile ikame edilerek farklı geopolimer karışımları üretilmiş ve sodyum metasilikat aktivatör olarak kullanılmıştır. Bu karışımların mekanik özellikleri, işlenebilirlikleri, hacim yoğunlukları, su emme kapasiteleri ve basınç dayanımları değerlendirilmiş; özellikle mermer tozunun dolgu malzemesi olarak oynadığı role odaklanılmıştır. Sonuçlar, mermer tozu ilavesinin geopolimer karışımlarının viskozitesini azalttığını ve tek bileşenli yöntemde artan akışkanlık sağladığını göstermektedir. Ancak, mermer tozu ilavesinin basınç dayanımını azalttığı gözlemlenmiştir. Buna karşın, daha maliyetli olan iki bileşenli yöntemle üretilen karışımlar, yüksek sıcaklıklar ve mekanik yükler karşısında daha yüksek dayanıklılık ve termal kararlılık sergileyerek malzemelere yüksek bir güven seviyesi sağlamaktadır. Tek bileşenli yöntem, artan akışkanlığı sayesinde pratik ve kolay uygulanabilir bir çözüm sunarken, iki bileşenli yöntem ise yüksek maliyetine rağmen üstün mekanik dayanım ve yüksek sıcaklıklara karşı direnç sunmaktadır. Bununla birlikte, her iki yöntem de mermer tozu kullanıldığında karbon emisyonlarının önemli ölçüde azaltılması gibi benzersiz bir avantaj sağlamaktadır. Bu bulgular, mermer tozunun sürdürülebilir inşaat malzemelerinin üretiminde kullanılabileceğini ve iki farklı üretim yönteminin kendine özgü avantajlar sunduğunu ortaya koymaktadır.

This study compares the one-part and two-part geopolymer production methods, both of which utilise marble powder as a filler material. Marble powder, when used as a filler, is a promising strategy that can significantly enhance the environmental sustainability of construction materials and reduce carbon emissions. The study produced different geopolymer mixtures by replacing ground granulated blast-furnace slag (GBFS) with marble powder at 0% and 30% levels and using sodium metasilicate as an activator. These mixtures' mechanical properties, workability, bulk density, water absorption, and compressive strength were evaluated, with a specific focus on the role of marble powder as a filler material. The results indicate that the addition of marble powder decreases the viscosity of the geopolymer mixtures, with the one-part method exhibiting increased fluidity. However, it was observed that adding marble powder reduced compressive strength. In contrast, the mixtures produced by the two-part method, while more costly, provided materials with a high degree of reliability in their resistance to elevated temperatures and mechanical loads, demonstrating higher durability and thermal stability. The one-part method, with its increased fluidity, offers a practical and easily applicable solution, while the two-part method, despite its higher cost, provides materials with superior resistance to elevated temperatures and mechanical loads. However, both methods offer the unique advantage of significantly reducing carbon emissions when marble powder is used. These findings suggest that marble powder can be used in the production of sustainable construction materials, and the two different production methods offer distinct advantages.