Development and Properties of Pumice Based Geopolymer Incorporated Nanosilica With Sodium and Pottasium Base Activators at Various Rest Period

Abstract

Geopolimerler, betonda Portland çimentosunun yerini alma potansiyeline sahip doğa dostu bir malzemedir. Doğal mineralden üretilen geopolimerik bağlayıcı kullanmanın temel faydaları, portland çimentosuna göre daha az kalsiyum bazlı hammadde, daha düşük üretim sıcaklığı ve daha düşük yakıt kullanımı ile çevresel etkinin azaltılmasıdır.Bu çalışmada geopolimer jelin temel bileşenleri olarak pomza, belirli oranlarda (%0, 0.5, 1, 1.5) nanosilika ve alkali aktivatör olarak da /MOH (M= K+ veya Na+) kullanılmıştır. Araştırmanın ilk aşamasında, alkali aktivatör türlerinin (KOH ve NaOH) konsantrasyonu (M10, M12 ve M 14) ve alkali oranının (0.45,0.5 ve 0.55) nanosilika eklenmeden aktive edilmiş pomzanın penetrasyon ve mukavemet özellikleri üzerindeki etkilerini belirlemek amaçlanmıştır Sonuçlar, her iki alkali tipi için de kabul edilebilir bir penetrasyon ve optimum mukavemet değerinin M12 ve 0.5 alkali-bağlayıcı oranı ile elde edildiğini göstermekiştir.İkinci aşamada ise farklı dinlenme sürelerinin, her iki alkali tip için nanosilika yüzdelerinin pomza bazlı geopolimerin mukavemet gelişimi, fiziksel ve dayanıklılık özelliklerine etkileri araştırılmıştır. Optimum Alkali-bağlayıcı oranı 0.5 ve konsantrasyon M12 olan her iki alkali tipi için farklı nanosilika yüzdesi 0.5, 1 ve 1.5 ve dinlenme süresi 0, 1 ve 2 günlük geopolimer örnekleri ikinci aşamada sabit alınmıştır. Geopolimerin basınç dayanımı 7 ve 28 günlük yaşlarda test edilmiştir. Sonuçlar, her iki alkali tipi için de % 1 nanosilika ile iki günlük dinlenme süresinde optimum mukavemetin elde edilebileceğini göstermiştir. Farklı nanosilika yüzdeleri eklentisi, çeşitli dinlenme dönemlerinde kontrol numunesine kıyasla özellikle mukavemet iyileştirmiştir.Geopolymers are the new procreation green material that has a great potential of replacing the Portland cement in concrete. The main benefit of using geopolymeric cement produced from natural mineral is the reduction of environmental impact by using less calcium-based raw material, lower production temperature and lower fuel usage compared to OPC. In this research, Pumice with and without nanosilica and alkaline activator/MOH (M= K+ or Na+) were used as the basic constituents of the geopolymer paste. The objectives of phase 1 in this study are to identify the impacts of alkaline activator types (KOH and NaOH), concentration (M10, M12 and M 14) and Alkali ratio (0.45,0.5 and 0.55) on the penetration and strength properties of activated Pumice without nanosilica . Results reveal that an acceptable penetration and optimum strength for both alkali types were obtained with M12 and 0.5 alkalies to binder ratio. The influences of different rest periods, percentages of nanosilica for both alkali types on the strength development, physical and durability characteristics of pumice-based geopolymer. The geopolymer paste specimens with different nano silica percentage (0.5, 1 and 1.5 ) and rest period ( 0, 1 and 2) day for both alkali types with optimum Alkali to binder ratio 0.5 and concentration M12 were constants at phase 2. The compressive strength of geopolymer pastes was tested at ages 7 and 28 days. Physical and durability properties were conducted at age 28 days. Results showed that optimum strength could be obtained at two days rest period with 1% NS for both alkali types. Incorporating different nanosilica percentage improve especially strength property compared with control specimen at various rest period.