Effect of Calcination Temperature of Metakaolin on the Properties of Geopolymer Mortar

Abstract

In this study, the kaolin clay was transformed into metakaolin at different temperatures and then metakaolin based geopolymer mortar samples were produced. According to the findings, the changes in sample properties because of metakaolin material calcined at different temperatures were investigated. 9M NaOH solution and sodium silicate solution were used as alkali activator in preparation of metakaolin based geopolymer mortars. The mortars are shaped by vibration method in 40 mm x 40 mm x 160 mm metal moulds. Then, the samples were placed in the oven for the thermal curing process and the samples were cured at 90 °C for 24 hours. As a result, the maximum compressive strength value in all sample groups was obtained as 59.7 MPa in the metakaolin-based geopolymer mortar obtained by calcined at 700 oC, while the lowest compressive strength value was obtained in the metakaolinbased geopolymer mortar obtained at 27.8 MPa and 900 oC. However, the effect of the calcination temperature of metakaolin on the compressive strength values is not clear, and at relatively higher calcination temperatures, the compressive strength values are markedly reduced due to the deterioration of the amorphous structure of the metakaolin material.

Özet

Yapılan bu çalışmada kaolin kili farklı sıcaklıklarda metakaoline dönüştürülmüş ve ardından bumalzemeler kullanılarak metakaolin esaslı geopolimer harç örnekleri üretilmiştir. Elde edilen bulgularagöre farklı sıcaklıklarda kalsine edilen metakaolin malzemesinin örnek özelliklerinde gösterdiğideğişimler incelenmiştir. Metakaolin esaslı geopolimer harçların hazırlanmasında alkali aktifleştiriciolarak 9M konsantrasyonlu NaOH çözeltisi ve sodyum silikat solüsyonu kullanılmıştır. Harçlar, 40 mm x40 mm x 160 mm metal kalıplarda vibrasyon yöntemiyle şekillendirilmiştir. Ardından numuneler termalkür prosesinin gerçekleştirilmesi için laboratuvar tipi etüve yerleştirilmiş ve 24 saat süre ile 90 oC’de küredilmiştir. Sonuç olarak, tüm örnek grupları içerisinde en yüksek basınç dayanım değeri 700 oC’dekalsine edilen metakaolin esaslı geopolimer harçlarda 59.7 MPa olarak elde edilirken, en düşük basınçdayanım değeri 27.8 MPa ile 900 oC’de elde edilen metakaolin esaslı geopolimer harçlarda eldeedilmiştir. Bununla birlikte metakaolin kalsinasyon sıcaklığının basınç dayanım değerleri üzerindeetkisinin net olmadığı ve nispeten daha yüksek kalsinasyon sıcaklıklarında, metakaolin malzemesininamorf yapısının bozulması nedeniyle basınç dayanım değerlerinin belirgin bir şekilde azaldığıbelirlenmiştir.