Investigation of Mechanical and Physical Properties and Resistance to High Temperature of Alkali Activated EPS Substituted Mortars

Alkali ile Aktive Edilmiş EPS İkameli Harçların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri ile Yüksek Sıcaklığa Karşı Dirençlerinin Araştırılması

Abstract

In this study, lightweight alkali-activated slag mortar samples were produced by substituting EPS (expanded polystyrene) and river sand. EPS granules were included in the mixture by replacing them with river sand at 20%, 40%, 60%, 80%, 100% by volume. Sodium silicate was used as the activator in the study and the produced samples were cured in air for 28 days. After the curing period, the unit weight, ultrasonic pulse velocity, heat permeability properties, flexural and compressive strengths of the alkali-activated slag mortars were determined. In addition, resistance to high temperature and microstructure properties of the samples exposed to temperatures of 300⁰C, 600⁰C ve 900⁰C after 28 days of curing were investigated. According to the results, with EPS substitution, it was observed that the unit weight, ultrasonic pulse velocity, flexural and compressive strengths values of the samples decreased, while the insulation performance increased. As the number of EPS substituted with river sand increased, the losses in flexural and compressive strength of the samples increased. In addition, as the EPS replacement ratio increased, there were serious losses in compressive strength, especially after 600⁰C and 900⁰C temperatures. Parallel to these results, the internal structures of the samples exposed to the effect of high temperature turned into a more porous and cracked microstructure.

Özet

Bu çalışmada alkali ile aktive edilmiş cüruflu harçlarda ırmak kumu ile EPS (Genleştirilmiş polistiren) ikame edilerek hafif harç numuneleri üretilmiştir. EPS granülleri ırmak kumu ile hacimce yüzde 20-40-60-80-100 oranlarında yer değiştirilerek karışıma dâhil edilmiştir. Çalışmada aktivatör olarak sodyum silikat kullanılmış ve üretilen numuneler 28 gün havada kür edilmiştir. Kür süresini dolduran alkali ile aktive edilmiş cüruflu harçların birim ağırlık, ultrasonik atımlı dalga hızı, ısı geçirimlilik özellikleri ile eğilme ve basınç dayanımları belirlenmiştir. Ayrıca 28 gün kür süresi sonrası 300⁰C, 600⁰C ve 900⁰C sıcaklıklara maruz bırakılan numunelerin yüksek sıcaklığa karşı dirençleri ve içyapı özellikleri araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre EPS ikamesi ile numunelerin birim ağırlık, ultrasonik atımlı dalga hızı değerleri ile eğilme ve basınç dayanım değerleri düşerken, yalıtım performansının ise arttığı görülmüştür. Irmak kumu ile ikame edilen EPS miktarı arttıkça numunelerin eğilme ve basınç dayanımlarında meydana gelen kayıplar artmıştır. Ayrıca EPS ikame oranı arttıkça özellikle 600⁰C ve 900⁰C sıcaklık sonrasında basınç dayanımlarında ciddi oranda kayıplar yaşanmıştır. Buna paralel olarak yüksek sıcaklık etkisine maruz kalan numunelerin içyapıları daha boşluklu ve çatlaklı bir yapıya dönüşmüştür.