Pomza Agregası Yerine Aktif Karbon Kullanımının Geopolimer Köpük Beton Kompozitlerinin Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Üzerindeki Etkilerinin İncelenmesi

KARA H. O., TÜRKYILMAZ A., BAYRAKTAR O. Y., Kaplan G.

Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, cilt.28, sa.83, ss.212-224, 2026 (TRDizin)

Özet

Bu çalışma, geopolimer köpük beton üretiminde pomza agregasının belirli oranlarda aktif karbon ile ikame edilerek fiziksel ve mekanik özellikler üzerindeki etkisini incelemektedir. Çalışma kapsamında, aktif karbon %5, %10, %15 ve %20 oranlarında pomzanın yerine kullanılmış ve bu değişimin taze harç reolojisi, mekanik dayanım, su emme kapasitesi, porozite ve yüksek sıcaklık dayanımı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Sonuçlar, aktif karbon içeriğinin artmasıyla taze harcın yayılma çapının %25,6 oranında azalarak 168 mm’den 125 mm’ye düştüğünü ve yaş birim hacim ağırlığının %8,6 oranında azalarak 1535 kg/m³’ten 1402 kg/m³’e kadar azaldığını göstermiştir. 28 günlük basınç dayanımları 2,205 MPa ile 1,205 MPa arasında değişmekte olup, aktif karbon içeriği arttıkça basınç dayanımı düşmüştür. Bununla birlikte, aktif karbon içeriği arttıkça 7 ve 28 günlük basınç dayanımı arasındaki yüzdesel artış oranı %15’ten %38’e yükselmiştir. Yüksek sıcaklık testleri (200°C) sonucunda, tüm numunelerde dayanım kaybı gözlenmiş olup, AC0 karışımında bu azalma %5 iken, AC20 karışımında %20’ye ulaşmıştır. Ayrıca, gözeneklilik %53, su emme kapasitesi %65 ve kapiler su geçirim hızı %38 oranında artış göstermiştir. SEM görüntüleri, aktif karbon içeren numunelerin bağ fazında mikro çatlak oluşumunun arttığını ve daha gözenekli bir yapı oluşturduğunu ortaya koymuştur. Elde edilen bulgular, aktif karbon ikamesinin mekanik özellikler üzerindeki olumsuz etkilerine karşın, düşük yoğunluk ve yüksek su emme kapasitesi gerektiren mühendislik uygulamalarında avantaj sağlayabileceğini göstermektedir.
This study investigates the effects of partially replacing pumice aggregate with activated carbon in geopolymer foam concrete (GFC) production on its physical and mechanical properties. Within the scope of the study, activated carbon was used as a replacement for pumice at varying ratios of 5%, 10%, 15%, and 20%, and its impact on fresh mortar rheology, mechanical strength, water absorption capacity, porosity, and high-temperature resistance was evaluated. The results indicate that as the activated carbon content increased, the flow diameter of the fresh mortar decreased by 25.6%, from 168 mm to 125 mm, while the fresh unit weight decreased by 8.6%, from 1535 kg/m³ to 1402 kg/m³. The 28-day compressive strength values ranged between 2.205 MPa and 1.205 MPa, showing a reduction with increasing activated carbon content. However, the percentage increase in compressive strength from 7 to 28 days rose from 15% to 38% as the activated carbon content increased. High-temperature tests conducted at 200°C revealed a reduction in compressive strength across all mixtures, with AC0 exhibiting a strength loss of 5%, while AC20 reached a loss of 20%. Additionally, porosity increased by 53%, water absorption capacity by 65%, and capillary water permeability by 38%. SEM images demonstrated that the presence of activated carbon led to an increase in microcrack formation within the binding phase and resulted in increased porosity in the matrix. These findings suggest that while substituting activated carbon adversely affects mechanical strength, it may offer advantages in engineering applications requiring low density and high water absorption capacity.