Büyük Boşluklarından Arındırılmış Çimento Polimer Kompozitlerinin Su Etkisi Altındaki Davranışlarının İncelenmesi

Abstract

Literatürde Macro-defect-free (MDF) cement olarak belirtilen, çimento-polimer kompoziti veya MDF çimento olarak adlandırabileceğimiz malzeme çok yüksek eğilme dayanımlarına sahip olmasıyla bilinir. Bu kompozitler; çimentoya az miktarda polimer ve su eklenmesi ve geleneksel çimento hamuru üretiminden farklı olarak kauçuk üretiminde de kullanılan, iki çelik merdanenin (kalender) arasından farklı hızlarda defalarca geçirilmesi suretiyle üretilir. Üretimin en önemli aşaması olan bu bölümde malzeme yüksek kesme kuvvetlerine maruz kalmaktadır ve bu sayede malzemenin yapısındaki büyük boşluklar yok edilmektedir. Daha sonra kompozitin ortalama basınç ve sıcaklık altında kür edilmesi de yine bu boşlukların yok edilmesinde büyük rol oynamaktadır. Polimerlerin basınç altında boşlukları doldurduğu düşünülmektedir. Diğer taraftan, bu kompozitler su ile temas etmeleri halinde çok ciddi dayanıklılık problemleri göstermektedirler. Bu çalışmada, ilk once çimento-polimer kompozitlerinin üretim yöntemi optimize edilmiş ve çeşitli parametrelerin bu malzemelerin suya karşı hassasiyetlerine nasıl bir etki yaptığı incelenmiştir. Daha sonra, hidroliz dereceleri % 79.4 ve % 99.1 arasında değişen 7 farklı tipte polivinil alkol-asetat (PVA) kopolimeri ve Al2O3 içeriği % 42 ile % 79 arasında değişen 4 farklı tipte alüminli çimento kullanılarak MDF çimentolar üretilmiş ve PVA kopolimerlerinin hidroliz dereceleri ve alüminli çimentoların Al2O3 muhtevalarındaki değişimin kompozitin daynımı ve suya karşı dayanıklılığına etkisi incelenmiştir. Bu çalışmalar sonucunda MDF çimento üretimi için en uygun PVA kopolimeri ve alüminli çimento tespit edilmiştir. Son olarak MDF çimentolar epoxy resin, nanosilica ve vinilik adhesive eklenerek üretilmiş ve bunların suya karşı hassasiyetleri incelenmiştir.

Macro defect free (MDF) cements are cement-polymer composites and they are known with their unusually high flexural strengths. These composite materials are produced by adding small amount of polymer and water into the cement and processed in a different method inspired by rubber production. Composite is passed between two roller mills repeatedly in different speeds. High shear forces eliminate the macro voids in the material during this step which is the most important part of the production. Subsequently, composite is cured under moderate temperature and pressure which also plays an important role for decreasing the voids. It is believed that polymer fills the voids under pressure at this step. On the other hand, this composite has serious durability problems in water storage. In this study, production method of macro defect free cements was optimized and effects of different parameters to the mositure sensitivity were investigated. MDF cements were produced with 7 different types of polyvinyl alcohol-acetate (PVAc) copolymers (hydrolysis degrees were changing between 79.4 and 99.1%) and 4 different types of alumina cements (Al2O3 contents were changing between 42 and 79%) and effects of hydrolysis degrees of PVAc and Al2O3 contents of alumina cements on the moisture sensitivity were investigated. The most suitable PVAc and alumina cements for the production of MDF cements were determined after these studies. Finally, MDF cements were produced with the addition of an epoxy resin, nanosilica and a vinylic adhesive and their effect on water sensitivity was studied.