Isı yalıtımı ve yanmazlık özelliği olan fiber takviyeli jeopolimerik levha üretimi

Abstract

Ülkemizde toplam elektrik enerjisinin %35' i binalarda kullanılmaktadır. Binalarda kullanılan enerjinin çoğu ısıtma ve soğutma işlemlerinde kayıp olan enerjidir. Bu yüzden, günümüzde ısı yalıtımı artan enerji maliyetleriyle çok daha önemli bir hale gelmiştir. Yapı malzemesi olarak ısı yalıtımında en çok EPS ve benzeri polimerik malzemeler, izolasyon boyaları ve son zamanlarda taş yünü kullanılmaktadır. EPS benzeri sistemlerin yüksek ısı yalıtım performansı yanında yanıcı olması ve binanın nefes alamamasından dolayı iç duvarlarda küflenme meydana gelmesi bir dezavantajdır. Diğer yandan, yanmaya karşı direnci olan izolasyon boyalarında ise ısı yalıtımı istenilen düzeylerde değildir. Taş yününün ise yüksek ısı yalıtımı yanında, A1 sınıfı yanmaz malzeme olması avantajdır. Ancak yüksek yoğunluk (150 kg/m3) ve üretim esansında 1400-1500 oC sıcaklıklara çıkılması ilave enerji ziyanı ve ek CO2 salımı yüzünden birer dezavantaj olmaktadır. Bu yüzden biz bu tez çalışmasında, piyasada var olan bu ürünlerden farklı olarak ısı yalıtımı yapan ve yangın geciktirici özelliği olan fiber takviyeli jeopolimer malzeme üretimi ve uygulanmasını amaçlanmıştır. Bu amaçla "Kalekim" ve metakaolin levhalar ile aynı ebatta elyaf takviyeli metakaolin levhaların ısı yalıtım özellikleri araştırılmıştır. Yapılan çalışmalarda ağırlıkça %5,6 cellubor lif içeren metakaolen levhaların lif içermeyen kalekim levhaya göre yaklaşık %75, lif içermeyen metakaolen levhaya göre yaklaşık %55 oranında daha iyi yalıtım özelliği gösterdiği bulunmuştur.

In our country, 35% of the total electrical energy is used in buildings. Most of the energy used in buildings is energy lost in heating and cooling processes. For this reason, thermal insulation has become even more important with increasing energy costs. EPS and similar polymeric materials, insulation paints, and recently stone wool are used as building materials. In addition to the high thermal insulation performance of EPS and similar systems, it is a disadvantage that molds occur on the interior walls since they are flammable, and the building cannot breathe. On the other hand, heat insulation is not at the desired levels in insulation paints resistant to burning. In addition to high thermal insulation, stone wool is advantageous in that it is a class A1 fireproof material. However, it has a high density (150 kg/m3) and cost disadvantages reaching 1400-1500 oC for stone wool production which means energy waste and additional CO2 emissions. Unlike these products existing in the market, this thesis work has aimed at the production of fiber-reinforced geopolymer materials and sheets that have high strength, heat insulation, and give structure non-flammability. For this purpose, the thermal insulation properties of "Kalekim" and metakaolin sheets and fiber-reinforced metakaolin sheets of the same size were investigated. It was found that the metakaolin sheets having 5.6% cellubor fiber by weight showed better insulation properties by 75% compared to the fiber-free kalekim sheets, and approximately 55% better than the fiber-free metakaolin sheets.