Silika İçerikli Aerojelin Sol-Jel Yöntemi İle Sentezlenmesi ve Mimari Yapı Malzemesinin Performansının Geliştirilmesi

Abstract

Mimari yapılarda ısı muhafazası ve enerji tasarrufu sağlayarak insan konforunu arttıran, binalarda performans geliştirici kabiliyete sahip silika aerojel katkılı yapı malzemelerinin kullanımı son yıllarda oldukça önem kazanmaktadır. Özellikle silika aerojel malzemeler, termal ve mekanik özellikleri, hafifliği, düşük yoğunlukları, yüksek gözeneklilik, yüksek yüzey alanı, hidrofobiklik gibi üstün özelliklerinin yanı sıra birçok uygulama alanında dikkat çekmektedir. Bu bakımdan tez çalışmasında, Konya ve çevresinden temin edilen 4 farklı silisyum kaynağı kullanılarak sol-jel yöntemi ile silika bazlı aerojel sentezi, karakterizasyonu ve mimarlık uygulamalarında yenilikçi yapı malzemesinin termal yalıtkan olarak kullanımının geliştirilmesi hedeflenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalarda sol-jel yöntemi ile 4 farklı başlangıç malzemesi (ticari döküm kumu, atık döküm kumu, radyolarit, kuvars) ve 5 farklı pH (2-4-6-8-9) değerleri kullanılmıştır. Çeşitli sol-jel üretim parametrelerinin malzeme özellikleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ardından sentezleme çalışmaları sırasında belirlenen optimum parametrelerle yüksek performanslı silika aerojel üretimi gerçekleştirilmiştir. Son olarak üretilen hidrofilik yapıdaki silika aerojeleri süperhidrofobik özelliğe getirebilmek amacıyla Trimethylchlorosilane (TMCS) modifikasyon kimyasalı kullanılarak, yüzey modifikasyonu işlemi sonrası süperhidrofobik silika aerojel tozu elde edilmiştir. Elde edilen nihai silika aerojellerin karakterizasyonu bakımından; XRF, XRD, ICP-OES, yoğunluk çalışması, FT-IR, BET, FE-SEM, temas açısı incelemeleri yapılmıştır. Mimari yapı malzemesi uygulamaları açısından ağırlıkça %0, %0.5, %1, %2, %5 silika aerojel düşük katkı oranları kullanılarak alçı levha deney numuneleri üretilmiştir. Üretilen silika aerojel takviyeli alçı levha deney numunelerin mekanik ve fiziksel özelliklerinin belirlenmesi amacıyla sırasıyla üç nokta eğilme dayanımı, basınç dayanımı, termal iletkenlik ve su emme testleri uygulanmıştır. Genel olarak elde edilen deneysel sonuçlar incelendiğinde düşük katkı oranlarında silika aerojel takviyesinin malzemenin termal iletkenlik ve mekanik özellikleri açısından olumlu sonuçlar sergilediği tespit edilmiştir.