Vinilester ve polyester reçineli polimer betonların durabilite özelliklerine doğal ve genleştirilmiş perlit agregaların etkisinin değerlendirilmesi

Bu çalışmanın amacı, doğal ve genleştirilmiş perlit agregaları kullanılarak üretilen hafif polimer betonların durabilite performansını incelemektir. Bu kapsamda, perlit agregalarının polyester ve vinilester reçineli polimer beton matrislerinin hem makroskobik performansı hem de mikroyapısal özellikleri üzerindeki etkileri bütünsel ve karşılaştırmalı bir yaklaşımla özgün biçimde değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmada, kuvars agregalarının hacimce %5 ve %10'u doğal veya genleştirilmiş perlit ile ikame edilmiş; üretilen karışımlar üzerinde 28, 56 ve 90 günlük kılcal su emme, asit ve sülfat etkisi, yüksek sıcaklık ve donma–çözünme deneyleri uygulanmıştır. Yüksek sıcaklık ve donma–çözünme sonrası mikroyapısal değişimler SEM analizleriyle incelenmiştir. Bulgular, perlit tipinin ve kullanım oranının durabiliteyi önemli ölçüde etkilediğini göstermiştir. Doğal perlit, her iki reçine tipiyle daha iyi aderans sağlayarak su emme oranını azaltmış ve kimyasal etkiler, donma–çözünme döngüleri ile yüksek sıcaklıklara karşı daha yüksek direnç sunmuştur. Genleştirilmiş perlit ise yüksek gözenekliliği nedeniyle matris geçirgenliğini artırarak dayanımı olumsuz etkilemiştir. Karışımlar arasında %5 doğal perlit içeren vinilester reçineli polimer beton, en düşük dayanım kayıplarıyla en kararlı içyapıyı oluşturmuştur. Sonuç olarak, doğal perlitin yerel, hafif ve çevresel açıdan sürdürülebilir bir agrega olarak polimer betonların performansını artırmada önemli bir alternatif sunduğu görülmüştür.

This study investigates the durability performance of lightweight polymer concretes produced with natural and expanded perlite aggregates. The effects of perlite incorporation on the macroscopic behavior and microstructural characteristics of polyester- and vinylester-based polymer concrete matrices were examined through a comparative and integrated approach. Quartz aggregates were replaced by 5% and 10% natural or expanded perlite by volume, and capillary water absorption, acid and sulfate attack, high-temperature exposure, and freeze–thaw tests were performed at 28, 56, and 90 days. Microstructural changes after high-temperature and freeze–thaw conditioning were analyzed using SEM. The results showed that perlite type and replacement level significantly influenced durability. Natural perlite provided stronger adhesion with both resin systems, lowering water absorption and enhancing resistance to chemical attack, freeze–thaw cycles, and elevated temperatures. Conversely, the high porosity of expanded perlite increased matrix permeability and reduced mechanical stability. Among all mixes, the vinylester-based polymer concrete containing 5% natural perlite exhibited the lowest durability losses and the most stable internal structure. Overall, natural perlite proved to be a promising local and sustainable lightweight aggregate for improving the environmental and durability performance of polymer concretes.