Eklemeli üretim için çimento harçlarının mühendislik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of engineering properties of cement mortars for additive manufacturing
- Tez No: 1006643
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇAĞLAR YALÇINKAYA
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Eklemeli üretim, Puzolan, Reoloji, Çimento karışımları, Pozzolan, Rheology, Cement mixtures
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Eklemeli üretim teknolojilerinin inşaat sektörüne uyarlanmasıyla birlikte üç boyutlu (3B) beton yazdırma, kalıpsız üretim, tasarım serbestliği ve malzeme verimliliği açısından önemli bir potansiyel sunmaktadır. Dünyada en yaygın kullanılan yapı malzemelerinden biri olan betonun, eklemeli üretim yöntemleriyle yazdırılabilir hâle getirilmesi, bu alandaki araştırmaları giderek artırmaktadır. Bu tez kapsamında, Türkiye'de yüksek rezervlere sahip yerel puzolanların 3B beton yazdırma teknolojisinde kullanılabilirliğinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu kapsamda, düşük kalsiyum içerikli (F sınıfı) uçucu kül ve öğütülmüş yüksek fırın cürufu kısmi çimento ikamesi olarak değerlendirilmiş ve geliştirilen puzolanik karışımların yazdırma performansı deneysel olarak incelenmiştir. Karışımların ekstrüde edilebilirliği, taze halde şekil kararlılığı, yeşil mukavemeti ve reolojik özellikleri gibi temel yazdırma parametreleri, tez kapsamında kurulan laboratuvar tipi bir 3B beton yazıcı kullanılarak gerçek zamanlı yazdırma koşulları altında değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, çimento esaslı yazdırılabilir karışımların yazdırma başarısında uygun reolojik özelliklerin ve erken yaş davranışlarının belirleyici olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, uçucu kül ve yüksek fırın cürufu içeren karışımların, uygun ikame oranları ve katkı düzenlemeleri ile 3B beton yazdırma sürecinde başarılı ekstrüzyon, yeterli yeşil mukavemet, tatmin edici şekil koruma ve inşa edilebilirlik performansı sergileyebildiği belirlenmiştir. Tez bulguları, Türkiye'de bol miktarda bulunan bu puzolanların, 3B yazdırılabilir beton üretiminde çevresel ve teknik açıdan uygulanabilir kısmi çimento ikameleri olduğunu göstermektedir. Bu tez kapsamında elde edilen bulguların, yerel kaynakların değerlendirilmesine dayalı sürdürülebilir yazdırılabilir beton karışımlarının geliştirilmesine katkı sağlaması ve ülkemizde 3B yazdırma teknolojisinin yaygınlaşmasını desteklemesi beklenmektedir.
Özet (Çeviri)
Additive manufacturing technologies are gaining increasing attention in the construction sector, as three-dimensional (3D) concrete printing enables formwork-free production, design freedom, and improved material efficiency. Transforming concrete, one of the most widely used construction materials worldwide, into a printable material through additive manufacturing methods has led to a growing body of research in this field. This thesis aims to investigate the applicability of locally abundant pozzolanic materials in Türkiye for three-dimensional concrete printing technology. In this context, fly ash (Class F) and ground granulated blast furnace slag were evaluated as partial cement replacements, and the printing performance of the developed pozzolanic mixtures was experimentally examined. Key printing parameters, including extrudability, fresh-state shape stability, green strength, and rheological properties, were assessed under real-time printing conditions using a laboratory-scale 3D concrete printer developed within the scope of this thesis. The obtained results revealed that appropriate rheological properties and early-age behavior are decisive factors governing the printing performance of cement-based printable mixtures. Furthermore, mixtures incorporating fly ash and blast-furnace slag exhibited stable extrusion behavior, sufficient green strength, satisfactory shape retention, and buildability when suitable replacement levels and admixture adjustments were applied. The findings demonstrate that these locally available pozzolanic materials can be effectively used as partial cement replacements in environmentally and technically viable 3D printable concrete. It is anticipated that the outcomes of this thesis will contribute to the development of sustainable printable concrete mixtures based on local resources and support the wider adoption of 3D concrete printing technology in Türkiye.
Benzer Tezler
- End-effector compliance index for optimizing cable anchor points in redundant cable-driven parallel robots: Design, construction, and control for cement based additive manufacturing
Yedekli kabloyla çalışan paralel robotlarda kablo bağlantı noktalarının optimize edilmesine yönelik son efektör uyumluluk endeksi: Çimento esaslı eklemeli üretim için tasarım, üretim, ve kontrol
AHMET BURHAN KARA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZKAN BEBEK
DOÇ. DR. ZEYNEP BAŞARAN BUNDUR
- Bond strength and anisotropic performance of construction and demolition waste-based geopolymer and cementitious composites for 3d additive manufacturing
Üç boyutlu eklemeli imalata uygun inşaat ve yıkıntı atıkları içeren jeopolimer ve çimento bağlayıcılı kompozitlerin bağ dayanımı ve anizotropik özellikleri
HAMZA ÖZKILIÇ
Doktora
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
- Doğrusal (lineer) motorlu endüstriyel sistemin 3 boyutlu yazıcıya dönüştürülmesi
Transformation of industrial linear motion system in to the 3D printer
FATİH TARAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ FUAT ERGENÇ
- Dijital üretimli çimento esaslı kompozitlerin donma-çözülme direnci ve boşluk yapılarının incelenmesi
Investigation of freeze-thaw resistance and pore structure of digitally fabricated cement-based composites
YEŞİM TARHAN
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. REMZİ ŞAHİN
- Fiber reinforced geopolymer composites suitable for additive manufacturing
Üç boyutlu eklemeli imalata uygun lif donatılı jeopolimer kompozitler
EHSAN AMINIPOUR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN