SEGMENT FABRİKALARINDAN ENDÜSTRİYEL ATIK OLARAK ELDE EDİLEN DEMİR TOZUNUN GEOPOLİMER HARÇLARDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI
Investigation of the Usability of Iron Dust Obtained as Industrial Waste from Segment Mills in Geopolimer Mortars
- Tez No: 1014372
- Danışmanlar: PROF. DR. BURAK YÖN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Beton basınç dayanımı, Endüstriyel atıklar, Çevresel sürdürülebilirlik, Concrete compressive strength, Industrial wastes, Sustainable environment
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Munzur Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, endüstriyel atıkların sürdürülebilir yapı malzemelerinin geliştirilmesinde değerlendirilmesi amacıyla, öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (GYFC) esaslı geopolimer harçların mekanik ve durabilite özellikleri araştırılmıştır. Çalışmanın temel amacı, GYFC bağlayıcılı geopolimer sistemlerde ince agrega yerine kullanılan atık demir tozunun farklı kullanım oranlarının harç performansı üzerindeki etkisini belirlemektir. Bu kapsamda, %0, %5, %10, %15 ve %20 oranlarında demir tozu içeren geopolimer harç karışımları hazırlanmıştır. Bağlayıcı olarak yalnızca GYFC kullanılan referans karışımlar ile bağlayıcının %50'sinin izolatör atığı ile ikame edildiği alternatif karışımlar karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Deneysel çalışma kapsamında, geopolimer harçların taze ve sertleşmiş özellikleri incelenmiştir. Taze harç özelliklerinin belirlenmesi amacıyla yayılma çapı ve birim hacim ağırlığı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Sertleşmiş harçlarda ise basınç dayanımı, eğilme dayanımı, yarma çekme dayanımı, aşınma direnci ve donma-çözülme dayanımı belirlenmiştir. Ayrıca, su emme, görünür porozite ve kılcal su emme katsayısı gibi durabilite parametreleri ilgili ASTM ve TS EN standartlarına uygun olarak belirlenmiştir. Geopolimer harçların mikroyapısal özelliklerini ortaya koymak amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM), enerji dağılımlı X-ışını spektroskopisi (EDS) ve X-ışını kırınımı (XRD) analizleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar Demir tozu ilavesinin tüm karışımlarda mekanik performansı olumlu yönde etkilediğini göstermiştir. Özellikle İA0-D0 (%0 izolatör atığı-%0 demir tozu) karışımından İA0-D20 (%0 izolatör atığı-%20 demir tozu) karışımına doğru artan demir tozu oranı ile basınç dayanımı ve aşınma direncinde kademeli bir iyileşme meydana gelmiştir. Bununla birlikte %50 İA ikamesi de basınç dayanımlarında artışlara neden olmuştur. En yüksek basınç dayanımı değerlerinden biri İA50-D15 serisinden elde edilmiştir. Bu gelişmenin, demir tozunun mikro dolgu etkisiyle kapiler boşlukları azaltması, bağlayıcı matrisi yoğunlaştırması ve daha kompakt bir iç yapı oluşturmasından kaynaklandığı değerlendirilmiştir. Ayrıca yüksek yoğunluğa sahip demir partiküllerinin yüzey sertliğini artırarak aşınmaya karşı direncin gelişmesine katkı sağladığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, geopolimer harçlarda GYFC ile izolatör atığının bağlayıcı olarak ikame edilmesi ve agrega olarak atık demir tozunun kullanılması mekanik performans ve durabilite açısından olumlu sonuçlar ortaya koymuştur. Bu yaklaşım, endüstriyel atıkların yeniden değerlendirilmesi yoluyla çevresel etkileri azaltılmış, ekonomik ve yüksek performanslı sürdürülebilir yapı malzemelerinin geliştirilmesine önemli katkılar sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the mechanical and durability properties of ground granulated blast-furnace slag (GGBFS)-based geopolymer mortars were investigated to evaluate the use of industrial wastes in the development of sustainable construction materials. The primary objective of the study was to determine the effect of varying replacement levels of waste iron powder used in place of fine aggregate on the performance of GGBFS-based geopolymer mortars. To this end, geopolymer mortar mixtures containing iron powder at rates of 0%, 5%, 10%, 15%, and 20% were prepared. Reference mixtures using only GGBFS as the binder were evaluated in comparison with alternative mixtures in which 50% of the binder was replaced with insulator waste. The fresh and hardened properties of the geopolymer mortars were examined as part of the experimental study. Flow diameter and unit weight tests were conducted to characterize the fresh mortar properties. For the hardened mortar, compressive strength, flexural strength, splitting tensile strength, abrasion resistance, and freeze-thaw resistance were determined. Additionally, durability parameters such as water absorption, apparent porosity, and the capillary water absorption coefficient were measured in accordance with relevant ASTM and TS EN standards. Scanning electron microscopy (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), and X-ray diffraction (XRD) analyses were performed to characterize the microstructural properties of the geopolymer mortars. The results obtained showed that the addition of iron powder positively affected the mechanical performance of all mixtures. In particular, a gradual improvement in compressive strength and abrasion resistance occurred as the iron powder content increased from the İA0-D0 mixture (0% insulator waste – 0% iron powder) to the İA0-D20 mixture (0% insulator waste – 20% iron powder). Furthermore, 50% insulator waste substitution also resulted in increased compressive strengths. One of the highest compressive strength values was obtained with the İA50-D15 series. This improvement is attributed to the micro-filler effect of the iron powder, which reduces capillary voids, densifies the binder matrix, and creates a more compact internal structure. Additionally, it was determined that the high-density iron particles contributed to enhanced abrasion resistance by increasing surface hardness. In conclusion, substituting GYFC and insulator waste as binders and using waste iron powder as aggregate in geopolymer mortars has yielded positive results regarding mechanical performance and durability. This approach makes a significant contribution to the development of economical, high-performance, and sustainable construction materials with reduced environmental impact through the valorization of industrial waste.
Benzer Tezler
- Theory and experiment of a non-radiative wireless power transfer method for a lane moving robot
Şeritte hareket eden bir robot için radyatif olmayan bir kablosuz güç aktarımı yöntemi teorisi ve deneyi
METE ÇEŞMECİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÖKTÜRK POYRAZOĞLU
- Soket üretiminde metal kaplı elmasların kullanımı karakterizasyonu ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of characterization and mechanical properties, use of metal coated diamond in socket production
HALİT SÜBÜTAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Metalurji MühendisliğiCumhuriyet ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞİMŞİR
- Sanayide enerji yönetimine yeni bir yaklaşım ve tekstil sanayisinde uygulamalar
A new approach to energy management in industry and application in textile industry
OKAN ÖZ
- Mobilya fabrikalarında uygulanan kalite kontrol yöntemlerinin incelenmesi
The study of practised quality control methods in furniture fabrics
HASAN GÜLTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Ağaç İşleriDumlupınar ÜniversitesiMobilya ve Dekorasyon Eğitimi Ana Bilim Dalı
PROF.DR. MUSTAFA ALTINOK
- Bazı mermer birimleri için optimum plaka kesme koşullarının araştırılması ve mermer malzeme özellikleri ile ilişkilendirilmesi
Investigation of optimum stripe sawing conditions for some marble units and relations with rock properties
ASKERİ KARAKUŞ
Doktora
Türkçe
2007
Maden Mühendisliği ve MadencilikCumhuriyet ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. ATİLLA CEYLANOĞLU