Synthesis and characterization of metakaolin, fly ash and red mud based geopolymers
Metakaolin, uçucu kül ve kırmızı çamur bazlı jeopolimerlerin sentezi ve karakterizasyonu
- Tez No: 409294
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. SEZEN SOYER UZUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2015
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 67
Özet
Jeopolimerler daha iyi mekanik dayanıklılık ve artan tasarım ömürleri gibi avantajlarıyla global karbondioksit emisyonunu azaltmak için çimentoya gelecekteki potansiyel alternatif aday olmaktadır. Bu tezde metakaolin, uçucu kül (C sınıfı) ve uçucu kül-kırmızı çamur bazlı jeopolimerler sentezlenmiştir, mekanik olarak test edilmiştir ve spektroskopi, difraksiyon ve mikroskopi teknikleri ile detaylıca karakterize edilmiştir. Tezin ilk bölümünde Si/Al mol oranları 1.12, 1.77 ve 2.20 olan metakaolin bazlı jeopolimerler incelenmiştir. Si/Al molar oranı 1.12 olan metakaolin bazlı jeopolimerler zeolite A ve/ya sodalit gibi kristal fazları içermektedir. Ancak, Si/Al mol oranları 1.77 ve 2.20 olan jeopolimer örnekleri büyük oranda x-ray amorf yapıdadır. Metakaolin bazlı numunelerde örneklere ait FTIR spektroskopisindeki ana bandın pozisyonu ve genişliği Si/Al molar oranı arttıkça sistematik olarak artmaktadır. Bu bandın keskinliğinin sistemdeki Si içeriğinin artışıyla azalması jeopolimerizasyonun artmasını göstermiştir. Bu örneklerin basınç dayanımlarının da Si/Al molar oranı arttıkça sistematik olarak arttığı bulunmuştur. Tezin ikinci bölümünde uçucu kül ve uçucu kül-kırmızı çamur bazlı jeopolimerlere odaklanılmıştır. Si/Al mol oranı 1.95 olan uçucu kül bazlı jeopolimere ait FTIR spektroskopisi 941 cm-1 and 1099 cm-1'de konumlanan asıl iki bandın varlığını göstermiştir. Bu bandlar muhtemelen sırasıyla i) CASH ve/ya CSH ve ii) NASH jellerini göstermektedir. Bu jel fazları numunelerin SEM görüntülerinde de gözlenmiştir. Si/Al mol oranının 2.40'a kadar artması bu bandların birleşmesiyle sonuçlanmıştır. Basınç dayanım değerlerinin Si/Al mol oranları arttıkça arttığı görülmüştür. Öte yandan, düşük oranda kırmızı çamur içeren uçucu kül-kırmızı çamur bazlı jeopolimerler FTIR sprektroskopisinde kanıtlanan benzer ayrılmış faz yapılarını ortaya çıkarmıştır. Ancak, sistemdeki kırmızı çamur içeriği arttıkça CASH ve/ya CSH ve NASH jellerine karşılık gelen iki band daha geniş tek bir banda dönüşmüştür. İki fazlı yapıdan daha kararlı bir yapıya dönüşüm, ölçülen basınç dayanım değerlerindeki ilgili artıştan sorumlu olmalıdır.
Özet (Çeviri)
Geopolymers stand as potential future alternatives to ordinary cement offering to reduce global CO2 emissions with added advantages such as better mechanical strength and increased design lives. In this thesis, metakaolin, fly ash (C type), and fly ash-red mud based geopolymers were synthesized, mechanically tested and characterized in detail by spectroscopy, diffraction and microscopy techniques. In the first part of this thesis, metakaolin-based geopolymers with molar Si/Al ratios of 1.12, 1.77 and 2.20 were investigated. Geopolymer samples with Si/Al ratio of 1.12 contained crystalline components, namely zeolite A and/or sodalite phases, whereas geopolymers with Si/Al ratio of 1.77 and 2.20 were mainly 'x-ray amorphous'. The position and width of the main band in FTIR spectra was found to systematically increase with increasing molar Si/Al ratio. The intensity of this band decreased with increasing Si content in the system indicating increased geopolymerization. Compressive strength of these samples were also found to increase systematically with increasing molar Si/Al ratio. The second part of this thesis focused on fly ash and fly ash-red mud based geopolymers. The FTIR spectra of fly-ash based geopolymers with molar Si/Al ratio of 1.95 exhibited the presence of mainly two bands positioned at 941 cm-1 and 1099 cm-1. These bands possibly indicated i) a CASH and/or CSH gel and ii) NASH gel, respectively. These gel phases are also observed in SEM images of these specimens. Increasing Si/Al ratio up until 2.40 results in the merging of these bands together. The corresponding compressive strength values seem to increase with increasing Si/Al ratio. On the other hand, fly ash-red mud based geopolymers with low red mud contents reveal similar phase separated structure as evident from FTIR spectroscopy. However, as red mud content increases in the system, two bands corrresponding to CASH and/or CSH gel and NASH gel merge into a broader single feature. Transition from a two-phase structure into a relatively more uniform one should be responsible in corresponding increases in the measured compressive strength values.
Benzer Tezler
- Irak metakaolininden hazırlanan zeolitin sentezi ve karakterizasyonu ve Rodamin B boyasının atık sudan uzaklaştırılmasında uygulanması
Synthesis and characterization of zeolite prepared from iraqi metakaolin and its application in the removal of Rodamin B dye from wastewater
MUSTAFA MAHMOOD SHAREEF AL-ANI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaSüleyman Demirel ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AZİZ ŞENCAN
- Alümina silikat kaynakları kullanarak geopolimerizasyon yöntemi ile yapısal seramik üretiminin araştırılması
Investigation of structural material production with geopolymerization method using alumina silicate resources
DOĞAN KAFKAS
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Seramik MühendisliğiHitit Üniversitesiİleri Malzemeler ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CENGİZ BAĞCI
- Çinko katkılı antibakteriyel özellikte hidroksiapatit üretimi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of zinc-doped antibacterial hydroxyapatite
SÜLEYMAN ÇINAR ÇAĞAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine MühendisliğiMersin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖNDER ALBAYRAK
- Piridin ve pirimidin grupları içeren polifenollerin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of polyphenols containing pyridine and pyrimidine groups
HATİCE KARAER
Doktora
Türkçe
2015
KimyaDicle ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK AYDIN
PROF. DR. İSMET KAYA
- Karbamat, sülfonamit, sülfonat grupları içeren 5-amino-1,3,4-tiyadiazol-2-sülfonamit esaslı akridin bileşiklerinin sentezi ve karakterizasyonu
Synthesis and characterization of 5-amino-1,3,4-thiadiazole-2-sulfonamide based acridine compounds containing carbamate, sulfonamide, sulfonate groups
BURAK ADAY