Geri Dön

Use of biomineralization in self-healing cement-based materials

Biyomineralizasyon ile kendiliğinden iyileşen çimento-esaslı malzemeler

PDF İndir

  1. Tez No: 478629
  2. Yazar: ALI AMIRI
  3. Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ZEYNEP BAŞARAN BUNDUR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 123

Özet

Beton yapıların servis ömrünü etkileyen faktörler birbirleriyle genellikle bağlantılıdır. Beton gevrek ve kırılgan doğası yüzünden, gerilmeler altında çatlayabilir. Son yıllarda yapılan araştırmalar kendiliğinden iyileşen çimento esaslı malzemelerin üretiminin mümkün olduğunu göstermiştir. Kendiliğinden iyileşme özelliği, betonun oluşan çatlakları kendiliğinden kapatabilmesidir. Bu amaçla kullanılabilecek yenilikçi yöntemlerden biri biyomineralizasyondur. Biyomineralizasyon için kullanılan metabolik aktiviteleri sonucu ürün olarak kalsiyum karbonat (CaCO3) oluşur ve oluşan ürün/CaCO3 çökeltisinin çatlakları doldurması ile kendiliğinden iyileşme elde edilir.Biyomineralizasyon ile kendiliğinden iyileşmenin basınç dayanımına etkisi ile ilgili yapılmış araştırmalar vardır, ancak eğilme dayanımı üzerindeki etkileri yeterince açıklanmamıştır. Ayrıca, beton üretiminde sıkça kullanılan kimyasal katkı malzemelerinin biyomineralizasyona, dolayısı ile kendiliğinden iyileşme yeteneğine nasıl bir etkisi olduğu bilinmemektedir. Son olarak, kendiliğinden iyileşmeyi sağlayan çökeltini dayanıklılığı da yanıtlanmamış konulardan biridir. Bu projenin amacı, çimento esaslı malzemelerde çatlakların biyomineralizasyon ile sağlanan kendiliğinden iyileşme mekanizmasının daha detaylı bir şekilde incelemektir. Bu projede çimento harcı içine katılacak bakteriler besi yerinde büyütüldükten sonra hiç bir işlem uygulanmadan, çimento ile karıştırılmıştır.Ardından çimento harcı içine karıştırılan bakteriler eğilme altında oluşturulan çatlakları kapatabilmiş, ürün/CaCO3 çatlakları doldurmuş, geçirgenliği azaltmış ancak eğilme dayanımında belirgin bir artış sağlanamamıştır. Bu oluşan ürün/CaCO3'ın çimento harcı ile yaptığı bağın (aderans) zayıflığına ve yumuşak yapışı ile ilişkilendirilmiştir. Çatlakları kapatan ürün/CaCO3'ın yağmur suyu ve donma-çözünme gibi doğal olaylardan etkilenmediği gözlemlenirken, ürün/CaCO3'ın ışığa karşı direncinin diğer doğal olaylara göre daha az olduğu saptanmıştır.

Özet (Çeviri)

Factors affecting the durability of concrete structures are generally associated with each other. Due to its brittle nature, concrete can crack when stress is applied. Recent research in the field proposes that it might be possible to develop a smart, cement-based material that can self-heal itself. Self-healing is the ability of concrete to heal the cracks without any external intervention. Self-healing property of concrete can be obtained via different approaches. Use of biomineralization is a novel technique to provide self-healing in cement-based materials. Biomineralization is a biochemical process in which microorganisms stimulate the formation of minerals.In this system, calcium carbonate (CaCO3) is induced by leveraging the metabolic activity of microorganism and self-healing is obtained by sealing of the cracks with CaCO3. A limited number of studies have been conducted to evaluate self-healing by biomineralization as means of recovery in compressive strength. However, there is not enough information regarding the influence of this system on flexural strength. In addition, none of the previous work to date studied the interactions amongst concrete admixtures, biomineralization, and the resultant self-healing ability. At last, the durability of the CaCO3 precipitate under weathering conditions is controversial. The goal of this study was to investigate these abovementioned issues in depth and fill the knowledge gap in the literature. The ultimate goal was to take novel method one-step further into practical use.In this study, the bacteria was introduced to cement paste with its growth media without any additional manipulation such as encapsulation. With this approach, the flexural cracks on mortar surface were sealed with the CaCO3, the permeability of the healed specimen was decreased compared to the cracked samples. However, there was no significant flexural strength regain after crack healing. This was attributed to the soft and brittle nature of theCaCO3 as well as the weak bonding between the precipitate and the mortar. The precipitate, CaCO3, was found to be durable against rain and freeze-thaw cycles. However, the resistance of the CaCO3 sealant against sunlight was lower than its resistance to other weathering conditions.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    840946

    Complementing urea hydrolysis and nitrate reduction matabolisms to enhance microbial self-healing perfromance in cementitious composites

    Birbirini tamamlayan üre hidrolizi ve nitrat indirgenmesi metabolizmaları ile çimentolu kompozitlerin mikrobiyal yollarla kendini onarma perfromanslarının iyileştirilmesi

    BETÜL ÖZBAY

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    BiyoteknolojiHacettepe Üniversitesi

    Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. YUSUF ÇAĞATAY ERŞAN

  2. Tez No

    892625

    Genetically designed microbes for bioimaging and biosensing

    Biyogörüntüleme ve biyosensing için genetik olarak tasarlanmış mikroplar

    MERVE YAVUZ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Biyoteknolojiİhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER

  3. Tez No

    151295

    Identification of crystal face specific sapphire binding peptides by phage display technology

    Safir kristal yüzeylerine spesifik peptidlerin phage display yöntemi ile belirlenmesi

    ASİYE ARZU ÖZMÜŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2004

    Biyoteknolojiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CANDAN TAMERLER BEHAR

    PROF. DR. MEHMET SARIKAYA

  4. Tez No

    222449

    Controlled biomineralization towards tissue engineering using genetically engineered hydroxyapatite binding peptides

    Genetik mühendisliği ile elde edilen, hidroksiapatite bağlanan peptidler ile doku mühendisliğine yönelik kontrollü biyomineralizasyon

    MUSTAFA GÜNGÖRMÜŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ.DR. CANDAN TAMERLER BEHAR

    PROF.DR. MEHMET SARIKAYA

  5. Tez No

    560096

    Geotechnical properties analysis of cemented sand with microbial induced calcium carbonate precipitation

    Mikrobiyal kaynaklı kalsiyum karbonat çöktürme yöntemiyle iyileşmiş kumlu zeminin jeoteknık özelliklerinin araştırılması

    AYDIN YARI ILKHCHI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2019

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN YILDIRIM

    PROF. DR. SÜLEYMAN ÖVEZ

Geri Dön