Geri Dön

Doğal ve atık malzemelerle geopolimer harç ve beton geliştirilmesi

Development of geopolymer mortar and concrete with natural and waste materials

PDF İndir

  1. Tez No: 479544
  2. Yazar: MURAT TUYAN
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KAMBİZ RAMYAR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2017
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Ege Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 291

Özet

Bu tez kapsamında, Ege Bölgesi'nden sağlanan iki farklı doğal puzolan (zeolit ve tras), Manisa yöresindeki tuğla ve kiremit fabrikalarında atık olarak bulunan tuğla tozu, Soma termik santral atığı olan bir tip C sınıfı uçucu kül ve taban külü ile Biga termik santralinden temin edilen bir tip F sınıfı uçucu kül alüminosilikat toz malzeme olarak kullanılmıştır. Bu toz malzemelerin sodyum hidroksit ve sodyum silikat çözeltileri ile karıştırılması sonucu geopolimer hamur, harç ve beton üretilmiştir. Harç karışımları üzerinde farklı alkali aktivatör konsantrasyonu, su/bağlayıcı oranı ve kür koşulunun etkisi belirlenmiş ve uygun karışımlar üzerinde dayanıklılık deneyleri yapılmıştır. Alkali aktivatör konsantrasyonu ve kür koşulunun etkisinin araştırılması için içyapı analizleri gerçekleştirilmiştir. Geopolimer beton geliştirilmesi amacıyla deneme beton karışımları oluşturulmuş ve dayanım açısından uygun karışımların mekanik, geçirimlilik, durabilite ve içyapı özelikleri araştırılmıştır. Ayrıca, geopolimer betonların bu özelikleri benzer dayanıma sahip çimento esaslı normal betonlarla kıyaslanmıştır. Son olarak dayanım açısından uygun betonlarla prototip betonarme kiriş eleman üretilmiş ve yükleme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarına göre, farklı alüminosilikat toz malzemelerle üretilen geopolimer harçlarda en yüksek basınç dayanımı F tipi uçucu kül esaslı karışımda, en düşük basınç dayanımı ise zeolit esaslı karışımda elde edilmiştir. Reaktif agrega ile üretilen geopolimer harçlarda alkali-silis reaksiyonu jeline rastlanmamıştır. Geopolimer harçlarda sülfat etkisi sonucunda çimento esaslı harçlarda görülen etrenjit oluşumu gözlemlenmemiştir. Atık tuğla tozu, taban külü, tras ve zeolit ile üretilen beton karışımlarının basınç dayanımları düşük seviyede kalmıştır. Bu toz malzemeler F tipi uçucu kül ile ikame edilerek ikili bağlayıcı sistemler geliştirilmiş ve betonların dayanımlarında bu şekilde bir artış sağlanmıştır. Tüm geopolimer betonların genel olarak çimentolu betonlara göre beton-donatı aderansının daha yüksek, kuruma büzülmesinin ise daha düşük olduğu belirlenmiştir. Prototip betonarme kiriş elemanlar üzerinde gerçekleştirilen yükleme deneyleri sonucunda ise, geopolimer betonla üretilen betonarme kirişlerde meydana gelen deplasman değerlerinin portland çimentolu betonla üretilen kirişe göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.

Özet (Çeviri)

In this thesis, two different natural pozzolans (zeolite and trass) from Aegean Region, a waste clay brick powder supplied by a brick factory in Manisa, a waste bottom ash and a Type C fly ash from Soma Thermal Power Plant, as well as a Type F fly ash from Biga Thermal Power Plant were used as binders. Geopolymer paste, mortar and concrete mixtures were produced by mixing these binding materials with sodium hydroxide and sodium silicate solutions. The effects of alkali activator concentration, water/binder ratio and curing condition on the strength of geopolymer mortar mixtures were determined. The durability of some selected geopolymer mortar mixtures was also studied. In order to investigate the effect of alkali activator concentration and curing condition, microstructural characteristics of the geopolymer mixtures were analyzed. Trial geopolymer concrete mixtures were prepared and their strengths were determined. The mechanical, transport properties and durability performance of the selected concrete mixtures were compared with equivalent-strength conventional concrete mixtures. Finally, prototype reinforced concrete beams were produced with selected concrete mixtures and subjected to center-point flexural loading test. According to the experimental results, the highest and the lowest compressive strength values were obtained for the Type F fly ash-bearing and in the zeolite-based geopolymer mortar mixtures, respectively. No sign of alkali-silica gel was found in the geopolymer mixture containing an alkali reactive aggregate. As a result of the sulfate resistance test, no ettringite formation was observed in the geopolymer mortar mixtures. The compressive strength of waste clay brick powder-, bottom ash-, trass- and zeolite-containing geopolymer concrete mixtures were found to be quite low. Thus, these materials were partially substituted with the Type F fly ash so that the strength of geopolymer concrete mixtures containing binary cementitious systems increased. It was observed that the concrete-reinforcing steel bond strengths of all geopolymer concrete mixtures were higher than that of the conventional concrete. Drying shrinkage of the geopolymer concrete mixtures were lower than that of the conventional concrete. The center-point flexural loading test on geopolymer and conventional reinforced concrete beam specimens revealed higher mid-span deflection of reinforced geopolymer concrete beams than those of the conventional reinforced concrete beams.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    276485

    Alkalilerle aktive edilmiş yüksek fırın cürufu bağlayıcılı lifli kompozit geliştirilmesi

    Development of a fiber reinforced composite with alkali activated ground granulated blast furnace slag

    SERDAR AYDIN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Mühendislik BilimleriDokuz Eylül Üniversitesi

    Yapı Malzemesi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. BÜLENT BARADAN

  2. Tez No

    695045

    Development of construction demolition waste-based geopolymeric composites suitable for three-dimensional additive manufacturing

    İnşaat yıkıntı atıkları kullanılarak üç boyutlu eklemeli imalata uygun jeopolimer bağlayıcılı kompozitlerin geliştirilmesi

    OĞUZHAN ŞAHİN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

  3. Tez No

    651266

    Development of geopolymer concretes with construction demolition waste

    İnşaat yıkıntı atığı içeren jeopolimer beton tasarımlarının geliştirilmesi

    EMİRCAN ÖZÇELİKCİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

  4. Tez No

    866710

    Green and digital transformation towards circular economy in the construction industry: Upcycling of construction and demolition wastes from diverse sources and their integration into 3D printing technology

    İnşaat endüstrisinde döngüsel ekonomiye doğru yeşil ve dijital dönüşüm: Farklı kaynaklardan elde edilen inşaat yıkıntı atıklarının ileri dönüştürülmesi ve 3D baskı teknolojisine entegrasyonu

    ANIL KUL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜRKAN YILDIRIM

  5. Tez No

    813328

    Metakaolin ve geri dönüştürülmüş beton agregası kullanılarak üretilen geopolimer harçların fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması

    Investigation of the physical and mechanical properties of geopolymer mortars manufactured using methaolin and recycled concrete aggregate

    FUNDA AL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiMunzur Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. NİHAN GÜLMEZ

Geri Dön