Yüksek oranda doğal puzolan katkılı çimentoların hidratasyon, hamur içyapısı ve mekanik özellikleri üzerine nanotanecik ilavesinin etkisi
The effect of nanoparticle addition on hydration, paste microstructure and mechanical properties of cements added high volume natural pozzolan
- Tez No: 484370
- Danışmanlar: PROF. DR. CENGİZ DURAN ATİŞ, DOÇ. DR. BURAK UZAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 184
Özet
Çimento sektörü dünya genelinde atmosfere salınan CO2 gazının %7'sinden tek başına sorumludur. Çimento sektörü odaklı CO2 emisyonlarının azaltılabilmesinde en etkin yol, çimentolardaki mineral katkı kullanım oranının yükseltilebilmesidir. Bunun önündeki en büyük engel göreceli olarak yüksek miktarda mineral katkılı çimentoların geç priz süreleri, düşük dayanımları ve yüksek büzülme eğilimleridir. Son yıllarda nanoteknolojiye olan ilgi artışıyla beraber, nanotaneciklerin çimento sistemlerinde kullanımına yönelik çalışmalar dikkat çekmektedir. Bu tezde yüksek miktarda doğal puzolan içeren çimentolara nanotanecik ilavesinin, farklı doğal puzolan tiplerine de bağlı olarak, bu çimentoların hidratasyonu, hamur iç yapısı ve özellikleri üzerindeki etkisi irdelenmiştir. Yirmi üç farklı doğal puzolanik malzemeden türlerini en iyi şekilde yansıtacak şekilde seçilen bir zeolit, bir pomza ve bir volkanik tüfün her birisi, ağırlıkça %50 oranında Portland çimentosuna ikame edilerek katkılı çimentolar hazırlanmıştır (toplam 20 farklı çimento kompozisyonu). Bu çimentolara %1 ve %2 oranlarında nano-CaCO3 ve nano-SiO2 tanecikleri ilave edilerek, çimentoların hidratasyonu, hamurların iç yapısı ve harç özellikleri incelenmiştir. Bu kapsamda isotermal kalorimetreyle hidratasyon kinetiği, taze hamurların vizkositesi, termal analizle sertleşmiş hamurların kalsiyum hidroksit ve bağlanmış su içerikleri, elektron mikroskobuyla iç yapı gözlemleri, harçların dayanımları ve büzülme (rötre) ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Yapılan deneysel çalışmaların sonucunda nanotanecik ilavesinin, yüksek miktarda doğal puzolan içeren çimentoların başta hidratasyon kinetiği (reaksiyon hızı ve açığa çıkan hidratasyon ısısı) olmak üzere, iç yapısını mikro ve nano düzeyde modifiye ettiği tespit edilmiştir. Çimento harçlarında %19'a varan oranlarda basınç dayanımı artışları ile büzülmelerde belirgin düşüşler gözlenmiş ve bu durumun nanotanecik ilavesiyle hamur içyapısının gözenek boyut dağılımında meydana gelen yoğunlaşmayla ilgili olduğu değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In the world cement industry is solely responsible for 7% of CO2 emitted into the atmosphere. The most effective way to reduce of CO2 emissions from the cement sector is increasing the utilization rate of mineral admixtures in cements. The greatest obstacle to this is some negative properties mineral blended cements such as delay in setting time, relatively lower strength performance and high shrinkage tendency. In recent years there is an increasing attention on nanotechnology applications and accordingly to use of nanoparticles in Portland cement systems. In this project, the effects of nanoparticle addition into high-volume natural pozzolan blended cements on their hydration, microstructure and properties, depending on the type of natural pozzolan were investigated experimentally. Among twenty three natural pozzolanic materials, one representative sample was selected from zeolite, pumice and volcanic tuff groups of materials. These selected pozzolans were used to obtain blended cements containing 50% natural pozzolans by mass (totally twenty different cements). 1% and 2%( by weight of blended cements) nano-CaCO3 ve nano-SiO2 particles were added to the cementious systems and the hydration, paste microstructure and mortar properties of the cements were determined. In this context, hydration kinetics by isothermal calorimetry, viscosity of fresh pastes, calcium hydroxide and bound water content of hardened cement pastes, microstructure observations by electron microcopy, strength and shrinkage of mortars of the cements were determined experimentally. As conclusions of experimental studies, it was determined that nanoparticle addition modifies hydration kinetics (reaction rate and heat of hydration) of the high-volume natural pozzolan blended cements and the microstructure of their hardened pastes. I was observed that there are increases in compressive strength up to 19% as well as some reductions in shrinkage values of mortars. These improvements were associated with the improvements in microstructure of hardened cement pastes including pore size distribution.
Benzer Tezler
- Çimento-puzolan etkileşiminde moleküler ve elektrokinetik davranışların araştırılması
Investigation of moleculer and electrokinetic behaviours in cement-pozzolan interaction
YILMAZ KOÇAK
Doktora
Türkçe
2008
Teknik EğitimGazi ÜniversitesiYapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ATİLA DORUM
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT YILMAZ
- Kompozit çimentoların hidratasyonunda partiküller arası etkileşim mekanizmaları
The interaction mechanism among particles in the hydration of composite cements
EDA TAŞÇI
Doktora
Türkçe
2010
Seramik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER IŞIK
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT YILMAZ
- Çimento katkısı olarak kullanılan farklı doğal puzolanların (tras) elektro kinetik ve yüzey özelliklerinin belirlenmesi
Determing the electro kinetic and surface properties of different natural puzolans (trass) as a used to cement blended
AYÇA DEMİRER
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Seramik MühendisliğiDumlupınar ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT YILMAZ
- Effect of high volume natural pozzolan addition on the properties of pozzolanic cements
Yüksek hacimde doğal puzolan ilavesinin puzolanik çimentoların özelliklerine etkisi
BURAK UZAL
Yüksek Lisans
İngilizce
2002
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. LUTFULLAH TURANLI
- Sulfate resistance of blended cements with fly ash and natural pozzolan
Uçucu kül ve doğal puzolan katkılı çimentoların sülfat direnci
KEVSER DURU
Yüksek Lisans
İngilizce
2006
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL ÖZGÜR YAMAN