Structure-property relationship in volcanic ash based one part geopolymers and perlite-metakaolin based two part geopolymers
Volkanik cüruf bazlı tek aşamalı jeopolimerlerin ve perlit-metakaolin bazlı iki aşamalı jeopolimerlerin yapı-özellik ilişkisi
- Tez No: 503311
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SEZEN SOYER UZUN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 68
Özet
Bu tezde, volkanik cüruf ve perlit-metakaolin bazlı jeopolimerlerin yapı-özellik ilişkileri incelenmiştir. Tezin ilk bölümünde, alüminosilikat ham maddesi olarak volkanik cüruf ve alkalin aktivatör olarak susuz sodyum metasilikat tek aşamalı jeopolimerlerin sentezlenmesinde kullanılmıştır. Değişen Si/Al (2.5-4.5) ve Na/Al (1.1-5.1) mol oranları ile sabit su/katı 0.3 (ağ./ağ.) oranında volkanik cüruf bazlı tek aşamalı jeopolimerler oda koşullarında sentezlenmiştir. Jeopolimerler, X-ray amorf yapıdadır ve bazı çözünmemiş kristal fazlar (alüminosilikat ve demir oksit fazları) da amorf yapıda bulunmaktadır. FTIR spektralarında Si-O-T (T: Si, Al) asimetrik gerilimine atfedilen ana bant, Si/Al mol oranı arttıkça daha düşük frekanslara kaymaktadır ve bu durum amorf alüminosilikat jel yapısının oluştuğunun belirgin göstergesidir. Örneklerin SEM morfolojileri daha yoğun ve homojen camsı yapı sergiledikçe, tek aşamalı jeopolimerlerin basınç dayanımları 13.89 MPa'dan 19.60 MPa'ya artmaktadır. Tezin ikinci bölümünde perlit ve metakaolin bazlı köpürtülmüş jeopolimerler ağırlıkça 0, 10, 20, 30, 40, 50, 100 oranlarında metakaolin içerecek şekilde sentezlenmiştir. Numuneler %3 (ağ.) hidrojen peroksit ile köpürtülmüştür. XRD kırınım görüntüleri göstermektedir ki 23° civarında merkezlenmiş halo pik, Si/Al mol oranı azaldıkça daha yüksek açılara (~27-29° 2θ) kaymaktadır ve bu durum polimerleşmenin göstergesidir. %20 (ağ.) ve üzerinde oranlarda metakaolin içeren jeopolimerlerde kristal zeolit fazlarının oluşumu dikkat çekmektedir ve bu oluşumlar SEM görüntüleri ile uyumludur. Sıvı/katı (ağ./ağ.) oranı arttıkça, toplam gözenek hacmi artmakta ve jeopolimerlerin yoğunlukları azalmaktadır. Bu çalışmada elde edilen en düşük yoğunluk değeri 1.74 g/cm3'tür. Termogravimetrik analiz, en düşük ısıl stabilitenin en yüksek gözenek hacmine sahip örnekte olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
In this thesis, structure-property relations in volcanic ash and perlite-metakaolin based geopolymer systems are investigated. In the first part of the thesis, volcanic ash is used as raw material to synthesize one-part (just add water) geopolymers using anhydrous sodium metasilicate particles as the sole alkaline activator. Volcanic ash based one-part geopolymers are synthesized at ambient temperature with varying molar Si/Al (2.5-4.5) and Na/Al (1.1-5.1) ratios with a constant water/solid (wt/wt) ratio of 0.3. The geopolymers are comprised of X-ray amorphous phases and some undissolved crystalline phases (aluminosilicate and iron oxide phases) embedded in the amorphous matrices. The main absorption band in the FTIR spectra assigned to the asymmetric stretching vibrations of Si-O-T (T: Si, Al) shifts to lower frequencies with increasing Si/Al molar ratio, which is a significant indication of the formation of amorphous aluminosilicate gel phase. The corresponding compressive strength values of one–part geopolymers ascend from 13.89 MPa to 19.60 MPa as the SEM morphologies of the specimens display denser, smoother and more homogenized glassy matrices. In the second part of the thesis, perlite-metakaolin based foamed geopolymers are synthesized with varying metakaolin contents of 0, 10, 20, 30, 40, 50, 100 wt% in raw material. The specimens are foamed by means of 3 wt% hydrogen peroxide. XRD patterns depict that the halo peak centered at around 23° shifts to the higher angles (~27-29° 2θ) as Si/Al molar ratio decreases, which is indication of polymerization. Zeolite crystalline phases are remarkable for geopolymers including 20 wt% and higher proportions of metakaolin, consistent with the corresponding SEM micrographs. As water/solid ratio increases, total pore volume of geopolymers increases leading to a decreasing trend in density of the geopolymers. The lowest density achieved in this study is 1.74 g/cm3. Thermal gravimetric analysis indicates that the lowest thermal stability is attained for sample with the highest total pore volume.
Benzer Tezler
- Kuzey ve Batı Anadolu bentonitlerinin kalıp kumu özelliklerine etkisinin incelenmesi
The Investigation of the effect of north and west anatolian bentonites on casting mold sand properties
NECİP ÜNLÜ
- Gördes klinoptilolit rezervinin NH4+ değişimi ve CO2 adsorbsiyonu yardımıyla karakterizasyonu
Başlık çevirisi yok
MAYK MIGIRDİÇ DİNDİSYAN
- Erzincan ovası ve çevresinin morfotektonik özellikleri ve deprem analizi
Morphotectonic characteristics and earthquake analysis of Erzincan plain and surroundings
AHMET UYSAL
- Titanyum köpüklerde yapı-özellik ilişkisi
Structure-property relationship in titanium foams
NİHAN TUNCER
Doktora
Türkçe
2011
BiyoteknolojiAnadolu ÜniversitesiSeramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRSOY ARSLAN
- Processing-structure-property relationship in injection molding of PP based compounds and composites for automotive applications
Otomotiv uygulamalarında kullanılan PP esaslı kompound ve kompozitlerin enjeksiyon yöntemi ile şekillendirilmesinde proses-yapı-özellik ilişkisinin incelenmesi
BURCU GİRGİNER ÖZÜNLÜ
Doktora
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA SENİHA GÜNER