Geri Dön

İnşaat yıkıntı atıkları içeren yeni nesil jeopolimer bağlayıcılar

New generation geopolymer binders incorporating construction demolition wastes

PDF İndir

  1. Tez No: 547229
  2. Yazar: ANIL KUL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 156

Özet

Tüm Dünya'daki ülkelerin sürekli artan kentsel nüfusları, gelişen sanayileri ve ekonomilerinin doğal bir sonucu olarak, inşaat ve yıkım endüstrisi önem kazanmış olsa da, halihazırda küresel ölçekte ortaya çıkan katı atıkların önemli bir bölümünden sorumlu tutulmaktadır. İnşaat ve yıkıntı atıklarının (İYA) dünya çapında göz ardı edilemeyecek seviyelere ulaşmasının temelinde yeni yapısal uygulamalar, kentsel dönüşüm, bakım/onarım, yenileme, yıkım uygulamaları ve altyapısal kalkınma projeleri bulunmaktadır. Uygun bir biçimde kontrol altına alınıp bertaraf edilmedikleri takdirde toksik malzemeler bulundurma ihtimali olan ve temiz toprağa karışacak bu atıklar bireylerin sağlığını ve bulundukları çevreleri tehlikeye atabilir. Bu bağlamda, İYA'nın mümkün olan en uygun yöntemlerle çevresel, sosyal ve ekonomik kaygılar göz önünde bulundurularak kontrol altına alınması önem arz etmektedir. Çevre dostu malzemelerin geliştirilmesi bağlamında, jeopolimerler, geleneksel Portland çimentolu sistemlere kıyasla son yıllarda farklı araştırmacıların dikkatini çekmiştir. Jeopolimer çimentodan tamamen bağımsız, alüminosilikat esaslı bir bağlayıcı malzeme sınıfıdır. Uçucu kül, cüruf gibi endüstriyel yan/atık ürünlerin alkali çözeltileri içerisinde aktive edilmelerinin ardından elde edilmektedirler. Jeopolimerler çevre dostu olmalarına ek olarak, mühendislik özelliklerinin (yüksek dayanım, ve asit, paslanma, yangın/yüksek sıcaklık ve don etkisine karşı yüksek direnç) üstün olmaları bakımından da göz önündedirler. Bu tez çalışmasının amacı, inşaat yıkıntı atıklarının jeopolimer üretiminde kullanılabilirliklerinin uygunluğunun değerlendirilmesidir. İnşaat yıkıntı atıklarının önemli bir bölümünü oluşturan çatı kiremiti, harman tuğla, delikli tuğla, beton atığı ve cam atığı yıkım, onarım işlerinden sonra toplanıp tasniflenmiş, kırıcı yardımı ile kırılmış ve bilyalı değirmen yardımı ile öğütülmüştür. Bu atık malzemeler, tek başlarına ve belirli oranlarda karıştırılarak yaygın olarak kullanılan herhangi bir puzolanik malzeme ilavesi olmaksızın alkali aktivasyon sırasında alüminosilis esaslı öncül malzemeler olarak kullanılmıştır. Polimerizasyon tepkimelerini gerçekleştirebilmek adına sodyum hidroksit, sodyum silikat ve potasyum hidroksit tek başına veya farklı molarite ve konsantrasyonlarda oranlarda karıştırılarak alkali aktivatör olarak kullanılmıştır. İYA'nın jeopolimer üretiminde alüminosilikat kaynağı olarak kullanılabilirliğinin tespit edilebilmesi amacıyla İYA esaslı jeopolimer hamurlar eksenel basınç yüklemesi altında test edilmiştir. Buna ek olarak, jeopolimer hamurlarının morfolojik, kimyasal ve kristalografik yapılarının karakterizasyonu için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM), Enerji Dağılımlı X-Işını Analizi, (EDX), X-Işını Kırınım Analizi (XRD), X-Işını Floresans Spektrometresi (XRF) ve Termogravimetrik Analiz (TGA) gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak, çeşitli İYA'ların jeopolimer üretiminde tekil veya belirli oranlarda karıştırılarak alüminosilikat kaynağı olarak kulllanılabilirliği kanıtlanmıştır. Sonuçlar tamamen atık tuğla esaslı jeopolimer hamurların arzu edilen dayanım sınıflarına ulaşabildiğini göstermiştir. Ancak, atık beton ve atık tuğlanın jeopolymer hamur üretiminde daha etkin kullanılabilirliklerinin belirlenmesi için konunun daha detaylı bir şekilde ele alınması gerektiği görülmüştür.

Özet (Çeviri)

As a result of consistently expanding urban population, continuous development and industrialization of countries' economies around the world, construction and demolition industry gained prominence, despite the fact that it is also considered to be one of the largest producers of solid wastes on a global scale. At the root of substantially increased amounts of construction and demolition waste (CDW) around the world, there, for the most part, stand the new structural applications, repair/maintenance, renovation, demolition works and infrastructural development projects. If not controlled appropriately, these wastes, most of which are going to clean landfills and which are likely to incorporate toxic substances, can endanger the health of individuals and environments surrounding them. Therefore, it is crucial to deal with CDW in proper ways for environmental, social and economic benefits. From the material greenness point of view, geopolymers have been drawing the attention of numerous researchers as promising alternatives to Ordinary Portland Cement (OPC). Geopolymer is a class of aluminosilicate-based binding materials and relies on no cement. It can be made from industrial by-products such as fly ash and slag activated by an alkaline solution. Geopolymers are appealing due to engineering performances such as higher strength and resistance to acid, corrosion, fire/temperature and frost, in addition to material greenness. The aim of this thesis is to evaluate the usability of construction demolition wastes in geopolymer production. Roof tile, red clay brick, hollow brick, concrete and glass wastes which are forming a large part of construction demolition wastes were classified, crushed and grounded right after demolition. These waste materials were used as aluminosilicate precursors individually for alkali activation without inclusion of any type of mainstream pozzolanic materials. Sodium hydroxide, sodium silicate, potassium hydroxide were used individually or combined at different ratios as alkaline activator for polymerization reactions at different molarity and concentrations. Geopolymer pastes which are based on construction demolition wastes were tested under uniaxial compressive strength loading to determine implementability of using CDW as an aluminosilicate source for geopolymers. Besides, geopolymer pastes were characterized with respect to their morphology, chemical and crystallographic structure using methods of Scanning Electron Microscopy (SEM), Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDX), X-Ray Diffraction (XRD), X-Ray Fluorescence (XRF) and Thermogravimetric Analysis (TGA). Consequently, usability of the construction demolition wastes as aluminosilicate sources in the geopolymer production individually or combined at specific ratios has been proven. Results show that it is possible to obtain the desirable strength grades from geopolymer pastes by alkali activation of brick-based construction demolition waste. However, it seems necessary to place more focus on the improved usability of waste concrete and glass in the production of geopolymer pastes.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    692485

    Investigation of the rheological and workability properties of construction and demolition waste based geopolymer mortars

    İnşaat yıkıntı atıkları kullanılarak tasarlanan jeopolimer bağlayıcılı harçların reolojik ve işlenebilirlik özelliklerinin incelenmesi

    HÜSEYİN İLCAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2021

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

  2. Tez No

    866835

    Development of low alkalinity activated construction and demolition waste based geopolymer binder systems for 3D printing application

    Üç boyutlu baskı uygulaması için düşük alkalinite ile aktive edilmiş inşaat ve yıkıntı atığı esaslı jeopolimer bağlayıcılı sistemlerin geliştirilmesi

    HÜSEYİN İLCAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

  3. Tez No

    341157

    Hafriyat toprağı, inşaat ve yıkıntı atıklarının alternatif yönetimleri ve İstanbul ölçeğinde incelenmesi

    The alternative management plan of excavation soil and demolition wastes and Istanbul is examined

    VAHDETTİN MAMUR

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Çevre MühendisliğiBahçeşehir Üniversitesi

    Kentsel Sistemler ve Ulaştırma Yönetimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÖKSEL DEMİR

  4. Tez No

    810443

    Deprem yıkıntı atığı kullanılarak üretilen çevre dostu betonların sürdürülebilir kalkınma ve döngüsel ekonomi açısından çok yönlü değerlendirilmesi

    Multi-perspective evaluation of eco-friendly concretes produced using earthquake demolition waste in terms of sustainable development and circular economy

    MUHAMMED ULUCAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KÜRŞAT ESAT ALYAMAÇ

  5. Tez No

    614111

    Bina yıkıntı atıklarının harç karışımında agrega olarak kullanabilirliği

    Usability of buiding debris wastes as fine aggregate in mortar mixture

    HIBA FATEH SHAKIR QASSAB

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Mühendislik BilimleriGazi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HÜSEYİN YILMAZ ARUNTAŞ

Geri Dön