Effects of particle size optimization on the self-healing behavior of engineered cementitious composites
Tane boyutu optimizasyonunun tasarlanmış çimentolu kompozitlerde kendiliğinden iyileşme davranışına etkisi
- Tez No: 579887
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SÜLEYMAN BAHADIR KESKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 136
Özet
Tasarlanmış Çimentolu Kompozitler (TÇK), üstün mekanik ve durabilite özellikleriyle ümit vadeden malzemelerdir. TÇK'nın üretiminde kullanılan malzemeler ve tasarım prosedürü onu benzerleri arasında üstün kılan etmenlerdir. Bu özel tasarım ve üretim süreci, TÇK'ya ayrıca çok üstün bir özellik olarak değerlendirilen çatlaklarını kendiliğinden iyileştirebilme yetisini de vermektedir. Her ne kadar ECC, tasarımda kullanılan malzemelere ve bunların oranlarına karşı çok hassas olsa da, içeriğindeki malzemeleri değiştirerek dahi benzer özelliklere sahip TÇK üretimi yapılmasının mümkün olduğu literatürdeki çeşitli çalışmalarla gösterilmiştir. Ayrıca, TÇK'nın doğaya olumsuz etkisini azaltmaya, maliyetini düşürmeye ve durabilite özelliklerini geliştirmeye odaklanan birçok başarılı çalışma vardır. Buna rağmen, şu an için literatürde TÇK tasarımında parçacık paketleme metotlarının(PPM) kullanımına dair herhangi bir çalıma yoktur. TÇK'nın kendiliğinden iyileşme gösterebilmesi adına tasarımında kullanılan malzemelerin ve bunların oranlanmasının önemi çok büyük olduğu için, PPM'larının TÇK matrisine uygulanması kendiliğinden iyileşme özelliklerini geliştirmek adına potansiyel taşımaktadır. Bu nedenle bu tez, literatürde iyi bilinen ECC karışımlarına dayanan başarılı bir parçacık büyüklüğü optimizasyon çalışması yapmayı ve daha yoğun ve daha homojen kompozitler elde etmek için farklı agregalar ve bağlayıcılar kullanarak bu karışımları yeniden tasarlamayı amaçlamıştır. Yeniden tasarlanan bu karışımların kendi kendini iyileştirme performansları, tahribatlı ve tahribatsız test yöntemleri ile araştırılmıştır. Güvenilir sonuçlar elde etmek için Hızlı Klorür İyon Geçirgenliği (HKİG), Elektriksel Empedans (EE) ve Ultrases Dalga Hızı (UDH) testleri gibi çeşitli tahribatsız test yöntemleri uygulanmıştır. Tahribatsız test yöntemleri ile birlikte, karışımların mekanik özelliklerinin geri kazanılmasında kendiliğinden iyileşmenin etkisini belirlemek için numuneler 4 noktalı eğilme altında da test edildi. Ayrıca, kamera ve mikroskop kullanılarak çatlakların kendiliğinden iyileşme süreci görsel olarak izlendi ve numunelerin çatlaklarında oluşan kendiliğinden iyileşme ürünlerinin analizi, X-Işını kırınımı (XRD), taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X ışını spektrometresi (EDS) yöntemleri ile yapıldı. Sonuç olarak, parçacık boyutu optimizasyon yöntemi ile tasarlanan ve kendiliğinden iyileşme özellikleri geliştirilmiş TÇK karışımları üretmenin mümkün olduğu gösterilmiştir. Kendiliğinden iyileşme mekanizması aracılığıyla geçirgenlik ve mekanik özelliklerin geri kazanımı üzerine yapılan araştırmalar, bu tez kapsamında üretilen tüm örneklerin farklı oranlarda kendiliğinden iyileşme gerçekleştirdiğini göstermiştir. Buna ek olarak, çatlak karakterizasyon analizleri, çatlaklar içinde oluşan kendiliğinden iyileşme ürünlerinin, Kalsiyum-Silikat-Hidrat (C-S-H) jeli/ kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) oluşumları ve karbonatlaşmaya (CaCO3) dayanan her iki kendiliğinden iyileşme mekanizmasının kombine etkisinden kaynaklandığını gösterdi.
Özet (Çeviri)
Engineered Cementitious Composite (ECC) is a promising material with its superior mechanical and durability performance. Special ingredients and design procedure of ECC are what make it a superior material among its kind. This special design and production process also gives ECC capability of self-healing its cracks which is considered to be an outstanding feature. Although ECC is very sensitive to materials and proportions used in the design, it was shown by several studies that it is possible to produce ECC by altering the ingredients and achieve similar properties. Moreover, there are successful studies focusing on improving greenness, cost-efficiency and durability of ECC. Nevertheless, for the time being there is study that applies particle packing methods (PPMs) to ECC design in the literature. Since the materials and proportions used in the design are crucial for ECC to perform self-healing, application of PPMs to the matrix of ECC carries the potential to enhance its self-healing behavior. For this reason, this thesis aimed to conduct a successful particle size optimization work based on well-known ECC mixtures in the literature and re-design these mixtures by using different aggregates and binders in order to obtain denser and more homogeneous composites. Self-healing performances of these re-designed mixtures were investigated by destructive and non-destructive testing methods. In order to obtain reliable results, a variety of non-destructive test methods such as Rapid Chloride Permeability (RCP), Electrical Impedance (EI) and Ultra Pulse Velocity (UPV) tests were carried out. Along with non-destructive testing methods, the mixtures were also tested under 4-point bending to determine the reflection of self-healing on the recovery of mechanical properties. Moreover, self-healing process of cracks is visually monitored by using a camera and microscope and the self-healing products formed in the cracks of specimens were analyzed by X-Ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS) methods. As a result, it was shown that it is possible to produce enhanced ECC mixtures designed by particle size optimization method in terms of self-healing performance. Investigations on the recovery of permeability and mechanical properties by self-healing mechanism showed that all specimens produced in the scope of this thesis performed self-healing to different extends. In addition, crack characterization analyses showed that self-healing products formed within the cracks originated from combined effect of both self-healing mechanisms; Calcium-Silicate-Hydrate (C-S-H) gel/calcium hydroxide (Ca(OH)2) formations and carbonation (CaCO3).
Benzer Tezler
- Production of engineered cementitious composites with waste materials of Mugla region
Muğla bölgesi atık malzemeleri ile tasarlanmış çimentolu kompozit üretimi
OLKAN İLTER TAŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
İnşaat MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SÜLEYMAN BAHADIR KESKİN
- Transparan AlON seramiklerinin SPS ile üretimi ve geliştirilmesi, farklı katkıların transparanlık ve mekanik özellikler üzerindeki etkilerin incelenmesi
Production and development of transparent AlON ceramics with SPS, investigation of the effects of different additives on transparency and mechanical properties
DEMET AYDOĞMUŞ
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ ŞAHİN
- B4C-TiB2 nanokompozit tozlarının kendiliğinden ilerleyen yüksek sıcaklık sentezi (SHS) ile üretimi, proses optimizasyonu ve spark plazma sinterleme (SPS) prosesine shs nanotozlarının etkisi
Production of B4C-TiB2 nanocomposite powder by self-propagating high temperature synthesis (SHS), process optimization and effect of SHS nanoparticles on spark plasma sintering (SPS) process
OZAN ÇOBAN
Doktora
Türkçe
2023
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ERCAN AÇMA
- Mikro ve nano boyutlu polimer esaslı floresans kemosensörlerin dizaynı
Designing of micro and nano sized polymer based fluorescence chemosensors
ECE AKKOÇ
- Posakonazol'un mikroemülsiyonlarının hazırlanması ve optimizasyonu
Preparation and optimization of microemulsions of posaconazole
SOUSAN SANAEIOSKOUEI
Tıpta Uzmanlık
Türkçe
2021
Eczacılık ve Farmakolojiİstanbul ÜniversitesiFarmasötik Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET OĞUL ARAMAN