Farklı faz ve boyutlardaki titanyum dioksitin çimento bağlayıcılı kompozitlerin özellikleri üzerine etkileri
Effects of titanium dioxide with different phases and dimensions on the characteristics of cement binding composites
- Tez No: 597287
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 202
Özet
Hacimsel olarak sudan sonra en çok kullanılan malzemenin beton olduğu düşünüldüğünde, modern toplumların karşı karşıya kaldığı hava kirliliklerini aşmanın temel yollarından birisinin de, var olan temel yapı malzemelerini havada kirliliği oluşturan maddeleri kimyasal olarak bağlayarak azaltacak nitelikte, yenilikçi, fonksiyonel ve ekonomik tasarımlar ile geliştirmek olduğu söylenebilir. Bu kapsamda fotokatalitik malzemelerin bir türü ve aynı zamanda bir yarı iletken olan titanyum dioksit (TiO2), UV ışıkları altındaki güçlü oksidasyon kapasitesi, asidik ve bazı temel bileşiklere maruz kaldığı durumlarda kimyasal stabilitesini koruyabilmesi, UV ışıklarının yokluğunda aktive olmaması ve toksik herhangi bir özellik göstermemesi nedenlerinden ötürü önemli bir yapı malzemesi olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu tez çalışması kapsamında, bahsedilen çevre problemlerine uygulanabilir çözümler sunabilen, geleneksel yöntemlerden farklı olarak, tasarımında aynı anda farklı ölçeklerde (nano ve mikro ölçekler) birçok parametre dikkate alınan, TiO2 katkılı çimento bağlayıcı kompozitler geliştirilmiştir. Bu bağlamda, anataz ve rutil fazında TiO2'nin farklı ölçeklerde (nano, mikron-altı ve mikron) tekli ve aynı anda kullanıldıkları durumlarda boyut etkisi araştırılıp optimum tane boyut karakterizasyonu yapılmıştır. Daha sonra farklı boyutlardaki özellikle nano ölçekli TiO2 taneciklerinin homojen olarak dağıtılabilmesi amacı ile uygun pratik karıştırma yöntemleri üzerinde çalışmalar yapılmıştır. Elde edilen veriler doğrultusunda farklı kristal formlardaki (anataz ve rutil) TiO2 toplam bağlayıcı ağırlığının %2,5, %5, %7,5 ve %10 oranlarında ikame edilmiş ve kompozit malzemeler üzerindeki etkileri araştırılıp en uygun kullanım oranı tespit edilmiştir. Sonuçların değerlendirilmesinde fotokatalitik etki ve mühendislik özelliklerinin yanı sıra, mikro yapısal analizler ile hidratasyon kinetiği üzerinde de incelemeler yapılmıştır. Sonuç olarak literatürdeki sonuçlara ek olarak, bütüncül tasarım yaklaşımıyla geliştirilen TiO2 ikameli çimento bağlayıcılı kompozitlerin mikromekanik özelliklerinin yanında, fotokatalitik kabiliyetlerinin de piyasada kullanılan ürünlere benzer ya da üstün performans sergilediği sonucuna varılmıştır. Elde edilen sonuçların sürdürülebilirliğe ve rekabetçi ortama büyük katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
Considering the fact that concrete, on a volumetric basis, is the most commonly used material after water, it can be stated that one of the fundamental ways to overcome air pollution facing modern societies is to develop innovative, functional and cost-effectively-designed construction materials in a way to reduce the air-pollutants by chemical binding. Within this context, titanium dioxide (TiO2) which is a type of photocatalytic materials and a semiconductor, is regarded as an important construction material thanks to its strong oxidation capacity under UV lights, ability to protect chemical stability when subjected to acidic and certain compounds, inactivity in the absence of UV lights and nontoxic characteristics. In the scope of current thesis, TiO2-doped cementitious composites which are capable of providing solutions for abovementioned environmental issues were developed by taking different-scale (nano- and micro-scale) parameters into account simultaneously, different from traditional techniques. In this sense, optimum particle size characterization was made after researching the size effect for different-size (nano, submicron and micron) anatase- and rutile-type TiO2 for the cases where they were used either singly or in combination. After, improvements were made on suitable practical mixing methods for homogenous distribution of different-size, especially nano-scale, TiO2 particles. In the direction of obtained results, TiO2, which were in different crystal forms (anatase and rutile) were incorporated by 2.5%, 5%, 7.5% and 10% of the total weight of cementitious materials and the most suitable utilization rates were determined after assessing their effects on composite materials. During the discussion of results, in addition to photocatalytic effect and engineering properties, observations on hydration kinetics and microstructural analyses were made. As a result it is concluded that along with the results available in the literature, TiO2-doped cementitious composites developed by the holistic design approach exhibit similar or better performance than their counterparts available in the market in terms of their photocatalytic capabilities together with micromechanical properties. It is believed that obtained results will make a significant contribution to the sustainability and competitive environment.
Benzer Tezler
- Nanocomposite scaffolds containing metal nanoparticles
Metal nanotanecik içeren nanokompozit yapı iskeleleri
AYŞEN AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2020
Biyomühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLTEKİN GÖLLER
PROF. DR. MELEK MÜMİNE EROL TAYGUN
- Fabrication of hollow fiber nanofiltration membranes: role of nanocomposites in membrane performance
İnce boşluklu (Hollow fiber) nanofiltrasyon membranlarının üretimi: membran performansında nanokompozitlerin rolü
GÜLSÜM MELİKE ÜRPER BAYRAM
Doktora
İngilizce
2019
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KOYUNCU
- Synthesis of TiO2 nanorods by hydrothermal method and their opto-electronic device applications
TiO2 nanoçubukların hidrotermal yöntemiyle sentezi ve opto-elektronik aygıt uygulamaları
ÖZGE GÜLLER
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN KARAAĞAÇ
- The effect of Ti and Cr addition on microstructure and mechanical properties of 316L powder metallurgy stainless steel used in biomedical application
Tı ve Cr ilavesinin, biyomedikal uygulamada kullanılan 316L toz metalurji paslanmaz çeliğin mikroyapı ve mekanik özellikleri üzerindeki etkisi
HABAB SEDEG TAIBALASMA MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
BiyomühendislikKarabük ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET AKİF ERDEN
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET SERDAR GÜLDİBİ
- Synergistic effects of Mo and Ti element addition on microstructure, mechanical and corrosion properties of 316 L stainless steels produced by PM method
TM yöntemiyle üretilen 316 L paslanmaz çeliklerin mikro yapı, mekanik ve korozyon özellikleri üzerinde Mo ve Ti element ilavesinin sinerjik etkileri
MOHAMMED FARAJ ALI ABU SHAALAH
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARUN ÇUĞ
PROF. DR. MEHMET AKİF ERDEN