Beton elemanların yapısal sağlık izlemesi için geliştirilen çimento esaslı sensörlerin kendiliğinden algılama kapasitelerinin araştırılması
Investigation of self-sensing capacities of cement-based sensors developed for structural health monitoring of concrete elements
- Tez No: 657975
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MERAL OLTULU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 215
Özet
Amaç: Bu çalışmada karbon fiber, nano nikel tozu ve çok duvarlı karbon nanotüp (MWCNT) içeren çimentolu kompozitlerin sensör olarak Yapısal Sağlık İzlemesinde kullanımı incelenmiştir. Yöntem: Bu çalışma başlıca dört kısımdan oluşmaktadır. Birinci kısım, literatüre dayalı olarak iletken malzemelerin homojen dağılımını sağlamak için çeşitli karıştırma ve üretim yöntemlerini, ikinci kısım; çimento kompozitlerinin farklı kürlenme yaşlarındaki elektriksel özelliklerini, monotonik ve periyodik basınç yüklemesi altında piezorezistif (kendiliğinden algılama) davranışı ve gerilme/deformasyonu ölçümlerini, üçüncü kısım; XRD, BET, MIP testleri yapılarak çimento kompozitlerin mikroyapısının incelenmesini, dördüncü kısım, yapının gerilme/deformasyon davranışını incelemek için yapı elemanına piezorezistif sensörlerin gömülerek kullanımını içermektedir. Elektriksel ve piezorezistif özelliklerin belirlemesinde hacimce %0.1, 0.25, 0.5, 0.75 ve 1 oranlarında toplam 50 grup kompozit üretilmiştir. Gömülü sensörler çalışmasında toplam 4 grup beton eleman üretilmiştir. Bulgular: Deney sonuçları, karıştırma yöntemlerinin, iletken malzemelerin çimento hamurunda homojen dağılımını sağlamak için çok önemli olduğunu göstermektedir. Kullanılan malzeme oranı, karıştırma metodu, kürleme metodu ve elektriksel direnç ölçüm metotları gibi birçok faktör, çimento kompozitlerinin elektriksel özellikleri üzerinde etkili olmuştur. kullanılan gruplar arasında KNT ve KFKNT0.75 grupları, uygulanan basınç yükleri altında iletken malzemeli kompozitler en iyi kendiliğinden algılama özelliği göstermiştir. İletken malzemelerin kullanımı, kompozitlerin XRD, BET ve MIP analiz sonuçlarını etkilemiştir. Sonuç: KNT ve KFKNT'li kompozitlerin piezorezistif özelliklerinin KF ve NNi'li kompozitlerden daha etkili olduğu belirlenmiştir. Gömülü sensörler, monotonik ve periyodik basınç yükleri altında yapının gerilme/deformasyon algılama kapasitesini geliştirdiği bulunmuştur. KNT0.75, KNT1, KF0.1KNT0.5 ve KFKNT0.75 grupları gömülü sensörlerde en iyi kendiliğinden algılama kapasitesi göstermişlerdir.
Özet (Çeviri)
Purpose: This study examined the feasibility of using carbon fibers, nano nickel powders and multi-walled carbon nanotubes (MWCNTs) in cement paste as sensors in Structural Health Monitoring. Method: This study was divided into four parts. The first part, based on the literature a number of mixing methods were performed to ensure well-dispersing for the conductive materials. The second part, investigating the electrical properties of cement composites at different curing ages, piezoresistive (self-sensing) behaviour and stress/strain measurements under monotonic and cyclic compression loading. The third part, studying the microstructure of the composites by conducting XRD, BET, MIP tests. The fourth part, involves the use of embedded piezoresistive sensors in the structural element to examine the stress/strain behaviour of the structure. A total of 50 groups of composites were produced by 0.1, 0.25, 0.5, 0.75 and 1%vol. to determine the electrical and piezoresistive properties of the composites. In the study of embedded sensors, a total of 4 groups of concrete elements were produced. Findings: The experimental results indicate that the mixing methods are very important to ensure well-dispersing of the conductive materials into the cement paste. The conductive materials developed the electrical properties and showed various sensing sensitivity under applied compression loads. Many factors such as fraction volume, mixing method, curing method and the electrical resistivity measurement methods have been influenced the electrical properties of the cement composites. Among the conductive materials used, KNT and KFKNT0.75 composites showed the best self-sensing properties under the applied pressure loads. The use of conductive materials into cement paste has affected the results of XRD, BET and MIP analysis of the composites. Results: The results indicate that the MWCNTs and the CFCNT more effectively improved the piezoresistive properties of the cement paste than CF and NNi. The embedded sensors have been found to improve the stress/strain sensing capacity of the structure under both monotonic and cyclic compression loads. The CNT0.75, CNT1, CF0.1CNT0.5 and CFCNT0.75 groups showed the best self-sensing capacity in the embedded sensors.
Benzer Tezler
- Value of information obtained using structural health monitoring of an rc bridge subjected to seismic hazard
Deprem tehlikesine maruz kalan bir betonarme köprü için yapısal sağlık izleme yöntemiyle elde edilen verilerin değeri
SIAMAK TAHAEI YAGHOUBI
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği ve Afet Yönetimi Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. UFUK YAZGAN
- Yapısal sağlık izleme ile eski yapıların dinamik parametrelerinin belirlenmesi ve modellenmesi
Determination and modeling of dynamic parameters of the old structures with structural health monitoring
ERDAL VURAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiErciyes Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MÜSLÜM KILINÇ
- Akustik emisyon yöntemi ile betonun kırılma karakterizasyonu
Fracture characterization of concrete by acoustic emission
BARIŞ BENGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİNEL ALVER
- 19. yy son çeyreğinde yeni malzeme ve yapım tekniği kullanımının istanbul'da inşa edilen üç dini yapı üzerinden çözümlenmesi
An analysis of the use of new materials and construction techniques in the last quarter of the 19th century on three religious buildings in istanbul
DENİZ SENA YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLSÜM TANYELİ