Production of alcohol dispersion containing calcium hydroxide and magnesium hydroxide nanoparticles for dolomite formation and consolidation
Kalsiyum hidroksit ve magnezyum hidroksit nano taneli alkol dispersiyonu üretimi ile dolomit oluşturma ve sağlamlaştirma
- Tez No: 668977
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AYŞE TAVUKÇUOĞLU, PROF. DR. EMİNE NEVİN SALTIK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Arkeometri, Archaeometry
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Arkeometri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 196
Özet
Dolomit taşı (CaMg(CO3)2 – kalsiyum magnezyum karbonat), antik dönemlerden beri birçok tarihi yapının yapımında yaygın olarak kullanılan önemli bir yapı taşıdır. Bu yapılar zamanla bozulma sorunları gösterebilir ve korunmaya ihtiyaç duyarlar. Dolomit taşının korunmasında, taşın bünyesine uygun olmayan malzemeler ve kimyasallar ile yapılan sağlamlaştırma işlemlerinin özgün taşa zarar verdiği bilindiğinden, taşın yapısı ile uyumlu bir sağlamlaştırma malzemesinin kullanılması gereği şarttır. Bu çalışmada, yıpranmış dolomit taşının bozulmuş kısımlarında yine dolomit sentezleyerek sağlamlaştırılması hedeflenmiştir. Bunun için, taşın kendisinden üretilmiş Ca(OH)2 ve Mg(OH)2 nanotaneli alkol dispersiyonu hazırlanmıştır. Bu dispersiyon, desikatör içerisinde CO2 ile reaksiyona sokularak karbonatlaşma işleminin gerçekleşmesi sağlanmıştır. Taşa uygulama yapmadan önce, karbonatlaşma işlemi petri kaplarında izlenmiştir. Karbonatlaşma işleminin, desikatördeki bağıl nem ve CO2 kısmi basıncından ve dispersiyonun Mg:Ca oranından etkilendiği görülmüştür. En etkili dolomit oluşumu, Ca(OH)2 ve Mg(OH)2 nanotanelerinin, yüksek bağıl nem (90-95%) ve yüksek CO2 kısmi basıncı (pCO2~0.4 atm) altında, Mg:Ca oranının yaklaşık 1 olduğu etil alkol dispersiyonunda karbonatlaşması ile sağlanmıştır. Dolomitleşme için desikatörde oluşan systemin en az 10 gün rahatsız edilmemesi gereklidir. Petri kabında oluşan ürünler XRD, FTIR ve SEM ile takip edilmiştir. Daha sonra Ca(OH)2 ve Mg(OH)2 nanotaneli alkol dispersiyonu yıpranmış dolomit taşının içine nüfuz ettirilerek, yüksek bağıl nem ve yüksek CO2 basıncı altındaki desikatöre konmuş ve solüsyonun taşın içinde karbonatlaşması sağlanmıştır. Karbonatlaşma işlemi sonucunda, 100-200 nm boyutunda dolomit agregalarının taşın içerisinde oluştuğu SEM ile gözlemlenmiştir. Yıpranmış taşın ortalama ultrasonik hızı yaklaşık 1844 m/s 'den 2158 m/s'ye yükselmiştir. Bunlara ek olarak, oluşan karbonatlaşma ürünlerinin, yani dolomitin, iki kırık parçayı bir arada tutabilecek kadar güçlü yapıştırma özelliği olduğu görülmüştür. Dolomit taşının kendisinden başlayarak bu özgün sağlamlaştırma malzemesinin üretilebilmesinin, sağlamlaştırma uygulamasının tariflenebilmesinin ve laboratuvar ortamında dolomit sentezinin başarılmasının, taş koruma uygulamalarına büyük katkı sağlaması beklenmektedir
Özet (Çeviri)
Dolostone (CaMg(CO3)2 - calcium magnesium carbonate) has been a commonly-used building stone in the construction of many historical structures since the ancient periods. Those structures show deterioration problems in time and need conservation treatments. Repairs with incompatible materials are known to damage the original stone. In the context of dolomite conservation, there is a necessity to develop a consolidation material and treatment method that is compatible with the dolomite. The study aims to consolidate the dolostone by synthesizing dolomite within its deteriorated parts. For that purpose, alcohol dispersion of Ca(OH)2 and Mg(OH)2 nanoparticles was produced from the dolostone itself. This dispersion was allowed to react with CO2 in a desiccator. The carbonation process was followed in petri dishes prior to consolidation treatment. It is found that the carbonation process is affected by relative humidity (RH) and CO2 partial pressure (pCO2) in the desiccator, and Mg:Ca ratio of the dispersion. The most effective dolomite formation is achieved by the carbonation process of Ca(OH)2 and Mg(OH)2 nanoparticles under high RH (90-95%) and high CO2 partial pressure (pCO2 ~ 0.4 atm) conditions in ethanol dispersion where Mg:Ca ratio is ~1. It is important not to disturb that system in the desiccator at least for 10 days for dolomitization. The carbonation products formed in petri dishes were followed by means of XRD, FTIR, and SEM analyses. Afterwards, the deteriorated dolostone sample was treated with alcohol dispersion of Ca(OH)2 and Mg(OH)2 nanoparticles, and kept in a desiccator under high RH and high CO2 partial pressure conditions for carbonation. The formation of dolomite aggregates having 100-200 nm size within the matrix of dolostone was confirmed by SEM analysis. Average UPVdirect value of the treated dolostone sample increased from ~1844 m/s to 2158 m/s. The carbonation products could join two broken dolostone pieces together, which shows its strong adhesion property. The production of this specific nano-consolidation material from the dolostone itself, the description of the consolidation treatment for dolostone, and the success in dolomite synthesis in the laboratory under the appropriate carbonation conditions are expected to provide an important contribution to stone conservation practices.
Benzer Tezler
- Faz inversiyon polimerizasyonu ile polistiren partikül üretimi ve polimerizasyon kinetiğinin incelenmesi
Başlık çevirisi yok
RIDVAN KAHRAMAN
- Alkol içeren sulu dispersiyonların damla buharlaşması yoluyla silindirik ince böcek öldürücü ilaç tabakasının oluşturulması
Başlık çevirisi yok
EMİNE TUĞÇE ARITÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Kimya MühendisliğiGebze Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ YILDIRIM ERBİL
- İletkenlik dedektörlü iyon kromatografisi ile alkollü içeceklerde florür, asetat, format, klorür, nitrat, sülfat anyonlarının birlikte tayini
Simultaneous determination of fluoride, acetate, formate, chloride, nitrate, sulphate in alcoholic beverages with ion chromatography/ conductivity detector
MELİKE GÜLER ŞİMŞEK
- Design and synthesis of molecularly imprinted stimuli-responsive hybrid sol-gels for sustained release of donepezil
Duyarlı moleküler imprint hibrit sol-jellerin sentezi ve donepezilin kontrollü salınımda kullanımı
SERAP ALACA
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN GÜNEY
- Grafen takviyeli polimer kompozit üretimi
Graphene reinforced polymer composite production
HAZAL YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Polimer Bilim ve TeknolojisiBursa Teknik ÜniversitesiLif ve Polimer Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AYŞE BEDELOĞLU