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
- Tez No: 692485
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
En yaygın kullanılan yapı malzemesi olan beton, önemli zorlukları beraberinde getirir. Beton için ana bağlayıcı malzeme olan portland çimentosu (PÇ), üretimi için yüksek enerji gereksinimi ve buna bağlı sera gazı salınımı nedeniyle çok büyük olumsuz etkilere sebep olur. PÇ ve beton üretimi, su, agrega, kil, kireçtaşı ve alçıtaşı gibi doğal kaynakların dahil edilmesini gerektiren ve çevre için de zararlı etkilere yol açan bir dizi adımı kapsar. Çimento esaslı malzemelerin kullanımının en aza indirilmesi, indirgenmiş enerji tüketimi, CO2 emisyonları ve hammadde kullanımı gibi çevresel faydaları net bir şekilde artıracaktır. Bu nedenle, araştırmacıları çevre dostu inşaat malzemeleri geliştirmeye yöneltmiştir. Son yıllardaki çabalar, PÇ'yi kısmen veya tamamen ikame etmek için başarılı alternatif olan, alkali ile aktive edilmiş malzemeler veya jeopolimerler olarak adlandırılan yeni nesil bağlayıcı malzemelerin buluşuyla sonuçlandı. Jeopolimerler, alüminosilikat içeren malzemeler (yani prekürsörler) ile alkali aktivatörler (örneğin alkali-hidroksit / -silikat çözeltileri) arasındaki reaksiyonun bir sonucu olarak oluşan inorganik polimerlerdir. Jeopolimer teknolojisinde kullanılan farklı alüminosilikat prekürsör arasında yüksek fırın cürufu, uçucu kül, silika dumanı ve metakaolin gibi mineral katkılar yaygınken, farklı alkali aktivatörler olarak sodyum hidroksit potasyum hidroksit, kalsiyum hidroksit, sodyum silikat daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bununla birlikte, bu prekürsörler, beton karışımlarını yıllarca mineral katkı olarak başarılı bir şekilde kullandıkları için oldukça talep görmektedir. Bu nedenle, beton endüstrisi tarafından çok fazla talep edilmeyen alüminosilikat prekürsörlerine artan bir ilgi gösterilmeye başlandı. Yıkıma ve yeniden yapılanmaya dayalı kentsel dönüşüm sonucunda her yıl milyonlarca bina hizmet ömürlerini tamamlayarak ve / veya sakinleri ve çevre için tehlikeli bir duruma geldiklerinde dönüştürülüyor. Oluşan muazzam miktarlardaki İnşaat ve Yıkıntı Atıklarıyla (İYA) ne yapılacağı küresel olarak büyük bir tartışma konusudur ve CDW çoğunlukla depolanır ve atık sahasına bırakılır, bu durumda sağlık / ekonomi / çevre açısından çok maliyetli olan muazzam depolama alanları gerektirir. İYA'yı doğru işlemenin etkili bir yolu, jeopolimerlerin üretiminde İYA tabanlı bileşenleri kullanmaktır. İYA üretiminin küresel olarak sorunlu bir konu olduğu ve İYA'nın dünyanın hemen her yerinde kolayca bulunabileceği göz önüne alındığında bu şekilde kullanmak mantıklıdır. Bu çalışmada, aktivatör tipinin, kullanım oranlarının ve kombinasyonlarının CDW tabanlı jeopolimer matrisin reolojik ve işlenebilirlik performansı üzerindeki etkilerinin incelenmesi amaçlanmıştır. Bu kapsamda ilk olarak geri dönüştürülmüş agrega kullanılan tuğla, kiremit, cam atıkları ve beton atıkları içeren duvar ve çatı elemanlarından oluşan harç fazı deneysel test yöntemleriyle incelenmiştir. Ayrıntılı araştırma için, reometre, deneysel test yöntemlerine ek olarak CDW bazlı jeopolimerin reolojik ve işlenebilirlik özelliklerini anlamak için kullanılmıştır. Böylelikle mekanik performansın yanı sıra CDW bazlı jeopolimerin reolojik ve işlenebilirlik performansı hakkında bilgi birikim (know-how) oluşturulmuş ve tez çalışmasının sonuçları kullanılarak uygulama ihtiyaçlarına göre doğru aktivatörün seçilmesi mümkün olmuştur.
Özet (Çeviri)
Being the most widely used construction material, concrete brings about considerable challenges. Portland cement (PC), main binding material for concrete, creates enormous negative impacts mainly due to the high energy requirement for its production and associated release of greenhouse gases. Production of PC and concrete encompasses a series of steps which require involvement of natural resources such as water, aggregates, clay, limestone and gypsum, which leads to detrimental effects for environment as well. Considering that, minimizing the usage of cementitious materials would clearly increase the environmental benefits such as reduced energy consumption, CO2 emissions and raw material use. This therefore has led researchers to search for the development of environmentally-friendly construction materials. Efforts within the recent years resulted in novel concepts of new generation binder materials termed as alkali-activated materials or geopolymers, that are successful candidates to partially or fully substitute PC. Geopolymers are inorganic polymers that are formed as a result of the reaction between aluminosilicate source materials (i.e. precursors) and alkaline activators (e.g. solutions of alkali-hydroxide/-silicate). Among different aluminosilicate precursors used in geopolymer technology, mineral admixtures such as blast furnace slag, fly ash, silica fume and metakaolin are prevalent while as different alkaline activators, sodium hydroxide potassium hydroxide, calcium hydroxide, sodium silicate are used more commonly. However, these precursors are highly demanded given their successful utilization concrete mixtures as mineral admixtures for years. Therefore, increasing attention was started to be paid on aluminosilicate precursors that are not strongly demanded by concrete industry. As a result of the urban transformation, which is mainly based on demolishment and reconstruction, millions of buildings are transformed each year upon completing their service life and/or reaching to a state that is dangerous to their dwellers and environment. What to do with the tremendous amounts of Construction and Demolition Waste (CDW) created is a question of huge debate globally and CDW mostly ends up being landfilled, which requires immense areas of storage and is very costly health-/economy-/environment-wise. One effective way for the proper CDW handling is to utilize CDW components in producing geopolymers. This is reasonable given the fact that CDW generation is a global problem and CDW can be easily found anywhere in the world. In this study, it was aimed to analyze effects of activators type, usage rates and combinations on rheological and workability performance of CDW based geopolymer matrix. In that context, at first, mortar phase composed of wall and roof members including bricks, tiles, glass waste and concrete waste in which recycled aggregate was utilized, was investigated with empirical test methods. For detailed investigation, rheometer was used to understand rheological and workability characteristic of CDW based geopolymer in addition to empirical test methods. In that way, know-how about rheological and workability performance of CDW based geopolymer was formed as well as mechanical performance and it was made possible to select the correct activator according to the application needs by using the results of the thesis study.
Benzer Tezler
- Yüksek fırın cüruflu çimento ve kimyasal katkı içeren harçların mekanik, reolojik ve işlenebilirlik davranışlarının incelenmesi
Investigation of mechanical, rheological and workability behaviour of blast furnace slag cement and chemical additive containing mortars
MOHAMUD MOHAMED ALI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiIsparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CENK ÖCAL
DOÇ. DR. SIDDIKA GAMZE ERZENGİN
- Pomza tozu ve porselen parlatma atığının ultra yüksek performanslı betonlarda puzolanik malzeme olarak kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of the use of pumice powder and porcelain polishing waste as pozzolanic material in ultra high performance concrete
MUKHTAR OSMANOV
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET EMİROĞLU
DR. ANA MAFALDA MATOS
- 3 boyutlu yazıcılar ile üretilmiş sürdürülebilir geopolimerlerin mekanik, durabilite ve çevresel etkilerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical, durability, and environmental performance of sustainable geopolymers produced by 3d printing
ÖMER FARUK KURANLI
Doktora
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL
PROF. DR. LİBERATO FERRARA
- Maleat türevli polikarboksilatların sentezi ve betona etkilerinin incelenmesi
Synthesis of maleate-based polycarboxylates and investigation of their effects on concrete
FATMA KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Polimer Bilim ve TeknolojisiKocaeli ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET ERDEM
- Çimento ve kimyasal katkı uyumunun işlenebilme, terleme, erket rötre ve ayrışma üzerindeki etkileri
Effects of cement and superplasticizers interaction on workability, bleeding, early shrinkage and segregation of concreters
CENK BAŞEĞMEZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYL AKMAN