Bakteri esaslı kendini onarma sisteminin geopolimer hamur ve harçların performansına etkisi
The effect of bacteria-based self-healing system on the performance of geopolymer pastes and mortars
- Tez No: 731732
- Danışmanlar: PROF. DR. İBRAHİM TÜRKMEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 171
Özet
Bu çalışmada öğütülmüş yüksek fırın cürufu (YFC) kullanılarak üretilen geopolimer hamur ve harç örneklerinin çeşitli performans özelliklerine Bacillus subtilis ilavesinin etkileri araştırılmıştır. Ön deneyler kapsamında, farklı geopolimer hamur numunesi içeriği ve kür ortamları gibi parametreler dikkate alınarak, toplam 10 grup numunenin analizleri yapılmıştır. Ön deneylerin tamamlanmasının ardından, ana deneylerde kullanılacak numune içeriği belirlenmiştir. İyileştirici madde olarak Bacillus subtilis tip bakterilerin kullanıldığı bu çalışmada, bakteri kültürleri, 107 ve 109 CFU/mL olmak üzere iki farklı konsantrasyonda üretilmiştir. Ayrıca, bakteri/bağlayıcı oranı ise % 1, 2 ve 3 olarak seçilmiştir. Yalnızca sodyum silikat (Na2SiO3) kullanılarak aktive edilen geopolimer kompozitler için, toplam sıvı/bağlayıcı oranı geopolimer hamur örneklerinde 0.4, geopolimer harç örneklerinde ise 0.55 olarak sabit tutulmuştur. Bakteri sıvı kültürlerinin taze karışımlara direkt olarak eklendiği tüm örnekler, ilk 7 gün laboratuvar şartlarında kür edilmiş, 7. günün sonunda ise üç farklı kür ortamına (çökeltme ortamı, su kürü ve ortam koşulları) bırakılmıştır. Taze ve sertleşmiş durumdaki geopolimer kompozitler üzerinde bakteri konsantrasyonu, bakteri dozajı ve kür şartlarının etkisini incelemek amacıyla birçok mekanik, geçirimlilik ve durabilite testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, mikrobiyal kaynaklı kendini onarma mekanizmasının geopolimer kompozitlerin performansını önemli ölçüde arttırdığını ortaya koymuştur. Bakteri dozajı açısından optimum değerler ise geopolimer hamur örneklerde %1, geopolimer harç örneklerde ise %3 olarak belirlenmiştir. Sonuçlar, ayrıca, bakterilerin karışıma direkt olarak ilave edilmesi halinde, verimli bir kendini onarma işlemimin ancak üre ve kalsiyum içeren uygun bir kür ortamı (çökeltme ortamı) ile sağlanabileceğini göstermiştir. Öte yandan, elde edilen tüm deney sonuçları, mikro yapısal gözlemler ile doğrulanmıştır. Kendini onarma yeteneğine sahip olduğu düşünülen tüm grup örneklerin SEM görüntüleri belirgin kalsiyum karbonat (CaCO3) oluşumlarını göstermiştir. Benzer şekilde, EDS analizi sonuçları da bu örnek gruplarında CaCO3 oluşumuna işaret eden üç ana elementin (Ca, C ve O) yüksek atomik oranlarda yer aldığını ortaya çıkarmıştır. Ayrıca XRD analizi sonuçları kendini onaran geopolimer harç örneklerinde belirgin kalsit piklerinin varlığını doğrulamıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, the effects of Bacillus subtilis addition on various performance properties of geopolymer paste and mortar samples produced using ground blast furnace slag (GBFS) were investigated. Within the scope of the pre-tests, a total of 10 groups of samples were analyzed, taking into account the parameters such as different sample content and curing mediums. After completion of pre-tests, the sample content to be used in the main experiments was determined. In this study, in which Bacillus subtilis was used as a healing agent, bacteria were produced at two different concentrations (107 and 109 CFU/mL). Bacteria/binder ratio was also selected as 1, 2 and 3 %. For geopolymer composites activated only by using Na2SiO3, the total liquid/binder ratio was kept constant as 0.4 and 0.55 for geopolymer paste and mortar samples, respectively. All of samples, in which bacterial liquid cultures were added directly to the fresh mixtures, were cured under laboratory conditions for the first 7 days, and at the end of the 7th day, they were left in three different curing mediums (precipitation medium, water and ambient conditions). Many mechanical, permeability and durability tests were carried out to examine the effects of bacterial concentration, bacterial dosage and curing conditions on fresh and hardened geopolymer composites. The obtained findings revealed that the microbial-induced self-healing mechanism significantly increased the performance of geopolymer composites. Optimum values in terms of bacterial dosage were determined as 1% and 3% for geopolymer paste and mortar samples, respectively. The results also showed that in case of the addition of bacteria directly to the mix, efficient self-healing can only be achieved with a suitable curing medium containing urea and calcium. On the other hand, all the experimental results obtained were confirmed by microstructural observations. SEM images of all group samples thought to be capable of self-healing showed significant CaCO3 formations. Similarly, the results of the EDS analysis revealed that the three main elements (Ca, C and O) that point to the formation of CaCO3 are located in high atomic ratios in these sample groups. In addition, XRD analysis results confirmed the presence of prominent calcite peaks in the self-healing geopolymer mortar samples.
Benzer Tezler
- Antibakteriyel özelliklere sahip ve kendi kendini iyileştirebilen yara örtüsü olarak kullanılabilecek polivilin alkol esaslı hidrojellerin geliştirilmesi
Development of polyvinyl alcohol based hydrogels with antibacterial properties and can be self-heali̇ng used as wound dressings
NİMET RUMEYSA KARAKUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
BiyomühendislikSakarya ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MAHMUT ÖZACAR
- Kapsüllenmiş bakteriler kullanılarak kendi kendini iyileştirebilen çimento esaslı kompozit üretimi
Production of self-healing cement-based composites using capsulated bacteria
MUSA YILDIRIM
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriBursa Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACER BİLİR ÖZHAN
- Escherichia coli bakterisinin görüntü işleme teknikleriyle belirlenmesi
Image based identification of Escherichia coli bacteria
DİLEK TOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
MikrobiyolojiMarmara ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALUK KÜÇÜK
YRD. DOÇ. DR. A. EMİN KUZUCUOĞLU
- A syntethic biology approach for engineered functional biofilms
Tasarlanmış fonksiyonel biyofilmler için sentetik biyoloji yaklaşımı
EBUZER KALYONCU
Doktora
İngilizce
2017
Biyomühendislikİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. URARTU ÖZGÜR ŞAFAK ŞEKER
- Carbon fiber based DNA biosensor design
Karbon fiber esaslı DNA biyosensör tasarımı
ERKAN DOĞRU
Doktora
İngilizce
2017
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ATİLLA ARIKAN
PROF. DR. ELİF ERHAN