Diatomit ve pomza ikameli çimentoların hidratasyon reaksiyonlarının ve yüzey özelliklerinin spektroskopik yöntemlerle araştırılması
Diatomite and pumice replaced cements investigation of hydratation reactions and surface properties byspectroscopic methods
- Tez No: 741784
- Danışmanlar: PROF. DR. YILMAZ KOÇAK
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Diatomit, Pomza, Hidratasyon, Termal analiz, Mikro yapı, Diatomite, Pumice, Hydration, Thermal analysis, Microstructure
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Düzce Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kompozit Malzeme Teknolojileri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Ülkemizde ve dünyada gün geçtikçe artan çevre kirliliği ve küresel ısınma çimento teknolojisinde yeni ürün geliştirme çalışmalarının artmasına sebep olmaktadır. Söz konusu bu yöntemlerden biri de çimentoya doğal ya da yapay puzolanik malzemelerin ikamesidir. Yapılan bu çalışmada ülkemizde ciddi miktarda rezervi olan diatomit ve pomza kullanılmıştır. Günümüze kadar yapılan çalışmalar puzolonik malzemelerin, beton ve çimentoların fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinde pozitif etkilerinin olduğunu göstermektedir. Ayrıca puzolonik malzemelerin üretimde kullanılması ile çevre kirliliği azaltılmakta ve enerji kaynakları da korunmaktadır. Literatür incelendiğinde genellikle çimentodan daha ince bir yapıya sahip olan pomza ve diatomitin çimento ve beton teknolojisinde kullanımı ile geçirimliliği azalttığı dolayısı ile pozolonik özelliğine de bağlı olarak dayanım ve dayanıklılık özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür. Çalışmada öncelikle hammaddelerin fiziksel, kimyasal, mineralojik ve mikro yapısal özellikleri belirlenmiştir. Sonrasında referans olarak CEM I 42.5 R tipi Portland çimentosuna, %10 ve %20 oranlarında diatomit ve pomza ayrı ayrı; %5 ve %10 pomza ve diatomit birlikte ikame edilerek 7 farklı çimento elde edilmiştir. Bunlarla üretilen çimento harçlarının 2, 7, 28 ve 90. günlerinde basınç dayanımları, ayrıca hazırlanan çimento hamurlarının su ihtiyacı, priz süreleri ve genleşme değerleri belirlenmiştir. Bunun yanı sıra hazırlanmış çimento hamurlarının 2, 7, 28 ve 90. günlerinde hidratasyon reaksiyonunu tespit edebilmek için XRD, FT-IR, DTA-TGA ve SEM yöntemleri kullanılmıştır. İlaveten hammaddelerin yüzey özellikleri belirlenerek aralarındaki uyumun anlaşılması için zeta potansiyel ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Tüm veriler sonucunda diatomit ve pomzanın ayrı ayrı ya da birlikte çimento içerisine ikamesi ile meydana gelen reaksiyonlar tespit edilmiştir. Bu analizlerden XRD, FT-IR ve DTA-TGA sonuçları, hem sadece pomza, diatomit, hem de pomza ve diatomit içerikli çimentonun 90. günde yüksek bir hidratasyon derecesine sahip olduğunu ve bu hidratasyonun devam edeceğini göstermektedir. Ayrıca 90. günde bu çimentoların kimyasal olarak bağlı su içeriğinin PÇ ile aynı, hatta bir miktar üzerinde oluştuğu belirlenmiştir. Bununla birlikte SEM görüntüleri bu çimentoların hidratasyon yaşı arttıkça çok daha yoğun bir mikro yapıya sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Sonuçlar, puzolanik malzemelerin erken yaşlarda, harçların basınç dayanımını düşürdüğünü göstermiştir. Ancak 28. günde PÇ 42.5 R tipi çimentonun minimum mukavemet değerlerinin üzerinde basınç dayanımına ulaşılmış, 90. günde ise hem %10 pomza ikameli hem de %5+5 pomza ve diatomit ikameli harçların basınç dayanımı değerlerinin referans harçtan daha yüksek elde edildiği tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
Environmental pollution and global warming, increasing both in our country and worldwide, have boosted new product development studies in cement technology. One of the studies covers the possibility of replacing cement with natural or artificial pozzolanic materials. In this study, have used diatomite and pumice, which are abundant in our country. Former studies have revealed the positive effects of pozzolanic materials on the physical, chemical, and mechanical properties of concrete and cement. Furthermore, with the use of pozzolanic materials in production, environmental pollution is reduced, and energy resources are secured. Examining the literature, it has been detected that the use of pumice and diatomite which have a thinner structure than cement in cement production and concrete technology reduces permeability and therefore improves strength and durability properties, thanks to its pozzolanic quality. In this context, first of all, the physical, chemical, mineralogical and micro-structural properties of the raw materials were determined in the study. Then, for reference, CEM I 42.5 R type Portland cement, 10% and 20% diatomite and pumice separately; 7 different cements were obtained by substituting 5% and 10% pumice and diatomite together. The compressive strength of the cement mortars produced with these on the 2nd, 7th, 28th and 90th days, as well as the water requirement, setting times and expansion values of the prepared cement pastes were determined. Besides, XRD, FT-IR, DTA-TGA, and SEM were used to detect the reaction rates of the prepared cement mortars on the 2nd, 7th, 28th, and 90th days. In addition, the surface properties of the raw materials were determined and zeta potential measurements were carried out to understand the compatibility between them. As a result of all data, reactions occurring from the substitution of diatomite and pumice for cement, separately or together, have been detected. Among these analyses, XRD, FT-IR and DTA-TGA results show that cements containing sole pumice, diatomite and diatomite and pumice have a high hydration rate on the 90th day, and this hydration would continue. Furthermore, it has been detected that the chemically bound water contents of these cements are the same as, and even a little more than, the PÇ on the 90th day. In addition, SEM footages reveal that these cements get a denser microstructure as their hydration age increases. The results showed that pozzolanic materials reduced the compressive strength of mortars at an early age.However, on the 28th day, the compressive strength was reached above the minimum strength values of the PÇ 42.5R type cement, and on the 90th day, it was determined that the compressive strength values of both 10% pumice substituted and 5+5% pumice and diatomite substituted mortars were higher than the reference mortar.
Benzer Tezler
- Yapay zeka tabanlı uygulamalarla diatomit ve pomza ikameli çimento harçlarının basınç dayanımlarının tahmini
Estimation of compressive strength of diatomite and pumice substituted cement mortars with artificial intelligence based applications
BURAK KOÇAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiDüzce ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. UĞUR GÜVENÇ
- Agrega ve reçine tipinin polimer betonun performansı üzerine etkileri
The effects of aggregate and resin type on performance of polymer concrete
ALİ NADİ KAPLAN
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ ÖZEL
- Beton üretiminde farklı oran ve kombinasyonlarda kullanılan bazı mineral katkıların betonun mekanik özellikleri ve maliyetine etkisi
The effect of some mineral additives used in different ratio and combinations in concrete production on the mechanical properties and cost of concrete
MAHYAR SHOAEI
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiOndokuz Mayıs Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FAHRİ BİRİNCİ
- Pomzanın hafif beton blok duvar elemanı olarak kullanılmasının araştırılması
An Investigation of the using the pumice as an element of block wall lightweight concrete
GÜNGÖR SERİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1999
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiYapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. CELALETTİN BAŞYİĞİT
- Diatomit ve kömür cürufu katkılı pomzanın tarımsal yapılarda duvar malzemesi olarak kullanılması olanakları üzerine bir çalışma
A study on the possiblities of using diatomite and coal slag added pumice as wall materi̇als in agricultural structures
İBRAHİM DUNDAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Endüstri Ürünleri TasarımıAtatürk ÜniversitesiTarımsal Yapılar ve Sulama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH MEHMET KIZILOĞLU