Synthesis of green calcium sulfoaluminate cements using an industrial symbiosis approach
Endüstriyel simbiyoz yaklaşimi ile yeşil kalsiyum sülfoaluminat çimentolarinin sentezi
- Tez No: 763102
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL ÖZGÜR YAMAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Endüstriyel simbiyoz, Kalsiyum sülfoalüminat, Çevresel değerleme, Çimento, Industrial symbiosis, Calcium sulfoaluminate, Environmental evaluation, Cement
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Betonun ana bağlayıcısı olan Portland çimentosu (PÇ), enerji ve emisyon yoğun bir yapı malzemesidir. Kalsiyum sülfoalüminat (KSA) çimentosu ise, üretiminde daha az enerji kullanıldığı ve çevreye daha az CO2 salındığı için PÇ' ye alternatif sürdürülebilir bir bağlayıcı olarak görülebilir. KSA çimentosu üretiminde karşılaşılması muhtemel bir sorun ise, boksit gibi alümina içeren hammaddelerin maliyeti ve bulunabilirliğidir. Bu çalışmada, endüstriyel simbiyoz yaklaşımı kullanılarak çevre dostu KSA çimentosu sentezi amaçlanmıştır. Doğal hammaddeler olan kalker ve alçıtaşının yanı sıra Serox, pota fırını cürufu, seramik atıkları ve cam atıkları gibi farklı endüstrilerden gelen atıklar/yan ürünler laboratuvarda sentezlenen KSA çimentolarında hammadde olarak kullanılmıştır. KSA çimentolarının karakterizasyonu, hidratasyon davranışları ve uzun dönem performansları farklı deneysel yöntemlerle değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, üç farklı KSA çimentosu en az %40 atık/yan ürün kullanılarak başarıyla sentezlenmiş ve ana bileşenler olarak ye'elimit, anhidrit, mervinit ve florellestadit oluşumu saptanmıştır. Tüm KSA çimentolarında ana hidratasyon ürünü olarak etrenjit oluşumu tespit edilmiş ve bir gün içinde 30 MPa'nın üzerinde bir basınç dayanımı elde edilmiştir. Oluşan bu etrenjitin, uzun dönemde karbonatlaşma eğiliminde olduğu da saptanmıştır. Ayrıca, Monte Carlo simülasyon tekniği kullanılarak KSA çimentolarının CO2 emisyonu PÇ ile karşılaştırılmış ve sentezlenen tüm KSA çimentoları göz önüne alındığında emisyon değerlerinde %48'e varan azalmalar görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Portland cement (PC), the main binder of concrete, is an energy- and emission-intensive construction material. Calcium sulfoaluminate (CSA) cement can be seen as a sustainable alternative to PC because its production uses less energy and emits less CO2 to the environment. A potential problem facing the production of CSA cement is the cost and availability of alumina-bearing raw materials like bauxite. In this study, it was aimed to synthesize environmentally friendly CSA cement using an industrial symbiosis approach. In addition to the natural raw materials limestone and gypsum, the wastes/by-products from different industries i.e., Serox, ladle furnace slag, ceramic waste, and glass waste were used as raw materials for CSA production in the laboratory. The characterization of the CSA cements, their hydration behavior, and long-term performance were evaluated by various test techniques. As a result, three different CSA cements were successfully synthesized using at least 40% waste/by-product and it was determined that their main compounds were ye'elimite, anhydrite, merwinite, and fluorellestadite. Ettringite formation was detected as the main hydration product in all CSA cements and a compressive strength of over 30 MPa was obtained within one day. The ettringite that was formed seemed to carbonate in the long term. In addition, using Monte Carlo simulation technique, the CO2 emission of CSA cements were compared with that of PC, and considering all CSA cements, it was found out that the reductions up to 48% can be achieved.
Benzer Tezler
- Açai palm bitkisinden kalsiyum karbonat nanopartiküllerinin yeşil sentezi, karakterizasyonu ve boyar madde adsorpsiyonunun incelenmesi
Investigation of green synthesis, characterization and dye adsorption of calcium carbonate nanoparticles from acai palm plant
NEZAHAT EKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELDA ALTIKATOĞLU YAPAÖZ
- Green synthesis of nanostructured bioactive glass for dental applications
Diş hekimliği uygulamalarında kullanılmak üzere yeşil sentez ile nano-yapılı biyocam sentezi
MELİSA TÜNCER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Biyomühendislikİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüBiyomühendislik Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ CEYDA ÖKSEL KARAKUŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ DENİZ TANIL YÜCESOY
- The synthesis of silver, zinc and calcium nanoparticles from antarctic bacterium and effects of these nanoparticles against plant pathogens
Antarktika bakterisinden gümüş, çinko ve kalsiyum nanopartiküllerinin sentezi ve bu nanopartiküllerin bitki patojenlerine karşı etkileri
SİMGE EMLİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
BiyolojiYıldız Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji ve Genetik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVGİ MARAKLI
- Yeşil sentezle Malva sylvestris'ten karbon kuantum noktaların eldesi, vankomisin yüklü kalsiyum aljinat filmlerinin hazırlanması ve in vitro ilaç salınım özelliklerininincelenmesi
Green synthesis of carbon quantum dots from Malvasylvestris, preparation of vancomycin-loaded calciumalginate films and investigation of their in vitro drugrelease properties
LAYTH SHAKIR MAHMOOD MAHMOOD
- Synthesis of pyrimidine-based heterocyclic compounds via multicomponent reactions of various enamines
Çeşitli enaminlerin çok bileşenli reaksiyonları yoluyla yeni pirimidin tabanlı heterohalkalı bileşiklerin sentezi
ZAHİD İSLAM AYAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
KimyaBolu Abant İzzet Baysal ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHAMMET YILDIRIM