Rheological, fresh, mechanical, and durability properties of mechanochemically activated rice husk ash and glass powder/ slag- based geopolymer for grouting and deep mixing
Çamurculuk ve derin karıştırma için mekanokimyasal olarak aktivasyon edilmiş pirinç kavuğu külü ve cam tozu/slag tabanlı geopolimerin reolojik, taze, mekanik ve dayanıklılık özellikleri
- Tez No: 800018
- Danışmanlar: PROF. DR. HANİFİ ÇANAKCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Geopolimer, Mekanokimyasal Aktivasyon, Enjeksiyon, Derin Zemin Karıştırma, Reoloji, Mukavemet, Pirinç kabuğu külü, Cam tozu, Durabilite, Grouting, Deep Soil Mixing, Mechanochemical Activation, Geopolymer, Rheological, Strength, Durability, Rice Husk Ash, Glass Powder
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 242
Özet
Bu çalışmada, geleneksel iki parçalı geopolimerin kullanımındaki zorluklarını aşmak ve oda sıcaklığında sertleşen alternatif bir aktivasyon tekniği olarak mekanokimyasal aktivasyonun kullanıldığı tek parça geopolimer bağlayıcı elde edilmesi araştırılmıştır. Çalışma, katı hâldeki atık maddelerin mekanokimyasal öğütme yöntemiyle hazırlanmasını içerir, böylece sadece su ilavesi gerektiren çevre dostu ve kullanımı kolay bir geopolimer bağlayıcı oluşturuldu. Geliştirilen bu yeni bağlayıcının özellikleri, geleneksel olarak aktive edilen geopolimer (CSG) ve normal portland çimentosu (OPC) ile karşılaştırıldır. Araştırmada, dört farklı pirinç kabuğu külü (RHA) ve cam tozu (GP) oranı kullanıldı. Elde edilen enjeksiyon harcı ve bu harç kullanılarak derin karıştırma yöntemi ile iyileştirilen zemin numunelerinin çeşitli özellikleri; reolojik davranış, taze özellikler, mekanik dayanım ve mikroyapı incelendi. Test sonuçları, cüruf yerine %30 oranına kadar pirinç kabuğu külü veya cam tozu eklenmesi durumunda, mekanokimyasal aktive dilene geopolimer (MSG) harcının reolojik ve taze özelliklerinin önemli ölçüde iyileştiğini göstermiştir. Ayrıca, grout harcının mekanik özelliğinin, piriç kabuğu külü veya cam tozonun %20 oranında cüruf ile kısmi değiştirilmesiyle arttığı fakat %20'den sonra basınç dayanımının azaldığı gözlendi. Sonuçlar ayrıca, MSG harçlarının OPC harçlarına göre daha kısa sertleşme süresine ve daha iyi su kusma özelliğine sahip olduğunu gösterdi. Bu çalışma ayrıca, 60 ve 120 gün boyunca magnezyum sülfat çözeltilerine maruz bırakılan OPC, MSG ve CSG ile iyileştirilmiş zemin örneklerinin mekanik dayanımları incelendi. Test sonuçlar, MSG ile stabilize edilmiş zeminin serbest basınç dayanımının CSG ve OPC ile stabilite edilmiş zeminde daha iyi olduğunu gösterdi. Cürufun pirinç kabuğu külü ve cam tozu ile %20'ye kadar kısmen yer değiştirmesi ile en yüksek serbest basınç dayanım değeri kaydedilmiştir.
Özet (Çeviri)
This research investigates the use of mechanochemical activation as an alternative activation technique to overcome the difficulties associated with conventional two-part geopolymers and increase the reactivity of a one-part geopolymer during ambient curing. The study synthesizes ready-to-use geopolymeric precursors through the mechanochemical grinding of raw materials in a solid state, resulting in an eco- and user-friendly geopolymer binder that requires only the addition of water. The binder is then used to prepare geopolymer grouts and deep soil mixes, with properties evaluated and compared to those of slag-based conventionally activated geopolymer (CSG) and ordinary Portland cement (OPC). Four rice husk ash (RHA) and glass powder (GP) replacement ratios are used to investigate the feasibility of using RHA and GP as partial precursors in slag-based mechanochemically activated geopolymer (MSG) binder. Various tests are performed to examine the properties of the resulting grouts and deep soil mixes, including rheological behavior, fresh properties, mechanical characteristics, and microstructure analysis. The results showed that the rheological characteristics and fresh properties of MSG grouts were considerably enhanced in terms of groutability when slag was replaced with 0–30% RHA and GP. In addition, the mechanical characteristics increased with the increased partial replacement of slag with RHA and GP up to 20% and decreased beyond that. In terms of activation mechanism, the mechanochemical activation technique reduced the rheological and fresh properties while the strength increased by 18% compared to the conventional activation method. Microstructural analysis revealed the existence of more unreactive particles in both conventionally activated geopolymer and MSG grout containing 30% RHA and GP. The results also confirmed that MSG grouts had a shorter setting time and more stable bleeding capacity than OPC grout. this study investigates the mechanical and durability properties of soil specimens stabilized with OPC, MSG, and CSG exposed to magnesium sulfate solutions for 60 and 120 days. The results show that MSG-stabilized soil attained the highest UCS, followed by CSG and OPC stabilizers. In addition, the UCS trend of MSG-stabilized soil increased with increasing partial substitution of slag with RHA up to 20% and afterward declined. Meanwhile, the UCS reached the highest when the amount of GP was 10% of the geopolymer stabilizer. The MSG samples with 20% RHA and GP exhibit less visual deterioration, discoloration, expansion, and cracking than other DSM samples. Partial replacement of slag with RHA and GP up to 20% was recorded as the highest residual UCS.
Benzer Tezler
- Development and characterization of eco-and user-friendly binder for grouting and deep mixing via mechanochemical activation of slag/fly ash-based geopolymer
Geopolimer tabanlı cüruf/küllük bileşikliğin mekanokimyasal aktivasyonu yoluyla grontaj ve derin karıştırma için ekolojik ve kullanıcı dostu bağlayıcı geliştirme ve karakterizasyonu
MUKHTAR HAMID ABED
Doktora
İngilizce
2023
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANİFİ ÇANAKCI
- Vollastonit ve pirinç kabuğu külü içeren uçucu kül ve cüruf esaslı geopolimer kompozitlerin taze, reolojik, mekanik ve durabilite özelliklerinin belirlenmesi
Determination of the fresh, reological, mechanical and durability properties of fly ash and slag based geopolymer composites of wollastonite and rice husk ash
HASAN DEMİRBAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN ERHAN YÜCEL
- Nano silika kullanımının kendiliğinden yerleşen betonların reolojik, mekanik ve içyapısal özellikleri üzerine etkilerinin araştırılması
Investigating the effects of nano silica usage on rheological, mechanical and microstructural properties of self-consolidating concretes
MUHAMMED YASİN DURGUN
Doktora
Türkçe
2017
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN NURİ ATAHAN
- Uçucu kül esaslı hafif geopolimer harçların taze ve sertleşmiş özelliklerinin incelenmesi, modellenmesi ve optimizasyonu
Investigating, modelling and optimization of fresh and hardened properties of fly ash based lightweight geopolymer mortars
ŞEVİN EKMEN
Doktora
Türkçe
2021
Mühendislik BilimleriHarran Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. KASIM MERMERDAŞ
DOÇ. DR. ZEYNEP ALĞIN
- Modelling and optimization of fresh and mechanical properties of fiber reinforced geopolymer mortars for utilizing in 3D concrete printing technology
Üç boyutlu baski teknolojisinde kullanilmak üzere elyaf takviyeli geopolimer harçlarin taze ve mekanik özelliklerinin modellenmesi ve optimizasyonu
LAWAND WALEED KHALID KHALID
Doktora
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiHarran Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KASIM MERMERDAŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLSHAD KHIDR