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
- Tez No: 800024
- Danışmanlar: PROF. DR. HANİFİ ÇANAKCI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Enjeksiyon, Derin Zemin Karıştırma, Mekanokimyasal Aktivasyon, Geopolimer, Reoloji, Mukavemet, Durabilite, Kimyasal saldırı, Grouting, Deep Soil Mixing, Mechanochemical Activation, Geopolymer, Rheological, Strength, Durability, Chemical Attack
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 228
Özet
Bu araştırmada, çimento harcı ve derin zemin karıştırması için çevre ve kullanıcı dostu bağlayıcılar geliştirmek ve karakterize etmek için mekanokimyasal olarak aktive edilmiş bir geopolimer yaklaşımı kullanmıştır. Çalışmada, uçucu kül-cüruf ve alkali aktivatörler (sodyum hidroksit veya sodyum silikat) bilyeli değirmende iki saat boyunca kuru olarak öğütüldü ve reaksiyonu başlatmak için öğütülen karışıma sadece su eklenerek bağlayıcı elde edildi. Elde edilen bağlayıcıyının, özellikleri konvansiyonel olarak aktive edilen geopolimer bağlayıcıyla karşılaştırıldı. Cüruf/uçucu kül oranlarının ve sodyum hidroksit molaritesinin geopolimer harç karışımlarındaki etkileri araştırıldı. Reolojik davranış, taze özellikler, mekanik özellikler ve mikroyapı analizi de dahil olmak üzere bir dizi test yapıldı. Sonuçlar, mekanokimyasal aktivasyon tekniğinin yapılan geopolimer harcın reolojik ve taze özelliklerinin, konvansiyonel geoplolimer ile yapılan harçtan daha iyi olduğunu gösterdi. Ancak, mekanokimyasal olarak aktive edilmiş geopolimer (MG) harcın mekanik özellikleri konvansiyonel olarak aktive edilen geopolimer (CG) ve tek parça geopolimer (OPG) harçtan daha yüksek olduğu gözlendi. Mol konsantrasyonunun ve cüruf içeriğinin artması, reolojik ve mekanik özellikleri önemli ölçüde iyileştirirken, taze özellikleri dramatik bir şekilde azaltmıştır. Magnezyum sülfat, sülfürik asit ve deniz suyu çözeltilerine 60 ve 120 gün maruz bırakılan iyileştirilmiş zemin numunelerinin mekanik ve mukavemet özellikleri de inceledi. Sonuçlar, mekanokimyasal olarak aktive edilmiş geopolimer (MAG) ile stabilize edilen zemin örneklerinin daha sıkı bir mikroyapıya sahip olduğunu ve iyi bağlanmış bir jel benzeri ağa sahip olduğunu, konvansiyonel olarak aktive edilmiş geopolimer (CAG) ile stabilize edilen zeminin ise reaksiyona girmemiş parçacıklarla gevşek bir mikroyapıya sahip olduğunu göstermiştir.
Özet (Çeviri)
This research uses a mechanochemically activated geopolymer approach to develop and characterize eco- and user-friendly binders for grouting and deep soil mixing. The method involves dry grinding together the raw materials (fly ash and slag) and alkali activators (sodium hydroxide or sodium silicate) in a ball mill for two hours, after which water is the only additive required to initiate the geopolymerization reaction. The resulting binder was compared to conventionally activated and one-part geopolymer binder for evaluation purposes. The effects of slag/fly ash ratios and the molarity of sodium hydroxide on geopolymer grout mixtures were also investigated. A series of tests were performed, including rheological behavior, fresh properties, mechanical characteristics, and microstructure analysis. The results showed that the mechanochemical activation technique reduced the rheological characteristics and fresh properties of geopolymer grout compared to the conventional activation process. However, the mechanical properties of the mechanochemically activated geopolymer (MG) grout were higher than that of the conventionally activated geopolymer (CG) and one-part geopolymer (OPG) grout. In addition, the increase in molar concentration and slag content considerably increased the rheological and mechanical properties, whereas the fresh properties were dramatically reduced. The research also investigated the Mechanical and durability properties of deep soil mixing (DSM) specimens exposed to magnesium sulfate, sulfuric acid, and seawater solutions for 60 and 120 days. The results showed that the DSM samples stabilized with mechanochemically activated geopolymer (MAG) had a denser microstructure with a well-connected gel-like network, whereas conventionally activated geopolymer (CAG)-stabilized soil exhibited a loose microstructure with unreacted particles. MAG-stabilized soil showed better resistance to chemical attack from magnesium sulfate, sulfuric acid, and seawater, with less mass change and better residual unconfined compressive strength values. Samples with 75% slag replacement showed the highest resistance to chemical attack compared to other DSM samples. These findings suggest that MAG-activated geopolymer stabilization can be a more effective and durable method for stabilizing soil.
Benzer Tezler
- Mobilya endüstrisinde yaşam döngüsü analizi yaklaşımı ile çevreci tasarım ve sürdürülebilir stratejiler
Eco-design and sustainable strategies for the furniture industry through life cycle approach
MERVE MERMERTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATMA GERMİRLİ BABUNA
- Makromolekül yapıda nanomalzemeler ile parmak izlerinin geliştirilmesi
Development of latent fingerprints with macromolecular nanomaterials
YÜCEL DEMİRKAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Adli TıpHacettepe ÜniversitesiAdli Bilimler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURSEL PEKEL BAYRAMGİL
- Innovative approaches in pesticide development: Melt suspension technique and eco-friendly nano emulsion formulation for sustainable pest management
Pestisit geliştirmede yenilikçi yaklaşımlar: Sürdürülebilir zararlı ıslahı için eriyik süspansiyon teknikleri ve çevre dostu nano emülsiyon formülasyonları
RAMANAN GANAPATHY
Doktora
İngilizce
2024
Mühendislik Bilimleriİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET AYKAÇ
PROF. DR. FETHULLAH GÜNEŞ
- Development and characterization of thermal and structural properties of textile fibers
Tekstil elyafın termal ve yapısal özelliklerinin geliştirilmesi ve karakterize edilmesi
MD MAHBUBOR RAHMAN
Doktora
İngilizce
2021
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiErciyes ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL KARACAN
- Yüksek performanslı karbon/metal-oksit nanokompozit süperkapasitörlerin üretim ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of high performance carbon/metal-oxide nanocomposite supercapacitors
NERİMAN SİNAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Bilim ve TeknolojiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ECE ÜNÜR YILMAZ