Investigation of engineering properties of fiber-reinforced red mud-metakaolin based geopolymer mortar made with waste filler materials
Atık dolgu malzemeleri ile yapılan lif takviyeli kırmızı çamur-metakaolin tabanlı geopolimer harcın mühendislik özelliklerinin incelenmesi
- Tez No: 811481
- Danışmanlar: PROF. DR. ORHAN CANPOLAT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Bu araştırmada, dolgu malzemesi olarak geri dönüştürülmüş beton agregası (RCA) ve endüstriyel atık cam tozu (GP) kullanılarak lif takviyeli kırmızı çamurmetakaolin- tabanlı geopolimer harç üretilmiştir. Geopolimer harcı güçlendirmek için hacme göre dört farklı oranda (%0,25, %0,5, %0,75, ve %1.00) pirinç kaplı çelik lifler (SF), poliamid lifler (PAF) ve polietilen lifler (PEF) olmak üzere üç farklı lif türü kullanılmıştır. Liflerin mekanik, fiziksel, dayanıklılık ve mikroyapısal özellikler üzerindeki etkisini araştırmak için bir dizi test yapılmıştır. Sonuçlar, dolgu malzemesi olarak RCA'nın %50'sinin GP ile değiştirlmesinin en iyi dayanım özelliklerini sağladığını ve referans bir karışım olarak kabul edildiğini gösterdi. Lif ilavesi, geopolimer harcın dayanımı özelliklerini arttırdı, örneğin, SF içeren karışım, eğilme dayanımı %31.60'a kadar arttırdı. Ayrıca, PAF ve PEF içeren karışım, eğilme dayanımı sırasıyla %26,20 ve %27,75'e kadar arttırdı. Ayrıca, SF içeren karışım, lifsiz kontrol karışımına kıyasla en yüksek yarma çekme dayanımı değerini gösterdi ve %40'a kadar arttırdı. Çelik lifli numuneler, aşınmaya bağlı minimum ağırlık kaybı açısından en iyi sonucu gösterdi ve lifsiz kontrol karışımına göre %36.08 daha fazla aşınma direnci sergiledi. Ayrıca lif takviyeli karışımlarda gözeneklilikte artış gözlenmiştir. Çelik lif takviyeli karışımlar, yüksek sıcaklıklara ve donma-çözülme döngülerine karşı serinin geri kalanından daha iyi direnç göstermiştir. SF, kontrol karışımına kıyasla bükülme mukavemetini 300 °C'de %15,58'e, 600 °C'de %19,26'ya ve 900 °C'de %42,94'e yükseltti. Sülfat atağına karşı, lif takviyeli karışımlar lifsiz kontrol karışımlarından daha iyi davranmıştır. Yüksek sıcaklığa maruz kaldıktan sonra ağırlık kaybı gözlenirken, donma-çözülme döngülerine ve sülfat saldırısına maruz kaldıktan sonra numunelerin ağırlığında artış gözlendi. Lifli kırmızı çamur-metakaolin-tabanlı jeopolimer harç numunelerinin zayıf mekanik dayanımı ve eğilme performansından CaO içeriğinin olmaması sorumlu bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
In this research, fiber-reinforced red mud-metakaolin-based geopolymer mortar was produced by using recycled concrete aggregate (RCA) and industrial waste glass powder (GP) as filler materials. Three different types of fibers were used to reinforce the geopolymer mortar, namely brass-coated steel fibers (SF), polyamide fibers (PAF), and polyethylene fibers (PEF), with four different proportions by volume (0.25%, 0.5%, 0.75%, and 1.00%). A series of tests were conducted to investigate the influence of fibers on mechanical, physical, durability, and microstructural properties. The results showed 50% replacement of RCA with GP as filler material yielded the optimum strength properties and was considered as a reference mixture. The addition of fibers enhanced the strength properties of the geopolymer mortar, for instance, the mixture containing SF improved the flexural strength up to 31.60%. Moreover, the mixture containing PAF and PEF improved the flexural strength up to 26.20% and 27.75% respectively. Also, the mixture containing SF showed the highest value of splitting tensile strength and improved up to 40% when compared to the non-fibrous control mixture Steel fibrous samples showed the best result in terms of minimum weight loss due to abrasion and showed 36.08% more abrasion resistance compared to non-fibrous control mixture. Moreover, an increase in porosity was observed in fiber-reinforced mixtures. Steel fiber-reinforced mixtures showed better resistance against high temperatures and freeze-thaw cycles than the rest of the series. SF improved the flexural strength to 15.58% at 300 °C, 19.26% at 600 °C, and 42.94% at 900 °C compared to the control mixture. Against sulfate attack, fiber-reinforced mixtures behaved better than nonfibrous control mixtures. Weight loss was observed after high-temperature exposure, while the increased weight of samples was observed after exposure to freeze-thaw cycles and sulfate attack. The lack of CaO content is found responsible for poor mechanical strength and bending performance of fibrous red mudmetakaolin- based geopolymer mortars specimens.
Benzer Tezler
- Farklı lif ve taban içeriğinin atık beton agregalı geopolimer kompozitlerin mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and durability properties of waste concrete aggregate geopolymer composites with different fiber and base content
BİRKAN AKTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL
- Failure investigation of composite materials using multi-instrument experimental techniques and numerical method
Çok aletli deney teknikleri ve nümerik yöntemi kullanılarak kompozit malzemelerin kırılmalarının araştırılması
RAJA MUHAMMAD AWAIS KHAN
Doktora
İngilizce
2021
Mühendislik BilimleriSabancı ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. MEHMET YILDIZ
- Jeopolimer bağlayıcılı sünek kompozitlerde otojen kendiliğinden iyileşme davranışının taşınma özellikleri bakımından incelenmesi
Investigation of autogenous self-healing behaviour of ductile geopolymer composites through transport properties
MUHAMMED FARUK GÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiKırıkkale Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRKAN YILDIRIM
- Tekrarlı yükler etkisindeki bölme duvarların çimento esaslı tekstil kompozitlerle iyileştirme yöntemlerinin geliştirilmesi
Improving retrofitting methods for partition walls under lateral cyclic loading using cement based textile composites
DİDEM DÖNMEZ
Doktora
Türkçe
2021
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU
- Betonun ultrasonik tomografi yöntemi ile incelenmesinde frekansın etkisi
The effect of frequency on the analysis of the concrete by ultrasonic tomography method
MUSTAFA ALTUĞ PEKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEKİR YILMAZ PEKMEZCİ