Effects of nano clays and fiber on rheological and mechanical properties of 3D printable cement-based mortars
3 boyutlu yazdırılabılır çımento bazlı harçlarda nano kı̇llerı̇n ve lı̇flerı̇n reolojı̇k ve mekanı̇k özellı̇kler üzerı̇ne etkı̇lerı̇
- Tez No: 812689
- Danışmanlar: PROF. NİLÜFER ÖZYURT ZİHNİOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 92
Özet
3D baskının (3DP) birçok avantajına rağmen, inşaat sektörüne daha az adapte olmuştur. Doğru malzemeleri bulmak ve özelliklerini değerlendirmek, bu yeniliğin inşaatta uygulanmasının önündeki ana engeller olmaya devam etmektedir. Bu çalışmada, Sepiolit (SEP) ve Nano-Montmorillonit (NM) Nano-killer, sürdürülebilirliği sağlamak için uçucu kül (FA) ile modifiye edilmiş 3D beton baskı (3DCP) için uyarlanmış önceden tasarlanmış çimento bazlı harçta reolojik değiştiriciler olarak araştırılmıştır. Ayrıca, Poliamid (PA) fiber ilavesi takviye olarak değerlendirilmiştir. Bağlayıcı miktarının ağırlığına göre %0,5 ve %1 oranlarında NM ve SEP ile bağlayıcı miktarının ağırlığına göre %0, %0,05, %0,125 ve %0,150 oranlarında PA fiber ilavesinin basılabilir betonun özellikleri üzerindeki etkisini değerlendirmek için deneyler gerçekleştirilmiştir. Toplamda beş farklı karışım tasarımı, deneyin türüne bağlı olarak ya bir kalafat tabancası kullanılarak manuel olarak ekstrüde edilmiş ya da bir robot kullanılarak basılmıştır. Ayrıca, baskının harcın özellikleri üzerindeki etkisini değerlendirmek amacıyla bazı deneyler için beton numuneleri dökülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre, %0,15 içerik oranına sahip PA fiber, katmanlar arası bağlanmayı iyileştirmiş ve çökme akış kaybı ilerlemesini de azaltmıştır. Ayrıca, %1 NM/SEP ilavesi beklendiği gibi işlenebilirliği azaltmış, ancak inşa edilebilirliği, görünümü ve tabakalar arası bağlanmayı iyileştirmiştir. Çimentonun %20'sinin FA ile değiştirilmesi reolojik özellikleri geliştirmiş, ancak inşa edilebilirliği zayıflatmış ve çökme akış kaybı eğilimini hızlandırmıştır.
Özet (Çeviri)
Despite the many advantages of 3D printing (3DP), it is less adapted to construction. Finding the right materials and evaluating their properties are still the main barriers to implementing this novelty in construction. In this study, Sepiolite (SEP) and Nano-Montmorillonite (NM) Nano-clays are investigated as rheological modifiers in pre-designed cement-based mortar tailored for 3D concrete printing (3DCP) modified with fly ash (FA) to fulfill sustainability. Moreover, Polyamide (PA) fiber addition is evaluated as reinforcement. Experiments were carried out to assess effect of the addition of NM and SEP at rates of 0.5% and 1% (by weight of binder amount), and PA fiber at rates of 0%, 0.05%, 0.125%, and 0.150% (by weight of binder amount), on the properties of printable concrete. In total, five different mix designs were either extruded manually using a caulk gun or printed using a robot, depending on the type of the experiment. Additionally, concrete samples were cast for some of the experiments to evaluate the effect of printing on the properties of the mortar. Based on the obtained results, PA fiber with a content ratio of 0.15% improved interlayer bonding and reduced slump flow loss progress as well. Moreover, the addition of 1% NM/SEP decreased workability as expected, but improved buildability, appearance, and interlayer bonding. Replacing 20% of cement by FA enhanced rheological characteristics, but weakened buildability and accelerated the slump flow loss trend.
Benzer Tezler
- Farklı kil minerallerinin nanokompozitlere etkisi ve vermiküler/polimer nanokompozitlerinin özellikleri
The effect of the different types of clay minerals on nanocomposites and the properties of vermiculite/polymer nanocomposites
YAVUZ İŞÇİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEVİM İŞÇİ TURUTOĞLU
- Nano kil katkılı bitüm sentezi ve kalkerli agrega- nano kil katkılı bitüm karışımlarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Nano clay-doped bitumen synthesis and the preparation and characterization of nano clay-doped bitumen- calcareous aggregate blends
TAHSİN BARKIN BARIN
Doktora
Türkçe
2022
KimyaAtatürk ÜniversitesiNanobilim ve Nanomühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET GÜRSES
- Effects of blend morphology and layered silicates' localization on the mechanical, thermal and viscoelastic properties of multiphase biopolymeric systems
Harman morfolojisinin ve tabakalı silikatların lokalizasyonunun multifazlı biyopolimerik sistemlerin mekanik, termal ve viskoelastik özellikleri üzerine etkisi
YUSUF KAHRAMAN
Doktora
İngilizce
2022
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MOHAMMADREZA NOFAR
- Elektroüretimle nanolif eldesine etki eden faktörlerin ve jelatin-pektin içeren nanoliflerin model gıdaların reolojik özelliklerine etkilerinin incelenmesi
Investigations on affecting parameters of electrospinning and rheological properties of model food systems containing electrospun gelatin-pectin nanofibers
ALPARSLAN KUMRU
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. FİLİZ ALTAY
- Nano malzemelerin bitümlü bağlayıcılarda katkı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi
Investigation of use of nanomaterials as modifier in bituminous binders
TAYLAN GÜNAY