Utilization of industrial by-products to develop a variety of cement-free composites via chemical activation
Endüstriyel yan ürünlerin kimyasal aktivasyonu ile farklı çimentosuz kompozitlerin geliştirilmesi
- Tez No: 826334
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇAĞLA AKGÜL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 168
Özet
İnşaat sektöründe önemli bir malzeme olan tipik Portland çimentosu (OPC) üretimi, dünyadaki en önemli antropojenik CO2 salınım kaynaklarından biridir. Bu araştırma, belirli uygulamalarda OPC'nin yerini almak üzere kömür uçucu külü (CFA) ve öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu gibi endüstriyel yan ürünlerin alkali aktivasyonuna dayalı çimento-içermeyen bağlayıcıların geliştirilmesini amaçlamıştır. Araştırma dört aşamada gerçekleştirilmiştir. Aşama I'de, Türkiye'deki farklı termik santrallerden toplanan farklı kalsiyum içeriğine sahip CFA'lar sodyum hidroksit ile alkali-aktive edilmiş ve bir gün boyunca 80 ºC'de kürlenmiştir. Yüksek kalsiyumlu CFA'lar düşük kalsiyumlu CFA'lara göre daha iyi mekanik performans göstermiştir. Ayrıca, CFA ne kadar ince olursa mekanik performans da o kadar yüksek olmuştur. Mikro karakterizasyon deneyleri, önemli aktivasyon ürünleri olarak N-A-S-H ve (N,C)-A-S-H'yi ortaya çıkarmıştır. Sodyum hidroksitin aşındırıcı ve pahalı bir malzeme olması nedeniyle alternatif aktivatörler araştırmış ve termik santral atıklarından sabitlenmiş baca gazı yıkama çamuru (FSS) uygun görülmüştür. II. aşamada, cürufu aktive etmek için FSS kullanılmıştır. Cüruf-FSS karışımlarının ana aktivasyon ürünleri C-A-S-H ve ettringit olarak belirlenmiştir. FSS:Cüruf oranı 1'den büyük olan karışımların 90-günlük basınç dayanımları 50 MPa'ın üzerinde olmuştur. III. aşamada, cüruf ve Sugözü CFA karışımını aktive etmek için anhidrit/Ca(OH)2 kullanılmıştır. Aktivasyonun ana ürünleri, cüruf ve uçucu kül partiküllerini saran ve gözenekleri dolduran C-A-S-H gibi amorf fazlardır. 50% cüruf, %25 uçucu kül, %20 anhidrit ve %5 Ca(OH)2 içeren karışımın 90-günlük basma dayanımı 40 MPa olmuştur. IV. aşamada, önceki aşamalardan seçilen karışımlar yüksek sıcaklıklara maruz bırakılmıştır. FSS veya anhidrit/Ca(OH)2 ile aktive edilen cüruf bazlı karışımlar ısıya maruz kaldıktan sonra hızlı bir azalma gösterirken, sodyum hidroksit ile aktive edilen CFA'lar çok daha iyi performans göstermiştir.
Özet (Çeviri)
The production of ordinary Portland cement (OPC) - an essential material in the construction sector - is one of the most significant antropogenic CO2 emitters in the world. This research aimed developing cement-free binders based on alkali-activation of industrial by-products such as coal fly ash (CFA) and ground granulated blast furnace slag, that could replace OPC in certain applications. Research was carried out at four stages. At stage I, CFAs with varying calcium content collected from different thermal power plants in Türkiye were alkali-activated with sodium hydroxide and cured at 80 ºC for one day. High-calcium CFAs demonstrated better mechanical performance than low-calcium CFAs. Furthermore, the finer particle distribution of CFA results in a higher mechanical performance. The micro-characterization experiments revealed N-A-S-H and (N,C)-A-S-H as the important activation products. At stage II, fixated scrubber sludge (FSS) was used to activate slag. The main activation products of Slag-FSS mixtures were C-A-S-H and ettringite. Mixtures with FSS:Slag ratio larger than 1 resulted in 90-day compressive strengths higher than 50 MPa. In stage III, slag and Sugözü CFA were activated by anhydrite/Ca(OH)2 mixture. The main products of activation were amorphous phases like C-A-S-H, enveloping slag and fly ash particles and filling pores. The mixture containing 50% slag, 25% fly ash, 20% anhydrite, and 5% Ca(OH)2 resulted in 90-day compressive strength of 40 MPa. At stage IV, selected mixes from previous stages were exposed to high-temperatures. While slag based mixtures activated with FSS or anhydrite/Ca(OH)2 showed rapid reduction after heat exposure, CFAs activated by sodium hydroxide performed much better.
Benzer Tezler
- Yalın yönetim öğeleri ve tekstil sektörüne uygulanabilirliği
Lean management concepts and their applicability to the textile industry
İSMAİL CİHAN PEKER
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEMRA DURMUŞOĞLU
- Atık polietilentereftalattan özel blok kopolimerler ve çevre dostu alkid reçine üretimi
Production of special block copolymers and environmental friendly alkyd resins from PET wastes
OĞUZ MECİT
- İmalat stratejileri ve imalat teknolojisi seçiminde uzman sistem yaklaşımı
Manufacturing strategies and an expert system approach to selecting manufacturing technology
İBRAHİM ÇİL
Doktora
Türkçe
1997
Endüstri ve Endüstri Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEndüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. RAMAZAN EVREN
- Ana sanayi yan sanayi ilişkileri ve Türk otomotiv sanayinde bir uygulama
Buyer-supplier relations and buyer-supplier relations in Turkish automative industry
A. YAĞMUR AKBULUT
- Türk makine sanayiinde teknolojik gelişmelerin istihdama etkileri
Başlık çevirisi yok
MEHMET BULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACER ANSAL