Nano-silika katkısının sodyum karbonatla aktive edilmiş cüruf-reaktif MgO esaslı sistemlerin mekanik ve içyapı özellikleri üzerindeki etkileri
Effects of nano-silica on the mechanical and microstructural properties of sodium carbonate activated slag-reactive MgO based systems
- Tez No: 847489
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM OKTAY, DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜŞRA AKTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Cüruf, uçucu kül, silis dumanı, metakaolin gibi endüstriyel atık veya yan ürün malzemelerin alkali çözeltilerle birlikte kullanılması sonucu elde edilen sürdürülebilir yapı malzemelerine alkaliler ile aktive edilen malzemeler (AAM) denir. AAM'ler, yapı endüstrisinde Portland çimentosu (PÇ) kullanılarak üretilen yapı sistemlerinin sebep olduğu CO2 emisyonunun ve PÇ'nin üretiminden kaynaklanan enerji tüketiminin azaltılması açısından günümüzde oldukça önemli bir yere sahiptir. PÇ esaslı yapı malzemelerine göre daha sürdürülebilir olarak nitelendirilebilen AAM'ler ile ilgili cüruf kullanılarak elde edilen bağlayıcı sistemler üzerine yapılan önceki çalışmalarda, çoğunlukla alkali silikat veya hidroksit çözeltileri kullanılmıştır. Ancak bu çalışma kapsamında alkali aktivatör olarak sodyum karbonat (NC) kullanılması tercih edilmiştir. Bu tercihin nedeni, sodyum karbonatın bulunabilirliği ve Türkiye'nin dünya çapında ikinci en büyük sodyum karbonat rezervine sahip ülke olmasıdır. Bu çalışmada, solüsyon hazırlanmadan (one-part) NC ile aktive edilmiş cüruf esaslı sistemlerin aktivasyon mekanizması ve dayanım gelişimi incelenmiştir. Yavaş reaksiyon mekanizması, %15'e kadar farklı seviyelerde reaktif MgO (r-MgO) ikame edilerek geliştirilmiştir. Ayrıca, nano-silikanın (NS) bu ikili karışımlara dâhil edilmesinin dayanım gelişimi ve içyapı özellikleri üzerindeki etkileri ortaya konmuştur. Dayanım gelişimi 56. güne kadar belirlenmiş ve Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi, X-ışını difraktometresi, termogravimetrik analiz ve taramalı elektron mikroskopisi gibi çeşitli içyapı analizleri ile gelişim mekanizması açıklanmıştır. Düşük miktarda r-MgO kullanılmasının dahi reaksiyon mekanizmasını geliştirebileceği, priz süresini kısalttığı ve hem erken yaş hem de nihai basınç dayanımı değerlerini önemli ölçüde arttırdığı görülmüştür. NS kullanımı, tüm yaşlarda basınç dayanımını arttırmada ve daha yoğun bir yapı elde edilmesinde etkili olmuştur. En yüksek basınç dayanımı NS ve en yüksek miktarda r-MgO içeren üçlü karışımlarda elde edilmiştir. Bu çalışma, solüsyon hazırlanmadan tek parça kullanılan NC ile aktive edilmiş cüruf esaslı malzemelerin r-MgO içermesi durumunda uygulanabilir bir alternatif olabileceğini göstermiştir. Ayrıca, NS kullanımı dayanım özelliklerini iyileştirmektedir.
Özet (Çeviri)
Sustainable building materials obtained by using industrial waste or by-product materials such as slag, fly ash, silica fume, metakaolin with alkaline solutions are defined as alkali-activated materials (AAMs). Today, AAMs have a very important role in the construction industry in terms of reducing the CO2 emissions caused by building systems produced using Portland cement (PC) and the energy consumption caused by the production of PC. In previous researches, generally alkaline silicate or alkaline hydroxide solutions are used on slag-based AAMs, which can be defined as sustainable materials compared to PC-based materials. However, in this investigation, it was preferred to use sodium carbonate as an alkaline activator. Notably, sodium carbonate was chosen for its availability, and Turkey's status as the second-largest reserve holder of sodium carbonate globally. In this study, the activation mechanism and strength development of slag-based systems activated with sodium carbonate (NC) without the need to prepare an alkaline solution, utilizing a one-part mixing methodology was investigated. The slow reaction mechanism was improved by substituting different levels of reactive MgO (r-MgO) up to 15%. Furthermore, the effects of the substitution of nano-silica (NS) in these binary mixes on strength development and microstructural properties were revealed. The strength development was determined up to 56 days and clarified by various microstructural analyses such as Fourier transform infrared spectroscopy, X-ray diffractometry, thermogravimetric analysis and scanning electron microscopy. It was found that the reaction mechanism could be improved by incorporating low amounts of r-MgO, expediting the setting time and significantly increasing both the early age and final compressive strength values. The substitution of NS was effective in increasing the compressive strength at all ages and achieving a more compacted structure. The highest compressive strength was obtained in ternary mixes containing NS and the highest amount of r-MgO. This study has shown that one-part NC-activated slag-based mixes can be a feasible alternative when they contain r-MgO. In addition, the substitution of NS improves the strength properties.
Benzer Tezler
- Saf ve nano-katkılı TiO2 filmlerin üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of pure and nano-doped TiO2 films
MELİKE ARSLANHAN
Doktora
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiBursa Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EBRU DEVRİM ŞAM PARMAK
- Tıbbi radyasyon zırhlamalarında kullanılabilecek çok fonksiyonlu mikro/nano kompozit malzemelerin geliştirilmesi ve dozimetrik özelliklerinin incelenmesi
Development and investigation of dosimetric properties of multifunctional micro / nano composite materials that can be utilized in medical radiation shielding
MUSTAFA ÇAĞLAR
Doktora
Türkçe
2021
Fizik ve Fizik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN İÇELLİ
DOÇ. DR. HİLAL ACAR DEMİR
- Nano silika ve çimento katkılı çeşitli zeminlerin geomekanik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of the geomechanic properties of nanosilica and cement added different soils
GİZEM AKSU UYSAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TUĞBA ESKİŞAR TEFÇİ
- Hidrofobik dolgu içeren polimerik kompozitlerin uzun dönem su emme davranışlarının incelenmesi
Investigation of long-term water absorption behavior of polymer composites containing hydrophobic filler
NURTEN EKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Kimya MühendisliğiAfyon Kocatepe ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET GALİP İÇDUYGU
- Katkılı matris polimerik membran ve gaz transfer özelliklerinin incelenmesi
Preparation of mixed matrix polymeric membranes and investigation of their gas transport properties
SEVİM OKŞAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENNUR DENİZ