Properties of portland cement mortars containing Graphene Nanoplatelet
Grafen Nanoplatelet içeren portland çimentosu harçlarının özellikleri
- Tez No: 865825
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM KASAP KESKİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Grafen Nanoplateletler (GNP'ler), Pozolanik Malzemeler, Mekanik Özellikler, Tahribatsız Deney Yöntemleri, Graphene Nanoplatelets (GNP), Pozzolanic Materials, Mechanical Properties, Non Destructive Testing Methods
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 111
Özet
Genellikle, yapı malzemesi olarak beton veya harç kullanımı dünya çapında neredeyse daha yüksek bir seviyeye ulaşmıştır. Ne yazık ki, düşük çekme dayanımı, düşük süneklik veya yüksek kırılganlık ve düşük dayanıklılık gibi bazı sınırlamalar nedeniyle, mühendislerin ihtiyaçlarımızı karşılayacak ekonomik ve ekolojik karışım tasarımı türünü belirlemesi zor olabilir. Bu nedenle, birçok araştırmacı, inşaat mühendisliği alanında kullanılan bazı yeni keşfedilen malzemeleri Portland çimentosunu (PC) modifiye ederek veya karıştırarak yukarıda belirtilen engelleri aşmaya çalışmaktadır. Sonuç olarak, bu tez, Portland çimento harcının özelliklerini iyileştirmek için bazı puzolanik malzemelerin varlığında Grafen Nanoplateletlerin (GNP'ler) benzersiz özelliklerinden faydalanarak bu zorlukları ele almaktadır. Tezin özgünlüğü, son literatürde neredeyse hiç görülmeyen PC, GNP'ler ve SF ve GGBFS gibi Pozolanik malzemelerin bir arada kullanılmasıdır. Deneysel araştırma, Kontrol, 1% GNP, 0.5% GNP, 0.5% GNP + SF ve 0.5% GNP + GGBFS gibi beş farklı harç karışımını içermektedir. Taze halde, GNPlere sahip Portland çimento harçlarının işlenebilirlik ve priz süresi için özellikleri incelenmiştir. Ardından, farklı oranlarda GNPler ve SF ve GGBFS gibi pozolanik malzemeler çimento harcının birleşik özellikleri, çeşitli kür yaşlarında (1, 2, 7, 14, 28, 56 ve 90 gün) incelenmiştir. Basınç ve eğilme dayanımı gibi tahribatlı testleri (DT) ve Rezonans Frekansı (RF), Ultrasonik Darbe Hızı (UPV), Elektrik Empedansı (EI) ve kılcal su emme gibi tahribatsız deney yöntemlerini (NDT) içeren kapsamlı bir deney seti sertleşmiş durumda uygulanmıştır. Sonuç olarak, basınç ve eğilme dayanımı testleri, %1 GNPler ve %0.5 GNPler + SF karışımlarının daha iyi mekanik özelliklere sahip olduğunu ortaya koymuştur. Bu arada, RF, UPV, EI ve kılcal su emme testi sonuçları hem mekanik hem de dayanıklılık hakkında bilgiler sunmaktadır. Sonuçlar, GNPlerin tek başına veya pozolanik malzemelerle birlikte tüm mekanik özellikleri artırdığını, geçirgenliği azalttığını veya elektrik akımı direncini artırdığını göstermektedir. Özellikle, kılcal su emme testi, kür yaşının artmasıyla kılcal su emme derinliğinde azalma olduğunu göstererek GNPler ve pozolanik malzemelerin nem direncine olumlu etkisini doğrulamaktadır. Daha spesifik hale getirmek gerekirse, çimento harcına GNPler eklemenin, dayanıklılık sorunlarını ele alma, çevresel etkiyi azaltma ve genel performansı artırma konusunda umut verici bir yol sunmaktadır. Bulgular, yapı sektöründe sürdürülebilir uygulamaları geliştirmede nanomalzemelerin potansiyelini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Generally, the usage of concrete or mortar as a building material has reached almost a higher level worldwide. Unfortunately, due to some limitations, such as low tensile strength, low ductility or high brittleness, and low durability, it would be hard for engineers to decide which type of economic and ecological mix design to use so that the demands of our needs can be filled. For this reason, many researchers have been struggling to handle the above-mentioned obstacles by modifying and mixing Portland cement (PC) with some newly discovered materials used in the civil engineering field with various methodologies. Consequently, this thesis addresses these challenges by making use of the unique characteristics of Graphene Nanoplatelets (GNP) in the presence of some pozzolanic material to enhance the properties of portland cement mortar. The novelty of the thesis is in the combined usage of PC, GNP, and pozzolanic material together such as SF and GGBFS, which is hardly seen in the recent literature. The experimental investigation involves five distinct mortar mixtures, including Control, 1% GNP, 0.5% GNP, 0.5% GNP + SF, and 0.5% GNP + GGBFS. In the fresh state, the properties of portland cement mortars with GNP are examined for workability and setting time. Subsequently, the combined properties of cement mortar incorporating different ratios of GNP and pozzolanic materials as SF and GGBFS are studied at various curing ages (1, 2, 7, 14, 28, 56, and 90) days. A comprehensive set of destructive (DT) tests including compressive and flexural strength tests and non-destructive (NDT) testing methods such as Resonant Frequency (RF), Ultrasonic Pulse Velocity (UPV), Electrical Impedance (EI), and sorptivity test is employed during hardened states. In conclusion, compressive and flexural strength tests revealed that 1% GNP and 0.5% GNP + SF mixtures exhibit better mechanical properties. Meanwhile, RF, UPV, EI, and sorptivity test results offer insights into both the mechanical and the durability of the cement mortar. Results indicate that GNP, either alone or in combination with pozzolanic materials, contribute to enhancing all mechanical properties, reduced permeability, or improved resistance to electrical current flow. Notably, the sorptivity test demonstrates a decrease in depth of sorptivity with increasing curing age, affirming the positive impact of GNP and pozzolanic materials on moisture resistance. To make it more specific, the incorporation of GNP in cementitious mortar presents a promising avenue for addressing durability issues, reducing environmental impact, and improving overall performance. The findings underscore the potential of nanomaterial in advancing sustainable practices in the construction industry.
Benzer Tezler
- Some properties of sement mortors containing blast furnace slag and silica fume
Yüksek fırın cürufu ve silis dumanlı harç karışımlarının bazı özellikleri
BURAK KIYICI
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ASIM YEĞİNOBALI
- Metakaolin kullanımının çimento harçlarının mekanik ve durabilite özelliklerine etkisi
Effect of metakaolin on the mechanical and durability properties of cement mortars
DİDEM ANUK
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞEMSİ YAZICI
- Pozzolanic activity of natural zeolites: Mineralogical, chemical and physical characterization and examination of hydration products
Doğal zeolitlerin puzolanik aktivitesi: Mineralojik, kimyasal ve fiziksel karakterizasyon ve hidratasyon ürünlerinin incelenmesi
SEVGİ ÖZEN
Doktora
İngilizce
2013
Jeoloji MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET CEMAL GÖNCÜOĞLU
- Comparison of the strength developments of interground and separately ground marble-incorporated cement mortars
Beraber ve ayrı öğütülmüş mermer içeren çimento harçlarının dayanım gelişimlerinin karşılaştırılması
İSMAİL TOLGA KAVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiÇimento Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN TURHAN ERDOĞAN
- Farklı inceliklerdeki mineral katkılı çimentoların bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
The determination of some physical and mechanical properties of cements with different fineness and containing mineral additives
DUYGU TEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
İnşaat MühendisliğiBayburt Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLKER TEKİN