Mikrokapsüllenmiş faz değiştiren malzemeleri içeren yüksek performanslı çimento esaslı nanokompozitlerin mekanik ve termal davranışları
Mechani̇cal and thermal responces of hi̇gh performancecement-based nanocomposi̇tes contai̇ni̇ng mi̇croencapsulatedphase change materi̇als
- Tez No: 880990
- Danışmanlar: PROF. DR. SAVAŞ ERDEM, PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 124
Özet
Bu doktora tez çalışmasında; enerji tüketimine sağladıkları katkıdan faydalanabilmek için, termal enerji depolamada kullanılan Faz Değiştiren Malzemelerin (FDM) yapıda beton içerisinde kullanıldığı uygulamalarda, betonun mekanik özellikleri üzerindeki olumsuz etkilerinin iyileştirildiği yeni bir çimento esaslı kompozit geliştirmek amaçlanmıştır. Bu amaca yönelik olarak, farklı oranlarda mikrokapsüllü FDM (mFDM) içeren çimento esaslı kompozit numuneler üretilerek basınç dayanımı, eğilme dayanımı, eksenel çekme dayanımı değerleri belirlenmiştir. Mekanik özelliklerdeki düşüş miktarları belirlendikten sonra bu düşüşün önüne geçebilmek amacıyla her bir karışım içerisinde aynı oranda nanografenoksit (NGO) takviyesi yapılarak deneyler tekrarlanmıştır. Ayrıca numunelerin özgül ısı kapasitesi ve termal iletkenlikleri belirlenmiştir. Bunun yanı sıra tez kapsamında numunelerin mikro yapısının belirlenmesine yönelik SEM ve EDS analizleri, beton petrografisi, cıvalı porozimetre deneyi ile gözeneklilik tayini ve fraktal analizi yapılmıştır. Üretilen kompozit malzemelerin çevresel etki ve maliyet değerlendirmeleri de yapılmıştır. Sonuç olarak, NGO'ların, mFDM içeren çimento esaslı kompozitlerin mekanik ve termal özelliklerini iyileştirdiği belirlenmiştir. Çevresel etki değerlendirmesi FDM'lerin kullanımıyla birlikte üretimden kaynaklanan CO2 emisyonlarını arttırsa da, çimentodan kaynaklanan CO2 emisyonları azalacağından NGO'ların eklenmesinin yaşam döngüsüne olumlu katkı sağlayacağı belirlenmiştir. Bu sonuçlar, NGO takviyeli bu yeni çimento esaslı kompozit malzemenin, yapılarda enerji tasarrufu ve uzun vadeli dayanıklılığın entegrasyonu ile çevre dostu binalar için büyük bir potansiyele sahip olduğu görülmüştür.
Özet (Çeviri)
In this doctoral thesis study; In order to benefit from their contribution to energy consumption, it is aimed to develop a new cement-based composite that improves the negative effects of Phase Change Materials (PCM), which are used in thermal energy storage, on the mechanical properties of concrete in applications where they are used in concrete in the structure. For this purpose, cement-based composite samples containing different amounts of microencapsulated PCM (mPCM) were produced and compressive strength, flexural strength and axial tensile strength values were determined. After determining the decrease in mechanical properties, the experiments were repeated by adding the same amount of nanographeneoxide (NGO) to each mixture in order to prevent this decrease. Additionally, the specific heat capacity and thermal conductivity of the samples were determined. In addition, within the scope of the thesis, SEM and EDS analyses, concrete petrography, porosity determination with mercury porosimetry test, and fractal analysis were carried out to determine the microstructure of the samples. Environmental impact and cost evaluations of the produced composite materials were also made. As a result, it was determined that NGOs improved the mechanical and thermal properties of cement-based composites containing mPCM. Environmental impact assessment determined that although the use of PCMs increases CO2 emissions from production, the addition of NGOs will make a positive contribution to the life cycle, as CO2 emissions from cement will decrease. These results show that this new cement-based composite material reinforced with NGOs has great potential for environmentally friendly buildings with the integration of energy savings and long-term durability in structures.
Benzer Tezler
- Yapılarda ısıl performansın iyileştirilmesi için faz değişim materyali içeren fonksiyonel duvar kağıdı üretimi ve karakterizasyonu
The production and characterisation of functional wallpaper includingphase change materials for improving thermal performance in buildings
GÖKMEN ZOR
Doktora
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İSMAİL TİYEK
- Sensitivity analysis of layered wall systems utilizing sustainable composites incorporating micro-encapsulated pcms
Mikro kapsüllü PCMS içeren sürdürülebilir kompozitlerin kullanıldığı katmanlı duvar sistemlerinin duyarlılık analizi
HATİCE DENİZ ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
EnerjiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DEREK KEITH BAKER
DOÇ. DR. ÇAGLA MERAL AKGÜL
- Multifunctional conductive cementitious composites including phase change materials with snow/ice melting capability
Kar/buz eritme özelliğine sahip, faz değiştiren malzeme içeren multifonksiyonel iletken çimento esaslı kompozitler
FATİH ACIKÖK
Doktora
İngilizce
2024
Mühendislik BilimleriHacettepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
- Yeşil kimya ile çok fonksiyonlu mikrokapsüllenmiş faz değiştiren madde geliştirilmesi
Development of multifunctional microencapsulated phase change materials with green chemistry
SEDAT EMİR
- Yeni nesil bina malzemeleri için faz değiştiren madde geliştirilmesi
Development of phase change materials for new generation building materials
SİBEL KURT