Geri Dön

Modelling and optimization of fresh and mechanical properties of fiber reinforced geopolymer mortars for utilizing in 3D concrete printing technology

Üç boyutlu baski teknolojisinde kullanilmak üzere elyaf takviyeli geopolimer harçlarin taze ve mekanik özelliklerinin modellenmesi ve optimizasyonu

PDF İndir

  1. Tez No: 892674
  2. Yazar: LAWAND WALEED KHALID KHALID
  3. Danışmanlar: PROF. DR. KASIM MERMERDAŞ, DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLSHAD KHIDR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Harran Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Tezin amacı, 3 boyutlu baskı için karbon elyaf takviyeli geopolimer karışımları geliştirmektir. Alkali aktivatörlerin (NaOH ve Na2SiO3 çözeltileri) ve karbon fiberin taze ve sertleşmiş özelliklere etkisi deneysel olarak araştırılmıştır. Priz süresi, işlenebilirlik, ekstrüde edilebilirlik, açık kalma süresi, şekil tutma dahil olmak üzere çeşitli taze özellikler ile kayma gerilimi ve görünür viskozite gibi reolojik özellikler incelenmiştir. Sertleştirilmiş numunelerin testi için numuneler 3D baskı ve kalıba döküm yoluyla üretilmiştir. Sertleşmiş numuneler mekanik (basınç mukavemeti, eğilme mukavemeti, yarmada çekme mukavemeti) ve dayanıklılıkla ilgili testlere (UPV, su emme, emicilik, klorür penetrasyonu) tabi tutulmuşlardır. Öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu ve uçucu kül karışımını aktive etmek için NaOH ve Na2SiO3'ün çeşitli kombinasyonları ve konsantrasyonları kullanıldı. NaOH'ın molariteleri 8, 10 ve 12 M olarak kullanıldı. Na2SiO3/NaOH oranları 1 ve 2 olarak seçilirken karbon elyaf hacim fraksiyonları %0, 0,3 ve 0,6 olarak kullanıldı. Karbon fiberlerin eklenmesinin, özellikle şekil tutma açısından reolojik özellikleri iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Bununla birlikte, karbon fiberin eklenmesi harçların işlenebilirliğinde bir azalmaya yol açmış ve geopolimerlerin ekstrüde edilebilirlik nitelikleri üzerinde olumsuz bir etki yaratmıştır. Ayrıca karbon fiberin eklenmesi basınç dayanımında da hafif bir azalmaya yol açmıştır. Çalışmanın bulguları ayrıca, NaOH'un molaritesinin arttırılmasının, karışımların şekil tutma, görünür viskozite, kayma mukavemeti ve basınç mukavemeti dahil olmak üzere birçok taze özelliği üzerinde olumlu bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir. Sonuçlar, katmanlar arasındaki zayıf arayüzler nedeniyle 3D baskılı numunelerin mukavemet ve dayanıklılık

Özet (Çeviri)

The purpose of the thesis is to develop carbon fibre reinforced geopolymer mixtures for 3D printing. The effects of alkaline activators (NaOH and Na2SiO3 solutions) and carbon fibre on fresh and hardened properties were investigated experimentally. Various fresh properties, including setting time, workability, extrudability, open time, shape retention, and rheological characteristics such as shear stress and apparent viscosity were examined. For hardened state testing, the specimens produced through 3D printing and mould casting. They were subjected to mechanical (compressive strength, flexural strength, splitting tensile strength) and durability related testing (UPV, water absorption, sorptivity, chloride penetration) procedures. Various combinations and molarities of NaOH and Na2SiO3 were employed to activate a mixture of ground granulated blast furnace slag (GGBFS) and fly ash (FA). The molarities of NaOH were used as 8, 10, and 12 M. The Na2SiO3/ NaOH ratios were selected as 1 and 2, while the carbon fibre volume fractions were employed at 0, 0.3, and 0.6%. The incorporation of carbon fibres has been observed to improve the rheological characteristics, specifically in terms of shape retention. Nevertheless, incorporation of carbon fibre led to a decrease in the workability of mortars and had an adverse impact on the extrudability qualities of geopolymers. Furthermore, the addition of carbon fibre also led to a slight decrease in compressive strength. The findings of the study also indicated that the enhancement of the molarity of NaOH had a positive impact on many fresh properties of the mixes, including shape retention, apparent viscosity, shear strength, and compressive strength. The results indicated that the strength and durability properties of 3D printed samples were less than those of mold-cast due to weak interfaces between layers. Meanwhile, the incorporation of carbon fibres has been observed to improve flexural and tensile strength. Moreover, the examination of the microstructure by scanning electron microscopy (SEM) demonstrated a satisfactory level of density and appropriate interconnection at the microstructural level among the components forming the geopolymer matrix. The thesis also includes a Response Surface Method based optimization study to determine performance based optimum mix parameters of the geopolymer mortar to be used for 3D printing purpose.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    450966

    Influence of water-cement, polymer-cement and fiber-cement ratios on properties of fiber reinfroced mortars

    Su-çimento, polimer-çimento ve fiber-çimento oranlarının fiber takviyeli harçlara etkisi

    ARDA ÖZEN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA HULUSİ ÖZKUL

  2. Tez No

    1019327

    Mechanical properties of fiber reinforced concrete with recycled steel fibers from waste tires

    Atık lastiklerden elde edilen geri dönüştürülmüş çelik lif içeren lifli betonların mekanik özellikleri

    CANSU ÇOLAK

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2026

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZKAN ŞENGÜL

  3. Tez No

    203

    Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu

    Başlık çevirisi yok

    İRFAN KARAGÖZ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1986

    Makine MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. OĞUZ BORAT

  4. Tez No

    265

    İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma

    Başlık çevirisi yok

    MELTEM ASLI NARTER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1985

    Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER

  5. Tez No

    32

    The Effect of government price support on wheat farming and wheat marketing in Turkey

    Başlık çevirisi yok

    GÜNEŞ GÜLSEN ÖZEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1987

    EkonomiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Yöneylem Araştırması Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. HALİM DOĞRUSÖZ

Geri Dön