Liflerin geopolimer betonların mekanik ve dinamik özelliklerine etkisi
Influence of fibers on the mechanical and dynamic properties of geopolymer concretes
- Tez No: 914367
- Danışmanlar: PROF. DR. ŞEMSİ YAZICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: geopolimer beton, yüksek fırın cürufu, çelik lif, polipropilen lif, geopolymer concrete, blast furnace slag, steel fiber, polypropylene fiber
- Yıl: 2024
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Ege Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
İnsanlık tarihinin en uzun süredir olmasa dahi, en fazla tercih edilen yapı malzemesidir beton. Yüzyıllardır kullanılmasına rağmen, hala araştırmacılar ve üreticiler tarafından yapılan çalışmalar ile geliştirilmektedir. Bu çalışmalar, betonun sahip olduğu olumsuz özellikleri ortadan kaldırmak, azaltmak ve/veya olumlu özelliklerini daha da iyileştirmek için yapılmaktadır. Geleneksel betonun bileşenlerinden olan Portland Çimentosunun üretimi sırasında esnasında ortaya çıkan karbondioksit sera gazı oluşumuna sebep olmakta ve dünyamız için gün geçtikçe artan bir sorun oluşturmaktadır. Bu soruna çözüm oluşturabilmek için, 1980'li yılların başında alüminosilikat malzemeleri alkali çözeltilerle aktive ederek polimerleşme reaksiyonlarının sonucu olan bir bağlayıcı geliştirilmiş ve bu geliştirilen ürüne“geopolimer”adı verilmiştir. Betonun gevrek yapı malzemesi olması olumsuz özelliklerinden bir diğeridir. Geleneksel betona kısmen alternatif olarak üretilebilen geopolimer betonlarda değişik liflerin kullanımı geopolimer betona yeni birtakım özellikler kazandırabilmektedir. Klasik betonda kullanılan lif katkılarından özellikle çelik olanlarının betonda sünekliği artırdığı, çekme ve eğilme dayanımını yükselttiği, çatlamaya ve darbeye karşı direnci artırdığı, yorulma davranışını iyileştirdiği bilinmektedir. Söz konusu liflerin geopolimer betonda da benzer davranışı gösterip göstermediğini araştırmak bu alanda ilave bilgilerin sağlanmasına katkı verecektir. Bu tez kapsamında, alüminosilikat toz malzeme olarak yüksek fırın cürufu kullanılmıştır. Bu toz malzemenin sodyum hidroksit ve sodyum silikat ile karıştırılması sonucu geopolimer hamur ve beton üretilmiştir. Üretilen beton için, daha önce yapılmış çalışmalar ve tecrübeler ışığında tek bir karışım oranı belirlenmiştir. Beton içerisine 2 tip çelik ve 2 tip polipropilen lif 3 farklı oran ile dahil edilmiş ve kontrol karışımı dahil 13 karışım hazırlanmıştır. Lif eklenen karışımlarda, lifin hacmi kadar agrega (ince ve iri) azaltılarak diğer bileşen oranları sabit tutulmuştur. 13 adet karışımdan elde edilen numuneler oda sıcaklığında muhafaza edilerek yapılan deneyler ile mekanik ve dinamik özellikleri araştırılmıştır. 7 ve 28 günlük numuneler üzerinde yapılan deney sonuçlarına göre, her tip lif için karışımdaki oranı yükseldikçe basınç, eğilme, yarmada çekme ve darbe dayanımı değerlerinde artış, azalan slump (çökme) değeri ile işlenebilirliğinde düşüş görülmüştür. 28 günlük numuneler üzerinde yapılan deformasyon kontrollü eğilme deneyi sonuçlarına göre, eklenen liflerin betonun sünekliğini ve enerji yutma kapasitesini artırdığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Although concrete may not be the oldest, it is certainly one of the most preferred building materials in human history. Despite being used for centuries, it is still being developed through research and production efforts by scientists and manufacturers. These efforts aim to eliminate, reduce, and/or further improve the positive characteristics of concrete. The production of Portland Cement, a component of traditional concrete, results in the emission of carbon dioxide, a greenhouse gas, which is increasingly becoming a problem for our world. To address this issue, a binder resulting from polymerization reactions was developed in the early 1980s by activating aluminosilicate materials with alkaline solutions, and this developed product was named“geopolymer.”One of the negative characteristics of concrete is its brittle nature. The use of various fibers in geopolymer concrete, which can be produced as a partial alternative to traditional concrete, can endow geopolymer concrete with new properties. It is known that the fibers used in classic concrete, especially steel ones, increase ductility in concrete, enhance tensile and bending strength, improve resistance to cracking and impact, and better fatigue behavior. Investigating whether these fibers exhibit similar behavior in geopolymer concrete will contribute additional information to this field. In this thesis, blast furnace slag has been used as the aluminosilicate powder material. A geopolymer paste and concrete have been produced as a result of mixing this powder material with sodium hydroxide and sodium silicate. For the produced concrete, a single mixture ratio has been determined in light of previous studies and experiences. Two types of steel and two types of polypropylene fibers have been included in the concrete at three different ratios, and including the control mixture, 13 mixtures have been prepared. In the mixtures with added fibers, the volume of the aggregate (fine and coarse) has been reduced by the volume of the fiber, keeping the ratios of other components constant. The mechanical and dynamic properties have been researched through experiments conducted at room temperature on samples obtained from the 13 mixtures. According to the experimental results on samples aged 7 and 28 days, it has been observed that as the amount of each type of fiber in the mixture increases, the values of compressive strength, flexural strength, splitting tensile strength, and impact resistance increase, while the workability decreases with the reduced slump value. According to the results of the deformation-controlled bending test conducted on 28-day-old samples, it has been observed that the addition of fibers increases the ductility and energy absorption capacity of the geopolymer concrete.
Benzer Tezler
- Seramik lifli geopolimer beton plakların patlama etkisinde mekanik davranışının incelenmesi ve modellenmesi
Investigation and modeling of the mechanical behavior of ceramic fiber added geopolymer concrete plates in explosion effect
ARAS DALĞIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiMunzur Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERİVAN YILMAZER POLAT
- Atık demir tozu ve çelik lif katkılı geopolimer betonların yüksek sıcaklık etkisi altında davranışının incelenmesi
Investigation of the behavior of waste iron powder and steel fiber reinforced geopolymer concrete under the effect of high temperature
İDRİS SAKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SONER GÜLER
- Farklı Tür Atık Malzemeler Kullanılarak Üretilen Geopolimer Harçların Mekanik ve Kalıcılık Özelliklerinin İncelenmesi
Investigation of the mechanical and durability properties of geopolymer mortars produced using different waste materials
TANSEL TONYALI
Doktora
Türkçe
2021
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TURGAY ÇOŞGUN
DOÇ. DR. ORHAN CANPOLAT
- Geopolimer harçlarda selülozik lif kullanımının araştırılması
Investigation of cellulosic fiber use in geopolymer mortars
İBRAHİM YETİŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiAkdeniz Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİYAZİ UĞUR KOÇKAL
- Farklı tür lifler içeren atık seramik tozu esaslı geopolimer harçların mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and durability properties of waste ceramic powder based geopolymer mortars containing different types of fibers
AYŞEN TAHİRE KILIÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiYapı Malzemesi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL