Sodyum karbonatla aktive edilen reaktif MgO/cüruf esaslı sistemlerin reolojik özellikleri ve dijital teknolojilerle üretilebilirliği
Rheological properties and manufacturability of sodium carbonate-activated reactive MgO/slag-based systems with digital technologies
- Tez No: 935510
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DİDEM OKTAY, DOÇ. DR. BÜŞRA AKTÜRK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- 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: 134
Özet
Beton, günümüzde en yaygın yapı malzemesidir; ancak ana bileşeni çimentonun üretimi yüksek CO₂ salımı ve enerji tüketimine yol açmaktadır. Bu durum, sürdürülebilir alternatiflere olan ihtiyacı artırmıştır. Alkalilerle aktive edilmiş bağlayıcı sistemler (AAM), düşük karbon salımı ve enerji gereksinimiyle çevresel açıdan öne çıkarken; uzun priz süresi, düşük erken yaş dayanımı ve reolojik özelliklerdeki zorluklar nedeniyle yaygın kullanımı sınırlıdır. Bu çalışmada, reaktif MgO (r-MgO) ve öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (YFC) esaslı bağlayıcı sistemler geliştirilerek, tek bileşen yönetimiyle kuru bileşenlere su eklenerek aktive edilen karışımların üretilmesi amaçlanmıştır. Bu sayede, üretim sürecinin daha uygulanabilir hale getirilmesi ve sodyum karbonat (NC) kullanılarak daha çevreci bir aktivasyon mekanizması sağlanması hedeflenmiştir. Çalışmada, r-MgO farklı oranlarda (%0 - %15) YFC ile ikame kullanılmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında üretilen karışımlar, yayılma çapı ve priz süresi, reolojik özellikler, mekanik özellikler ve 3 boyutlu yazıcı teknolojisiyle üretilebilirlik açısından incelenmiş ve çevresel etkiler açısından karşılaştırma yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, %10 r-MgO kullanımının basınç dayanımını artırdığını, NC ve r-MgO'nun priz süresini kontrol ederek işlenebilirliği iyileştirdiğini göstermiştir. NS katkısı viskoziteyi dengelerken, en iyi baskı performansı %10 r-MgO içeren karışımlarda elde edilmiştir. Çalışma, OPC yerine çevreci ve enerji açısından verimli sistemlerin geliştirilmesine katkı sağlamaktadır. Bu çalışmada geliştirilen NC ile aktive edilmiş, r-MgO ve NS katkılı bağlayıcı sistemler; sürdürülebilir, uygun priz süresine ve reolojik özelliklere sahip, 3B yazıcıyla üretilebilen alternatif yapı malzemeleri sunmaktadır. Çalışma, OPC'ye çevreci bir alternatif olarak endüstriyel yan ürünlerin etkin kullanımına katkı sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
Concrete is the most widely used construction material today; however, the production of its main component, cement, results in high CO₂ emissions and significant energy consumption. This has increased the need for sustainable alternatives. Alkali-activated binder systems (AAMs) stand out environmentally due to their low carbon emissions and energy requirements, yet their widespread use is limited by factors such as long setting times, low early-age strength, and rheological challenges. In this study, binder systems based on reactive MgO (r-MgO) and ground granulated blast furnace slag (GGBFS) were developed with the aim of producing mixtures activated by simply adding water to the dry components using a one-part activation approach. This method targets a more practical production process and a more environmentally friendly activation mechanism through the use of sodium carbonate (NC). In the mixtures, r-MgO was substituted for GGBFS at varying ratios (0%–15%), and nano-silica (NS) was incorporated by replacing 1% of the slag by weight. The mixtures were evaluated in terms of flowability, setting time, rheological and mechanical properties, 3D printability, and environmental impact. Experimental results showed that using 10% r-MgO improved compressive strength, while NC and r-MgO helped control the setting time and enhanced workability. NS contributed to viscosity recovery and layer stability, yielding the best print quality in mixtures with 10% r-MgO. The NC-activated binder systems developed in this study, incorporating r-MgO and NS, offer sustainable alternative construction materials with appropriate setting behavior and rheological properties, suitable for 3D printing. The study contributes to the development of eco-friendly systems as alternatives to OPC through the efficient use of industrial by-products.
Benzer Tezler
- 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
ÖMER CAN ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİDEM OKTAY
DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜŞRA AKTÜRK
- Magnezyum oksit ve metakaolin ikameli sodyum karbonat ile aktive edilen cüruflu harçların mekanik ve durabilite özellikleri
Mechanical and durability characteristics of magnesium oxide and metakaolin substituted sodium carbonate-activated slag mortars
MEHRNOSH ABOLFATHI
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERHAN ULUKAYA
DR. ÖĞR. ÜYESİ BÜŞRA AKTÜRK
- Influence of Potential Modifiers on Sodium Carbonate Activated Slag: Early Age Characterization, Microstructural Evolution and Performance
Potansiyel i̇yileştirici malzemelerin sodyum karbonat ile aktive edilmiş cürufun özelliklerine etkisi: erken yaş karakterizasyonu, i̇çyapi gelişimi ve performansi
BÜŞRA AKTÜRK
Doktora
İngilizce
2019
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiYapı Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AHMET BEŞER KIZILKANAT
- Alkalilerle aktive edilmiş bağlayıcılarda alkali silika reaksiyonunun araştırılması
Investigation of alkali silica reaction in alkali activated cements
NİLGÜN ÇİRKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR AYDIN
- Use of borates as an activating agent for drilling mud bentonites
Boratların sondaj çamur bentonitleri için aktivatör olarak kullanımı
BÜLENT TOKA
Doktora
İngilizce
2008
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ İHSAN AROL