Metazeolit içeren geri dönüşüm agregalı geopolimer kompozitlerin mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and durability properties ofrecycled aggregate geopolymer composites containing metazeolite
- Tez No: 940775
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL, PROF. DR. HARUN TANYILDIZI
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- 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: 132
Özet
Kaolinit kil, metakaolin (MK), uçucu kül (UK), granüle yüksek fırın cürufu (GYFC) gibi mineral katkılar, geopolimer harç numunelerinde (GH'ler) alüminosilikat esaslı malzemeler olarak kullanılmaktadır. Bu malzemelere ek olarak, meta ürünler (bentonit, kaolin ve zeolit), GH'lerin bileşenleri arasında yer alabilmektedir. Kil türüne bağlı olarak dehidrasyon ve dehidroksilasyon, kilin kalsinasyon işlemiyle belirli derecelerde sağlanmaktadır. Bu şekilde, alkalik çözeltilerde çözülebilen metastabil, neredeyse amorf alüminosilikat fazlar oluşmaktadır. Bu çalışmada, geri dönüşümlü beton agregası (GDA) ile alüminyum çamuru (AÇ) içeren metazeolit (MZ) ve GYFC esaslı sentetik fiber takviyeli GH'ler üretilmiştir. Alkali aktivatör olarak birlikte kullanılan NaOH ve Na2SiO3 için Na2SiO3/NaOH oranı 2:1 olarak alınmış ve aktivatör/bağlayıcı oranı ise 0,95 olarak belirlenmiştir. Karışımlarda farklı molarite oranları (8M, 10M, 12M ve 14M) ve çeşitli karışım oranları (25%MZ+75%GYFC, 50%MZ+50%GYFC, 75%MZ+25%GYFC ve 100%MZ) test edilmiş ve bu karışımların dayanıklılık özellikleri araştırılmıştır. Çeşitli kriterler (dayanıklılık, çevre ve ekonomi) göz önünde bulundurularak, 50MZ+50GYFC serisi 12M'de seçilmiş ve bu seride GDA ile yapılan yer değiştirmeyle %10, %20 ve %30 AÇ ilave edilerek fiziksel ve mekanik özellikler 7 ve 28 gün boyunca incelenmiştir. Sonuçlar, 50MZ+50GYFC/30AÇ serisinin, 50MZ+50GYFC serisine kıyasla en iyi dayanıklılık özelliklerini sergilediğini göstermiştir. Bu nedenle, bu seriye polietilen fiber (PEF), poliamid fiber (PAF) ve bazalt fiber (BF) gibi farklı tiplerde fiberler %0,25, %0,5, %0,75, %1, %1,5 ve %2 oranlarında ilave edilmiştir. Bir sonraki adımda birim ağırlık, gözeneklilik ve su emme gibi fiziksel özellikler, mekanik özellikler (basınç dayanımı, eğilme dayanımı, doğrudan çekme dayanımı, yarmada çekme dayanımı) ve 28 günlük aşınma direnci deneyleri gerçekleştirilmiştir. Mikroyapısal karakterizasyon SEM/EDS ve XRD xvi analizleriyle yapılmıştır. Mikroyapısal özellikler, %30 AÇ içeren serinin diğer serilere göre daha yoğun olduğunu göstermiştir. En yüksek dayanım değerlerine de %30 AÇ içeren numunelerde erişilmiştir. Ancak bu değer itibarı ile işlenebilirlik büyük ölçüde azalmıştır. Fiber takviyesi ile fiziksel ve mekanik özellikler açısından en iyi sonuçlar sırasıyla BF>PAF>PEF fiberlerinden elde edilmiştir. Mekanik özellikler açısından en iyi sonuçların elde edildiği %0,5 BF takviyesinde, referansa göre basınç dayanımında %27,2 artış elde edilmiş, buna karşılık eğilme dayanımında bu fark %167'ye çıkmıştır. En iyi doğrudan çekme dayanımı artışı %53 ile %0,5 PAF içeren numunede görülmüştür. Tüm fiber takviyeli GH'ler için en yüksek aşınma direnci hacim kayıpları %1,5 PAF ve BF içeren numunelerde görülmüştür. Yüksek sıcaklık sonrası dayanımlarda 400 Co'ye kadar en iyi performansı BF içeren numuneler vermiş buna karşılık sıcaklıklar 800 Co'ye ulaştığında BF ve PAF numuneleri tamamen dağılmıştır. BF ve PEF takviyelerinin donma-çözünme etkilerine karşı da GH'lerde çatlak yayılmasını önlediği ve yapısal bütünlüklerini korudukları görülmüştür. Sülfat etkilerine karşı da en iyi mekanik performans PEF içeren numuneler görülmüştür. PAF içeren numuneler sülfatın zararlı etkilerinden daha fazla etkilenmiştir.
Özet (Çeviri)
Kaolinite clay, metakaolin (MK), fly ash (FA), and ground granulated blast furnace slag (GGBFS) are used as aluminosilicate-based materials in geopolymer mortar samples (GMs). In addition to these materials, meta products (bentonite, kaolin, and zeolite) can also be included among the components of GMs. Depending on the type of clay, dehydration and dehydroxylation are achieved at certain degrees through the calcination process. In this way, metastable, nearly amorphous aluminosilicate phases, which are soluble in alkaline solutions, are formed. In this study, GMs reinforced with synthetic fibers based on metazeolite (MZ) and GGBFS containing recycled concrete aggregate (RCA) and aluminum sludge (AS) were produced. The ratio of Na₂SiO₃/NaOH was set at 2:1, and the activator/binder ratio was determined as 0.95 for NaOH and Na₂SiO₃, which were used together as alkaline activators. Different molarity ratios (8M, 10M, 12M, and 14M) and various mixture ratios (25% MZ + 75% GGBFS, 50% MZ + 50% GGBFS, 75% MZ + 25% GGBFS, and 100% MZ) were tested, and the durability properties of these mixtures were investigated. Considering various criteria (durability, environment, and economy), the 50MZ + 50GGBFS series at 12M was selected, and the physical and mechanical properties were examined for 7 and 28 days by adding 10%, 20%, and 30% AS with RCA replacement in this series. The results showed that the 50MZ + 50GGBFS/30AS series exhibited the best durability properties compared to the 50MZ + 50GGBFS series. Therefore, in this series, different types of fibers such as polyethylene fiber xviii (PEF), polyamide fiber (PAF), and basalt fiber (BF) were added in ratios of 0.25%, 0.5%, 0.75%, 1%, 1.5%, and 2%. In the next step, physical properties such as unit weight, porosity, and water absorption, as well as mechanical properties (compressive strength, flexural strength, direct tensile strength, splitting tensile strength), and 28-day wear resistance tests were performed. Microstructural characterization was carried out using SEM/EDS and XRD analyses. The microstructural properties showed that the series containing 30% AS was denser than the other series. The highest strength values were also achieved in samples containing 30% AS. However, workability significantly decreased at this level. With fiber reinforcement, the best results in terms of physical and mechanical properties were obtained respectively from BF > PAF > PEF fibers. The highest compressive strength increase was observed in the 0.5% BF-reinforced sample with a 27,2% increase compared to the reference, while this difference increased to 167% in flexural strength. The best direct tensile strength increase was observed in the sample containing 0.5% PAF with a 53% increase. The highest wear resistance volume losses for all fiber-reinforced GMs were observed in samples containing 1.5% PAF and BF. In post-high-temperature strength, samples containing BF showed the best performance up to 400°C, whereas when temperatures reached 800°C, BF and PAF samples completely disintegrated. It was observed that BF and PEF reinforcements prevented crack propagation in GMs against freeze-thaw effects and maintained their structural integrity. The best mechanical performance against sulfate effects was observed in samples containing PEF, while PAF-containing samples were more affected by the harmful effects of sulfate
Benzer Tezler
- Silikozis hastalığı görülen işçilerde triptofan metabolitlerinin değerlendirilmesi
Evaluation of tryptophan metabolites in silicosis workers
MEHMET ARTÜRK
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Halk SağlığıIğdır Üniversitesiİş Sağlığı ve Güvenliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET NURİ ATALAR
- A deep learning architecture for missing metabolite concentration prediction
Eksik metabolit miktarı tahmini için bir derin öğrenme mimarisi
SADİ ÇELİK
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ÇAKMAK
- Bazı polihidroksikumarin türevi makrohalkalı eterlerin sentezi
The synthesis of some crown ether derivatives of polyhydroxyconmarins
CİHAN GÜNDÜZ
- Identification of bacilysin producer cells during biofilm formation in Bacillus subtilis
Bacillus subtilis'de olgunlaşmış biyofilm yapısında basilisin üreten hücrelerin belirlenmesi
EZGİ KOMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Biyoteknolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMoleküler Biyoloji-Genetik ve Biyoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYTEN YAZGAN KARATAŞ
- Phenolic and carotenoid profiles of tomatoes collected from different parts of Turkey and antioxidant properties of dried tomatoes
Türkiye'nin farklı bölgelerinden toplanan domateslerde karotenoid ve fenolik profillerinin belirlenmesi ve kurutulmuş domateslerde antioksidan özelliklerin incelenmesi
SENA BAKIR
Doktora
İngilizce
2021
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ESRA ÇAPANOĞLU GÜVEN