Düşük sıcaklıklarda kür edilen alkali aktive edilmiş yüksek fırın cürufu/portland çimentolu harçların sülfat direnci
The sulfate resi̇stance of mortar made from lowtemperature cured alkali̇ne acti̇vated hi̇gh furnace slag / portland cement
- Tez No: 944579
- Danışmanlar: DOÇ. DR. AHMET BENLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bingöl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 108
Özet
Soğuk hava beton dökümlerinde, don öncesi önlemler ve geleneksel çimento bazlı malzemelerin kullanımındaki sınırlamalar nedeniyle yüksek enerji talepleri ve CO₂ emisyonlarıyla ilişkilidir. Bu çalışma, düşük sıcaklıkta inşaat için sürdürülebilir bir çözüm olarak hibrit alkali-aktivasyonlu cüruf/Portland çimentosu (AACPC) harçlarını sunmaktadır. Portland Çimentosu (PÇ) yerine geçirme oranlarının (%0, %10 ve %20) ve farklı alkali aktivatör dozajlarının (AD) (%6, %8 ve %10) mekanik performans, mikroyapısal özellikler ve dayanıklılık üzerindeki etkileri, 0°C' lik bir kürleme sıcaklığında değerlendirilmiştir. Hibrit karışımlar, saf alkali-aktivasyonlu cüruf (AAC) sistemlerine kıyasla mukavemet gelişimi ve sülfat direncinde önemli iyileşmeler göstermiştir. %20 PÇ ve %8 AD' ye sahip bir karışım, 90 günde en yüksek basınç dayanımını olan 66,88 MPa' la ulaşmıştır. Daha düşük PÇ içeriği (%10) ile bu karışım, sülfat maruziyeti altında üstün bir dayanıklılık sergileyerek 90 gün sonunda yalnızca %4,19'luk bir mukavemet kaybı yaşarken, saf cüruf sistemlerinde bu kayıp %10,6'ya kadar çıkmıştır. Saf granüle edilmiş yüksek fırın cürufu (GYFC) karışımları, %8 AD ile 90 günde 58,37 MPa' la ulaşarak, soğuk iklimlerde alkali aktivasyonunun potansiyelini göstermektedir. Ultrasonik darbe hızı (UPV) sonuçları, hibrit karışımlarda gelişmiş matris yoğunlaşmasını doğrulamış ve yüksek değerler, erken kürleme aşamalarında basınç dayanımı ile güçlü bir şekilde ilişkilendirilmiştir. Tarama elektron mikroskobu (SEM) analizleri, hibrit karışımlarda, özellikle %10-20 PC içeren sistemlerde, mukavemet ve dayanıklılık için kritik olan yoğun bir kalsiyum silikat hidrat (C-S-H) ve kalsiyum-alüminosilikat-hidrat (C-A-S-H) jel ağı ortaya koymuştur. Bu jeller, 0°C' de boşlukları azaltarak mikro çatlakları engellemiştir. Ancak, aşırı AD (%10) alkali zengin fazların oluşumuna yol açarak uzun vadeli dayanımı düşürmüştür. Bu araştırma, cüruf aktivasyonu ve PÇ hidratasyonunun sinerjik etkilerinden yararlanarak, dışarıdan ısıtma ve kimyasal katkılara olan bağımlılığı azaltırken enerji verimli ve dayanıklı soğuk hava inşaatı için hibrit alkali-aktivasyonlu harçların uygulanabilirliğini vurgulamaktadır.
Özet (Çeviri)
Cold weather concreting is associated with high energy demands and CO₂ emissions, driven by frost-prevention measures and limitations in using traditional cementitious materials. This study presents hybrid alkali-activated slag/Portland cement (PC) mortars as a sustainable solution for low-temperature construction. The effects of PC substitution (0%, 10%, and 20%) and varying alkali activator dosages (6%, 8%, and 10%) on mechanical performance, microstructural properties, and durability were evaluated at a curing temperature of 0°C. Hybrid mixtures demonstrated significant improvements in strength development and sulfate resistance compared to pure alkali-activated slag systems. A mixture containing 20% PC and 8% activator dosage achieved the highest compressive strength of 66.88 MPa at 90 days. At lower PC contents (10%), the blend exhibited superior durability under sulfate exposure, with only a 4.19% strength reduction after 90 days, compared to pure slag systems which experienced up to 10.6% strength loss. Pure granulated blast furnace slag (GBFS) mixtures activated with 8% alkali dosage reached 58.37 MPa at 90 days, demonstrating the potential of alkali activation in cold climates. Ultrasonic pulse velocity (UPV) results confirmed improved matrix densification in hybrid mixtures, with higher values correlating strongly with compressive strength at early curing stages. Scanning electron microscopy revealed a dense network of calcium silicate hydrate (C-S-H) and calcium-aluminosilicate-hydrate (C-A-S-H) gels, crucial for strength and durability, particularly in systems with 10–20% PC. These gels mitigated voids and reduced micro cracks at 0°C. However, excess alkali dosage (10%) led to the formation of alkali-rich phases, which reduced long-term strength. This research highlights the feasibility of hybrid alkali-activated mortars for energy-efficient and durable cold-weather construction, leveraging the synergistic effects of slag activation and PC hydration while reducing the reliance on external heating and chemical additives.
Benzer Tezler
- Kolemanit zenginleştirme atıklarının alkali aktivasyon potansiyelinin araştırılması
An investigation on the alkali activation potential of colemanite concentrator wastes
CAVİT ÇAĞATAY KIZILTEPE
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERDAR AYDIN
- Alkalilerle aktive edilmiş bitlis yöresi pomzası içeren hibrit bağlayıcıların üretilebilirliğinin incelenmesi
The investigation of bitlis pumice based alkali activated hybrid binders production
BİLAL BALUN
Doktora
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiFırat Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET KARATAŞ
- Alkali ile aktive edilmiş silis dumanlı harçların özellikleri üzerine uçucu külün ve çelik fiberin etkisi
Effect of fly ash and steel fiber on the properties of alkali activated silica fume mortars
SUVAT DENİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiNiğde Ömer Halisdemir Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SARIDEMİR
- Kolemanit kullanılarak üretilen alkali aktive harçların nötron soğurma özelliklerine yüksek sıcaklığın etkisi
The effect of high temperature on the neutron attenuation propertiesof alkali-activated mortars produced by usingcolemanite
MUHAMMET SAMİ TÜRETKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiBayburt Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HACI SÜLEYMAN GÖKÇE
- Alüminasilikat bazlı jeopolimerlerin incelenmesi
Investigation of aluminosilicate based geopolymers
SEZER ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiDumlupınar Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MEHMET UĞUR TOPRAK