Manyetit demir cevheri atıklarının tek bileşenli ve cam lifi içerengeopolimerlerin mekanik ve durabilite özelliklerine etkisi
Effect of iron ore tailings on mechanical and durability properties of one-part and glass fiber containing geopolymers
- Tez No: 956028
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN KAPLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Geopolimer kompozit, atık mermer tozu, yüksek fırın cürufu, cam lifi, manyetit demir atığı, sürdürülebilirlik, Geopolymer composite, waste marble powder, ground granulated blast furnace slag, glass fiber, magnetite iron ore waste, high temperature
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 132
Özet
Amaç: Betonlarda dayanım kadar önemli bir özellik olan durabilite, yapıların hizmet ömründe kritik bir rol oynamaktadır. Çevreci ve dayanıklı beton üretimini teşvik etmek amacıyla, çimentonun tamamı veya bir bölümü yerine, bağlayıcı özelliğe sahip yüksek fırın cürufu ve uçucu kül gibi mineral katkılar kullanılmaktadır. Ancak bu tür mineral katkılar, geleneksel Portland çimentosuna kıyasla genellikle daha düşük oranlarda kullanılmaktadır. Portland çimentosu üretiminde açığa çıkan yüksek miktardaki CO₂ emisyonları, küresel ısınmaya neden olmanın yanı sıra üretim sürecindeki yüksek enerji tüketimi nedeniyle ekonomik açıdan da dezavantaj oluşturmaktadır. Bu nedenle çevre dostu alternatif bağlayıcıların kullanımı günümüzde bir zorunluluk haline gelmiştir. Bu tez çalışmasında, yüksek fırın cürufu yerine ağırlıkça %0, %5, %10 ve %20 oranlarında manyetit demir atığı ile %0, %0,5 ve %1 oranlarında cam lifi içeren geopolimer kompozitlerin dayanım ve durabilite performansları kapsamlı olarak incelenmiştir. Yöntem: Bu çalışmada agrega olarak atık mermer tozu kullanılmıştır. Bağlayıcı malzeme olan yüksek fırın cürufu yerine, ağırlıkça %0, %5, %10 ve %20 oranlarında manyetit demir atığı eklenmiş, ayrıca %0, %0,5 ve %1 oranlarında cam lifi kullanılarak farklı geopolimer kompozit karışımları hazırlanmıştır. Elde edilen geopolimer numuneleri 80°C sıcaklıkta 24 saat süreyle kür işlemine tabi tutulmuştur. Manyetit demir atığı ve cam lifinin farklı oranlarının, taze harçların kıvam özellikleri üzerindeki etkileri yayılma çapı testi ile belirlenmiş, numunelerin 7 ve 28 günlük basınç ve eğilme dayanımı testleri yapılmıştır. Ayrıca %10 NaCl ve %5 MgSO₄ çözeltilerine maruz kalmanın yanı sıra 200°C, 400°C ve 800°C sıcaklık koşullarının geopolimer kompozitlerin dayanım ve uzun vadeli durabiliteleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bulgular: Yapılan testler sonucunda, 7 ve 28 günlük basınç dayanımı ölçümlerinde en yüksek değerler referans numunesinde elde edilmiştir. %0,5 cam lifi ve %5 manyetit demir atığı içeren karışım, referans numunesine yakın sonuçlar vermiştir. Manyetit demir atığının %5'in üzerinde kullanılması, basınç dayanımını azaltmıştır. %5 manyetit içeren karışımlara %0,5 oranında cam lifi eklenmesi basınç dayanımını artırmış ancak %1 oranındaki cam lifi eklenmesi genel olarak dayanım artışı sağlamamıştır. Eğilme dayanımı testlerinde en yüksek değerler %10 manyetit demir atığı içeren karışımlarda elde edilmiştir. %10 manyetit demir atığı ve %0,5 ile %1 oranlarında cam lifi içeren numunelerde eğilme dayanımı referansa göre önemli ölçüde artmıştır. Manyetit demir atığının tüm oranlarda (%5, %10, %20) kullanımı, referansa kıyasla eğilme dayanımını artırmıştır. Yüksek sıcaklık koşullarında (200°C ve 400°C) tüm karışımlarda basınç dayanım değerlerinde artış gözlenirken, 800°C sıcaklıkta numuneler yapı bütünlüğünü kaybettiğinden ölçüm yapılamamıştır. %10 NaCl çözeltisine maruz kalan karışımlar, %5 MgSO₄ çözeltisine maruz kalanlara göre daha düşük basınç dayanımı kaybı göstermiştir. Sonuç: Manyetit demir atığının %5, cam lifinin ise %0,5 oranında kullanılması durumunda, referans numunesine yakın basınç dayanımı değerleri elde edilmiştir. Manyetit demir atığı ve cam lifi oranlarının artırılması, tüm karışımlarda eğilme dayanımını iyileştirmiştir. Ayrıca manyetit demir atığı içeren karışımların yüksek sıcaklıklarda dayanım performansı artış göstermiştir. Sonuç olarak, manyetit demir atığının belirli oranlarda kullanımı, geopolimer kompozitlerin dayanım ve durabilite özellikleri açısından olumlu etkiler sağlamıştır.
Özet (Çeviri)
Purpose: In concrete, durability is as crucial as strength, playing a vital role in the longevity of structures. To enhance concrete's durability and promote eco-friendly production, mineral additives MAth binding properties, such as ground granulated blast-furnace slag (GGBFS) and fly ash, are utilized to partially or entirely replace cement. However, these mineral additives are typically used in lower proportions compared to traditional Portland cement. The production of Portland cement results in high CO₂ emissions, contributing to global warming, and incurs significant energy costs, posing economic disadvantages. Consequently, the adoption of environmentally friendly alternative binders has become increasingly imperative. This thesis comprehensively examines the durability and strength performance of geopolymer concretes incorporating 0%, 5%, 10%, and 20% magnetite iron waste as a substitute for GGBFS, along MAth 0%, 0.5%, and 1% glass fiber. Method: In this study, waste marble powder was utilized as aggregate. Based on the binder content by weight, glass fiber was added at ratios of 0%, 0.5%, and 1%. In geopolymer concretes, mixtures were prepared by replacing ground granulated blast furnace slag MAth magnetite iron ore at weight ratios of 0%, 5%, 10%, and 20%. The resulting concrete specimens underwent curing at 80°C for 24 hours. The study examined the effects of varying amounts of magnetite iron waste and glass fiber on the consistency properties of fresh mortars, determined through flow diameter measurements; compressive and flexural strength tests at 7 and 28 days; exposure to 10% NaCl and 5% MgSO₄ solutions; and high-temperature conditions of 200°C, 400°C, and 800°C on the strength and long-term durability of geopolymer concrete. Findings: In the compressive strength tests conducted on the 7th and 28th days, the highest values were obtained in the reference specimen. The mixture containing 0.5% glass fiber and 5% magnetite iron waste yielded results close to the reference specimen. Utilizing more than 5% magnetite iron waste reduced compressive strength. Adding 0.5% glass fiber increased compressive strength in mixtures MAth 5% magnetite waste; however, using 1% glass fiber did not generally enhance compressive strength. The highest flexural strength values on the 7th and 28th days were observed in mixtures containing 10% magnetite iron waste. In 7 and 28-day mixtures MAth 0.5% and 1% glass fiber and 10% magnetite iron waste, flexural strength increased by 78.26% and 86.96% in 7-day specimens, and by 89.29% and 107.14% in 28-day specimens, respectively, compared to the reference specimen. Using 5%, 10%, and 20% magnetite iron waste increased flexural strength in all mixtures relative to the reference specimen. Exposure to high temperatures of 200°C and 400°C resulted in increased compressive strength across all mixtures. At 800°C, all mixtures lost structural integrity, preventing any measurements. Compressive strength losses in mixtures exposed to a 10% NaCl solution were lower than those exposed to a 5% MgSO₄ solution. Conclusion: The utilization of 5% magnetite waste and 0.5% glass fiber resulted in compressive strength values comparable to the reference specimen. Increasing the proportions of both magnetite waste and glass fiber enhanced the flexural strength across all mixtures. Notably, improvements in compressive strength were observed even when the magnetite waste was subjected to elevated temperatures. Consequently, incorporating specific amounts of magnetite waste positively influenced the strength and durability properties of geopolymer concrete.
Benzer Tezler
- Manyetit cevheri konsantresinin karbotermik redüksiyonuna karbonize çay tesis atıklarının etkisi
The effect of carbonised tea waste plants on the carbothermic reduction of magnetite ore concentrate
BAYRAM BOSTANCI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Metalurji MühendisliğiFırat ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MUSTAFA BOYRAZLI
- Polietilen tereftalat (PET) atıklarının demir-çelik sektörü için değerlendirilmesi
The use of polyethylene terephthalate (PET) waste for iron and steel industry
BEKİR ÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Kimya MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BURCU DİDEM ÇORBACIOĞLU
- Beneficiation studies on the fine iron are tailings of Divriği concentrator
Başlık çevirisi yok
GÜROL BAŞARAN
Yüksek Lisans
İngilizce
1988
Maden Mühendisliği ve MadencilikOrta Doğu Teknik ÜniversitesiDOÇ. DR. ÇETİN HOŞTEN
- Atık plastik katkısının demir cevheri peletlerinin redüksiyon özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of waste plastic addition on reduction behavior of iron ore pellets
GÖKHAN POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Metalurji MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHLİS NEZİHİ SARIDEDE
- Divriği tesis artıklarının fiziksel ve kimyasal yöntemlerle zenginleştirilmesinin araştırılması
Investigation of nickel, cobalt, and copper recovery from Divrigi iron plant tailings by physical and chemical methods
ASLI İNAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2001
Maden Mühendisliği ve MadencilikCumhuriyet ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET CANBAZOĞLU