Geri Dön

Yerel malzemeler kullanılarak düşük maliyetli tek bileşenli geopolimer köpük beton üretiminin araştırılması

Investigation of low cost one-part geopolymer foam concrete production using local materials

PDF İndir

  1. Tez No: 956031
  2. Yazar: IBRAHIM BOUBACAR MOUNKAILA
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN KAPLAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 87

Özet

Amaç: Bu çalışmanın temel amacı, yerel ve düşük maliyetli hammaddeler kullanarak, çevre dostu, hafif ve dayanıklı bir tek bileşenli geopolimer köpük beton üretimini araştırmaktır. Özellikle, pomza tozu ve sodyum bikarbonat gibi alternatif malzemelerin geopolimer performansı üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Yöntem: Bağlayıcı sistemde, pomza tozu, kirecin yerine %0, %25, %50 ve %75 oranlarında ikame edilmiştir. Agrega olarak mermer tozu, aktivatör olarak ise %10 ve %20 oranlarında sodyum bikarbonat kullanılmıştır. Numuneler 75 °C'de 24 saat süreyle ısıl kür işlemine tabi tutulmuştur. Deneysel çalışmalarda işlenebilirlik, birim hacim ağırlığı (taze ve kuru), görünür porozite, su emme, kapiler su emme, basınç ve eğilme dayanımı, ayrıca yüksek sıcaklık ve kimyasal dayanım (NaCl ve MgSO₄ ortamları) analiz edilmiştir. Bulgular: Pomza tozunun %25–50 oranlarında kullanılması, geopolimer matrisin mikroyapısal yoğunluğunu artırmış, gözenekliliği azaltmış, mekanik dayanım ve kimyasal direnci iyileştirmiş, ayrıca işlenebilirliği olumlu yönde etkilemiştir. Sodyum bikarbonat, yüksek alkaliniteye sahip aktivatörlerin yerine kullanılabilecek, yeterli düzeyde aktivasyon sağlayan etkili bir alternatif aktivatör olarak başarılı sonuçlar vermiştir. Sadece kireç içeren karışımlarda, sistemde reaktif silis kaynağı bulunmaması nedeniyle geopolimerleşme tepkimesi sınırlı kalmış ve bu durum düşük dayanımıyla sonuçlanmıştır. Öte yandan, %75 pomza içeren karışımlarda ise, pomzanın yüksek silis içeriğine rağmen, kireç oranının düşmesiyle birlikte sistemde yeterli kalsiyum bulunmamıştır. Bu kalsiyum eksikliği, N-A-S-H türü hibrit bağlayıcı fazların oluşumunu sınırlamış ve geopolimer ağ yapısının gelişimini zayıflatarak dayanımın azalmasına yol açmıştır. Sonuç: Bu tez kapsamında geliştirilen geopolimer sistemlerde en uygun performans, %25–50 oranında pomza tozu içeren ve %20 NaHCO₃ ile aktive edilen karışımlarda elde edilmiştir. %75 pomza tozu kullanımı, sistemde dayanımı sağlayan bağlayıcı jel yapıların oluşumunu sınırlamış; yalnızca kireç içeren karışımlar ise reaktif silis eksikliği nedeniyle düşük performans sergilemiştir. Elde edilen sonuçlar, malzeme performansının pomza oranı ve aktivatör düzeyiyle doğrudan ilişkili olduğunu göstermektedir.

Özet (Çeviri)

Purpose: The main objective of this study is to investigate the production of an environmentally friendly, lightweight, and durable one-part geopolymer foamed concrete using locally available and low-cost raw materials. In particular, the effects of alternative materials such as pumice powder and sodium bicarbonate on geopolymer performance were evaluated. Method: In the binder system, pumice powder was substituted for lime at rates of 0%, 25%, 50%, and 75%. Marble powder was used as the aggregate, while sodium bicarbonate was applied as the alkaline activator at concentrations of 10% and 20%. The samples were heat-cured at 75 °C for 24 hours. Experimental investigations included the analysis of workability, bulk density (fresh and dry), apparent porosity, water absorption, capillary water permeability, compressive and flexural strength, as well as high-temperature resistance and chemical durability under NaCl and MgSO₄ exposure. Findings: The use of 25-50% pumice powder increased the microstructural density of the geopolymer matrix, reduced porosity, improved mechanical strength and chemical resistance, and positively affected the processability. Sodium bicarbonate showed good results as an effective alternative activator that provides sufficient activation to replace activators with high alkalinity. In mixtures containing only lime, the geopolymerization reaction was limited due to the lack of reactive silica source in the system, resulting in low strength. On the other hand, in mixtures containing 75% pumice, despite the high silica content of pumice, there was not enough calcium in the system as the lime content decreased. This calcium deficiency limited the formation of N-A-S-H type hybrid binder phases and weakened the development of the geopolymer network structure, resulting in reduced strength. Results: In the geopolymer systems developed within the scope of this thesis, the best performance was obtained in mixtures containing 25-50% pumice powder and activated with 20% NaHCO₃. The use of 75% pumice powder limited the formation of binder gel structures that provided strength in the system, while mixtures containing only lime exhibited poor performance due to the lack of reactive silica. The results obtained show that the material performance is directly related to the pumice content and activator level.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    68920

    Synthesis of the BN-AIN composites by carbothermal reduction and nitridition of B4C-Al2O3 mixtures

    AIN-BN kompozitlerinin reaksiyon sinterlenmesi yöntemiyle üretimi

    CEM ÇELİKER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1997

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ADNAN TEKİN

  2. Tez No

    894332

    Experimental investigation of laser parameters in molded interconnect devices manufacturing via laser direct structuring

    Lazerle doğrudan yapılandırma yoluyla kalıplanmış ara bağlantı cihazlarının üretiminde lazer parametrelerinin deneysel incelenmesi

    CANSU GİZEM AKAGÜNDÜZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRECAN SÖYLEMEZ

  3. Tez No

    142597

    Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi

    Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque

    EVREN YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2003

    Mimarlıkİstanbul Teknik Üniversitesi

    Mimarlık Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE

  4. Tez No

    478490

    Determination of the effect of accelerator type and accelerator/sulfur ratio on the vulcanization kinetics and aging properties of natural rubber/chloroprene based rubber compounds

    Doğal kauçuk/kloropren kauçuk esaslı karışımların vulkanizasyon kinetiğine ve yaşlanma özelliklerine hızlandırıcının tipinin ve hızlandırıcı/kükürt oranının etkisinin belirlenmesi

    FARZAD AHMADZADEH NOBARI AZAR

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Polimer Bilim ve TeknolojisiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MURAT ŞEN

  5. Tez No

    866655

    Structural optimization of the UAV composite wing-box by adaptive genetic algorithm methods

    İHA kompozit kanat kutusunun uyarlanabilir genetik algoritma yöntemleri ile yapısal optimizasyonu

    BERK GÜNDÜZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Savunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ŞAFAK YILMAZ

Geri Dön