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
- Tez No: 956031
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÖKHAN KAPLAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
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
- Çukurova bölgesinde biyoklimatik veriler kullanılarak açık ve yeşil alan sistemlerinin belirlenmesi ilkeleri üzerinde bir araştırma
A research on the determination of the principles in open and green spaces systems by using the bioclimatic data in Çukurova region
MEHMET FARUK ALTUNKASA
Doktora
Türkçe
1987
Çevre MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERDOĞAN GÜLTEKİN
- Adana ili, turunçgil toptan fiyatlarının analizi
Başlık çevirisi yok
USULET ÖZTUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
ZiraatÇukurova ÜniversitesiTarım Ekonomisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OĞUZ YURDAKUL
- Acil yardım ve tedavi hastanelerinin idari mali ve teknik yönden planlaması
Başlık çevirisi yok
SERVET OKUYUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
HastanelerGazi ÜniversitesiKazalarda Acil Yardım ve Rehabilitasyon Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HİKMET PEKCAN
- Türkiye'de üretilen dikiş ipliklerinin incelenmesi ve konfeksiyon endüstrisinde kullanım uygunluklarının araştırılması
Başlık çevirisi yok
CUMHUR ÇAKMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. NAZMİ ERCAN