F ve C sınıfı uçucu kül esaslı yüksek fırın cürufu ikameli geopolimer harçlarda ön kürleme ve manyetize suyun etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of pre-curing and magnetized water on F and C class fly ash based blast furnace slag replaced geopolymer mortars
- Tez No: 958944
- Danışmanlar: PROF. DR. İLHAMİ DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kırıkkale Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 231
Özet
Portland çimentosu, beton üretiminde yaygın olarak kullanılan bir bağlayıcıdır. Ancak üretim sürecinde yüksek enerji tüketimi ve CO₂ salınımı, çevresel sorunlara ve artan maliyetlere neden olmaktadır. Bu çalışmada, Portland çimentosuna alternatif olarak, endüstriyel atıklardan elde edilen geopolimer malzemelerin kullanımı incelenmiştir. Çalışmada bağlayıcı malzeme olarak F sınıfı uçucu kül (F sınıfı UK), C sınıfı uçucu kül (C sınıfı UK) ve yüksek fırın cürufu (YFC) kullanılmıştır. Bu çalışmada alkali aktivatör olarak sodyum hidroksit (NaOH) kullanılmıştır. F ve C sınıfı uçucu küle, ayrı ayrı %0, %5, %10, %15 ve %20 oranlarında yüksek fırın cürufu ikame edilmiştir. Çalışmada, 4, 6 ve 8 molarite NaOH ile hazırlanan geopolimer harçlar, 40x40x160 mm boyutlarındaki kalıplara yerleştirildikten sonra 2, 4 ve 24 saat boyunca 100°C sıcaklıkta ön kürleme işlemine tabi tutulmuştur. 7 ve 28 gün süresince ortam koşullarında olgunlaştırılan harçlar eğilme ile basınç dayanım testlerine tabi tutulmuştur. Ayrıca, üretilen harçların mikro yapı ve mekanik özelliklerini analiz etmek amacıyla SEM, EDX, XRD ve civalı porozimetre testleri gerçekleştirilmiştir. Çalışmada, optimum molarite ve kürleme süresinin mekanik dayanım ve mikro yapıya etkileri belirlenmiştir. Özellikle, 8 molarite NaOH kullanılarak, 24 saatlik 100°C ön kürleme ve 28 günlük ortam kürü koşullarında en yüksek basınç dayanımı değerlerine ulaşılmıştır. Manyetize su kullanımı, özellikle C sınıfı UK yerine YFC ikamesi ile hazırlanan geopolimer harçlarda eğilme ve basınç dayanımlarını önemli ölçüde artırmıştır. Manyetize suyun, bağlayıcı faz oluşumunu ve matris yoğunluğunu destekleyerek mekanik dayanımı iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, manyetize su kullanımının, geopolimer harçların mekanik özelliklerini iyileştirdiği ve matris yapısında güçlenme sağladığı tespit edilmiştir. Bu bulgular, manyetize suyun ve yüksek fırın cürufu ikamesinin, sürdürülebilir ve çevre dostu geopolimer harç üretiminde önemli bir potansiyel sunduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Portland cement is a widely used binder in concrete production. However, high energy consumption and CO₂ emissions in the production process cause environmental problems and increased costs. In this study, the use of geopolymer materials obtained from industrial wastes as an alternative to Portland cement was investigated. Class F fly ash (Class F FA), Class C fly ash (Class C FA), and blast furnace slag (BFS) were used as binder materials in the study. Sodium hydroxide (NaOH) was used as an alkali activator in this study. Blast furnace slag was substituted for Class F and C fly ash at 0%, 5%, 10%, 15% and 20%, respectively. In the study, geopolymer mortars prepared with 4, 6, and 8 molarity NaOH were placed in 40x40x160 mm molds and then subjected to pre-curing at 100 °C for 2, 4, and 24 hours. Mortars matured under ambient conditions for 7 and 28 days were subjected to flexural and compressive strength tests. In addition, SEM, EDX, XRD, and mercury porosimetry tests were performed to analyze the microstructure and mechanical properties of the produced mortars. In the study, the effects of optimum molarity and curing time on mechanical strength and microstructure were determined. In particular, the highest compressive strength values were achieved under 24 hour 100°C pre-curing and 28-day ambient curing conditions using 8 molarity NaOH. The use of magnetized water significantly increased the flexural and compressive strengths in geopolymer mortars prepared by substituting YFC for Class C FA. It was observed that magnetized water improved mechanical strength by supporting the formation of the binder phase and matrix density. As a result, it was determined that the use of magnetized water improved the mechanical properties of geopolymer mortars and strengthened the matrix structure. These findings indicate that magnetized water and blast furnace slag substitution offer significant potential in sustainable and environmentally friendly geopolymer mortar production.
Benzer Tezler
- Geopolimer kazıkların üretimi ve performansını etkileyen faktörlerin deneysel olarak araştırılması
Experimental investigation of factors affecting on the performance of geopolymer piles
HASAN ALTAWIL
Doktora
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiSelçuk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT OLGUN
- Kireç ve portland çimentosu ikamesinin uçucu küllü geopolimer harç karışımlarının dayanım ve kalıcılığına etkisi
Effects of lime and portland cement addition on strength and durability of fly ash geopolymer mortar mixtures
IŞILAY ÖZKUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMBİZ RAMYAR
- Uçucu kül esaslı geopolimer tuğla üretimi
Fly ash based geobrick production
ONUR ZEYBEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
İnşaat MühendisliğiAnadolu Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
YRD. DOÇ. DR. ÖMER ARIÖZ
- Farklı nano malzemelerle modifiye edilmiş F ve C sınıfı uçucu küllü çimento esaslı tamir harcı tasarımı
Design of f and C class Fly ash cement based repair mortar modified with different nano materials
MURAT BİNGÖL
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN ŞİMŞEK
- Doğal ve atık malzemelerle geopolimer harç ve beton geliştirilmesi
Development of geopolymer mortar and concrete with natural and waste materials
MURAT TUYAN
Doktora
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMBİZ RAMYAR