Geri Dön

Atık mermer tozunun ve şırnak asfaltit külünün filler malzeme olarak beton üretiminde kullanılması

Use of waste marble powder and sirnak asphaltite ash as filler materials in concrete production

PDF İndir

  1. Tez No: 968170
  2. Yazar: ADEM ACAR
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN HULUSİ ÖREN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Şırnak Üniversitesi
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Yapı Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 96

Özet

Bu çalışmada, Asfaltit Külü (AK) ve Mermer Tozunun (MT) betonun basınç dayanımı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışmalarda C25/30 sınıfı beton kullanılarak dört farklı beton karışımı hazırlanmıştır. Bu beton sınıfı, 7 günlük yaklaşık 25 MPa ve 28 günlük yaklaşık 30 MPa basınç dayanımına ulaşan betonları ifade etmektedir. Çalışmada, katkısız Referans Beton (RB), AK katkılı beton (AKB), MT katkılı beton (MTB) ve AK ile MT'nin birlikte kullanıldığı beton (AMB) olmak üzere dört farklı karışım hazırlanmıştır. Katkı malzemeleri, beton hacmine göre %5, %10 ve %15 oranlarında uygulanmış; her karışım için belirlenen oranlarda toplam 60 adet numune üretilmiştir. Tüm karışımlar 15×15×15 cm boyutlarında küp numuneler hâlinde hazırlanmış ve 7 ile 28 günlük kür sürelerinin ardından basınç dayanımı testlerine tabi tutulmuştur. 28 günlük kür süresinin sonunda su emme testleri ve ultrasonik hız ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Su emme değerleri, betonun geçirgenlik ve dayanıklılık özellikleri hakkında bilgi sağlarken, ultrasonik testler beton içindeki mikroçatlakların ve homojenliğin değerlendirilmesinde kullanılmıştır. Ayrıca, RB ve diğer katkılı betonların %15 katkı oranlarındaki numunelerin 28 günlük kür süresinden sonra kristal yapı ve faz analizleri X-Işını Kırınımı (XRD) yöntemiyle, mikroyapı karakterizasyonu ise Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri ile yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, RB karışımının 7 günlük ortalama basınç dayanımı 28,37 MPa, 28 günlük ortalama dayanımı ise 33,64 MPa olarak belirlenmiştir. AKB karışımlarında katkı oranı arttıkça basınç dayanımlarında azalma görülmüş ve 28 günlük dayanımlar sırasıyla %5 katkıda 27,28 MPa, %10 katkıda 26,08 MPa ve %15 katkıda 25,52 MPa olarak ölçülmüştür. Bu karışımlarda su emme değerlerinin artması ve ultrasonik hızların düşmesi, betonun dayanıklılığının azaldığını göstermiştir. MTB karışımlarında ise 28 günlük basınç dayanımları %5 katkıda 31,84 MPa, %10 katkıda 30,70 MPa ve %15 katkıda 27,84 MPa olarak belirlenmiştir. Bu karışımlarda su emme testleri, düşük oranlarda MT katkısının betonun geçirgenliğini azalttığını ortaya koymuş, ultrasonik test sonuçları ise betonun yapısal bütünlüğünün olumlu etkilendiğini göstermiştir. AMB karışımlarında %5AK + %5MT katkıda 28 günlük dayanım 24,67 MPa, %10AK + %10MT katkıda 24,25 MPa ve %15AK + %15MT katkıda 21,79 MPa olarak bulunmuştur. Bu karışımlarda su emme değerlerinin yüksek, ultrasonik hız değerlerinin ise düşük olması, betonun dayanıklılık açısından olumsuz etkilendiğine işaret etmiştir. XRD analizleri, RB betonunda hidratasyon ürünlerine ait keskin ve yüksek yoğunluklu pikler tespit ederken, %15AK katkılı betonda CSH piklerinde zayıflama ve kristalin yapıda bozulma gözlenmiştir. %15MT katkılı betonda kalsit fazına ait belirgin pikler ortaya çıkmış ve kristal yapı korunmuştur. AK ve MT'nin birlikte kullanıldığı AMB betonunda ise her iki katkının etkileri dengelenmiş, orta düzeyde kristal yapısal düzenlilik sağlanmıştır. SEM analizleri, RB betonun sıkı ve homojen yapısını doğrulamıştır. %15AK katkılı numunelerde mikroçatlaklar ve gözeneklilik artarken, %15MT katkılı numunelerde yoğun ve iri kristal yapılar hakim olmuş, boşluk oranı azalmıştır. AMB numunesi ise mermer tozunun stabilizatör etkisi ile asfaltitin olumsuz mikroyapı etkilerini kısmen dengelemiş, ix ancak bağ dokusu RB'ye göre zayıf kalmıştır. Elde edilen bulgular, mermer tozunun düşük oranlarda beton karışımlarında kullanıldığında hem mekanik dayanım hem de dayanıklılık açısından olumlu etkiler sağladığını göstermektedir. Buna karşılık, asfaltit uçucu külünün katkı oranı arttıkça betonun dayanım ve mikroyapısal özelliklerinde olumsuz etkiler gözlemlenmiştir. Ayrıca, iki katkı malzemesinin birlikte kullanımı betonun özelliklerini tam anlamıyla iyileştirememiştir. Çalışma, çevresel ve mekanik açıdan mermer tozunun beton katkısı olarak önemli avantajlar sunduğunu ortaya koymaktadır. Özellikle %5 ve %10 oranlarında kullanılan mermer tozu katkıları, betonun basınç dayanımı ve dayanıklılığını olumlu yönde etkileyerek gerekli dayanım seviyesine ulaşmasını sağlamıştır. Ancak, asfaltit uçucu külü katkılı ve %15 mermer tozu katkılı karışımlar ile her iki katkının birlikte kullanıldığı karışımlar, betonun basınç dayanımı ve dayanıklılık özelliklerinde düşüşe neden olmuş ve istenilen dayanım seviyesine ulaşamamıştır. Bu sonuçlar, mermer tozunun düşük oranlarda kullanılması halinde hem çevresel hem de mekanik açıdan beton karışımlarına fayda sağlayabileceğini göstermektedir.

Özet (Çeviri)

In this study, the effects of Asfaltite Fly Ash (AK) and Marble Powder (MT) on the compressive strength of concrete were investigated. Four different concrete mixes were prepared using C25/30 class concrete in the experimental work. This concrete class refers to concretes reaching approximately 25 MPa compressive strength at 7 days and approximately 30 MPa at 28 days. The study included four different mixes: Reference Concrete without additives (RB), concrete with AK additive (AKB), concrete with MT additive (MTB), and concrete with both AUK and MT additives used together (AMB). The additive materials were applied at rates of 5%, 10%, and 15% by concrete volume; a total of 60 samples were produced for each mix at the specified rates. All mixes were prepared as cube specimens of 15×15×15 cm and subjected to compressive strength tests after curing periods of 7 and 28 days. At the end of the 28-day curing period, water absorption tests and ultrasonic velocity measurements were performed. Water absorption values provided information about the permeability and durability characteristics of the concrete, while ultrasonic tests were used to evaluate microcracks and homogeneity within the concrete. Additionally, crystal structure and phase analyses of samples with 15% additive from RB and other additive concretes after 28 days of curing were conducted using X-Ray Diffraction (XRD), and microstructure characterization was performed with Scanning Electron Microscope (SEM) analyses. According to the results obtained, the average compressive strength of the RB mix was 28.37 MPa at 7 days and 33.64 MPa at 28 days. In AUKB mixes, compressive strength decreased as the additive ratio increased, with 28-day strengths measured as 27.28 MPa at 5%, 26.08 MPa at 10%, and 25.52 MPa at 15% additive. Increased water absorption values and decreased ultrasonic velocities in these mixes indicated reduced durability of the concrete. In MTB mixes, 28-day compressive strengths were 31.84 MPa at 5%, 30.70 MPa at 10%, and 27.84 MPa at 15% additive. Water absorption tests showed that low amounts of MT reduced concrete permeability, and ultrasonic test results indicated improved structural integrity of the concrete. In AMB mixes, 28-day strengths were found to be 24.67 MPa at 5% AK + 5% MT, 24.25 MPa at 10% AUK + 10% MT, and 21.79 MPa at 15% AK + 15% MT. High water absorption values and low ultrasonic velocity values in these mixes indicated negative effects on concrete durability. XRD analyses detected sharp and high-intensity peaks related to hydration products in RB concrete, while weakening of CSH peaks and deterioration of crystalline structure were observed in concrete with 15% AK. Concrete with 15% MT showed distinct peaks related to the calcite phase, and the crystal structure was preserved. In AMB concrete with combined AK and MT, the effects of both additives were balanced, providing moderate crystalline structural regularity. SEM analyses confirmed the dense and homogeneous structure of RB concrete. Samples with 15% AK showed increased xi microcracks and porosity, while samples with 15% MT exhibited dominant dense and large crystal structures and reduced void ratio. The AMB sample partially compensated for the negative microstructural effects of asfaltite due to the stabilizing effect of marble powder, but its bonding matrix remained weaker compared to RB. The findings show that using marble powder at low ratios in concrete mixes positively affects both mechanical strength and durability. Conversely, increasing the additive ratio of asfaltite fly ash adversely affects the strength and microstructural properties of the concrete. Additionally, the combined use of both additives did not fully improve the concrete properties. The study reveals that marble powder offers significant environmental and mechanical advantages as a concrete additive. Especially at 5% and 10% usage rates, marble powder additives positively influenced the compressive strength and durability of concrete, allowing it to reach the required strength level. However, mixes with asfaltite fly ash, 15% marble powder, or the combination of both additives showed decreases in compressive strength and durability properties, failing to reach the desired strength levels. These results suggest that using marble powder at low ratios can provide benefits to concrete mixes from both environmental and mechanical perspectives.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    539894

    Atık mermer parçalarından cam elyaf katkılı yapay mermer bloklarının üretimi ve karakterizasyonu

    Manufacture and characterization of glass fiber reinforced artificial marble blocks from marble wastes

    ÖZDEN EVREN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    KimyaMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Kimya Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF VARGÜN

  2. Tez No

    673516

    Atık mermer tozu ve pirinç kabuğu külü katkılı köpük betonların mekanik ve bazı durabilite özellikleri

    Mechanical and some durability characteristics of waste marble powder and rice shell ash added foam concrete

    WİAM ABDELMAGİD TAHER ELABADE

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2021

    İnşaat MühendisliğiKastamonu Üniversitesi

    Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZHAN YAVUZ BAYRAKTAR

  3. Tez No

    838390

    Kırşehir bölgesi atık mermer tozunun çevre dostu tuğla üretiminde kullanılabilirliği

    Usability of waste marble powder from Kirşehir region in the production of eco-friendly bricks

    TAMARAH ZAID KAMIL AL-SHAMMARI

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2023

    İnşaat MühendisliğiKırşehir Ahi Evran Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET MUSTAFA ÖNAL

  4. Tez No

    150767

    Atık mermer tozunun zeminlerin serbest basınç dayanımına etkisi

    Effect of the waste marble dust on unconfined compressive strength of soils

    MÜRSEL USTA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2004

    Teknik EğitimAfyon Kocatepe Üniversitesi

    Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı

    Y.DOÇ.DR. İSMAİL ZORLUER

  5. Tez No

    815031

    Experimental studies of hydrothermal conversion of marble powder into pirssonite mineral

    Mermer tozunun pırssonit minerale hidrotermal dönüşümünün deneysel çalışmaları

    AHMED ŞEREF

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Metalurji MühendisliğiMuğla Sıtkı Koçman Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    Assist. Prof. Dr. ERDEM ŞAHİN

Geri Dön