Metabentonit tabanlı geopolimer kompozitlerin kendini temizleme performansının incelenmesi
Investigation of the self-cleaning performance of metabentonite-based geopolymer composites
- Tez No: 972707
- Danışmanlar: PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geleneksel çimento esaslı beton üretimi, dünya genelinde yüksek karbon salımıyla ilişkilendirilmekte olup, küresel CO₂ emisyonlarının yaklaşık %7'sini oluşturmaktadır. Bu durum, inşaat sektörünün çevresel sürdürülebilirlik açısından yeniden değerlendirilmesini gerekli kılmaktadır. Çimento kullanımını azaltarak çevre dostu yapı malzemeleri arayışları doğrultusunda, geopolimer kompozitler önemli bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Geopolimerler, alkali aktivasyon yoluyla bağlayıcı özellik kazanan ve endüstriyel atıklar ile doğal kaynakların etkin kullanımına olanak tanıyan malzemelerdir. Bu çalışmada, özellikle Türkiye'nin zengin bentonit rezervlerinden elde edilen ve ısıtılarak aktif hale getirilmiş kalsine bentonit (metabentonit) kullanılarak geopolimer kompozitlerin üretimi gerçekleştirilmiş; fotokatalitik (kendini temizleme) özellikleri incelenmiştir. Çalışmanın temel amacı, hem CO₂ emisyonlarını azaltan sürdürülebilir bir bağlayıcı sistem geliştirmek hem de yapı malzemelerine, dış etkenlere karşı direnç kazandırarak uzun ömürlü kullanım sağlamaktır. Bu kapsamda, %1, %3 ve %5 oranlarında titanyum dioksit (TiO₂) katkısı içeren geopolimer kompozit numuneler hazırlanmıştır. Ön üretimlerde belirlenen optimum koşullar doğrultusunda, numuneler 60°C sıcaklıkta 24 saat boyunca etüvde kürlenmiştir. Numunelerin 28. gün sonunda basınç ve eğilme dayanımı testleri ile mekanik performansı değerlendirilmiştir. Ayrıca, ultrases geçiş hızı, kılcallık ve aşınma testleri ile fiziksel dayanıklılıkları ölçülmüştür. iii Fotokatalitik performansı belirlemek amacıyla prizma kesitli numuneler üzerine Rhodamin-B çözeltisi sürülmüş ve UV ışığı altında renk bozulumu analiz edilmiştir. Bu test, numunelerin yüzeyinin organik kirleticileri ne ölçüde parçalayabildiğini ve kendini temizleme kapasitesini göstermektedir. Elde edilen veriler, TiO₂ oranının artışıyla birlikte hem fotokatalitik aktivitede hem de mekanik dayanımda anlamlı artışlar sağladığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, metabentonit bazlı geopolimer kompozitlerin, hem çevresel etkileri azaltan üretim süreci hem de uzun ömürlü ve kendini temizleyen yapı elemanı olma potansiyeli ile sürdürülebilir yapı teknolojilerine önemli katkı sağlayabileceği belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Traditional cement-based concrete production is associated with high carbon emissions, accounting for approximately 7% of global CO₂ emissions. This significant environmental impact necessitates a re-evaluation of construction materials and methods. As part of the search for eco-friendly alternatives that reduce cement consumption, geopolymer composites have emerged as promising candidates. Geopolymers are binder systems formed through alkali activation and allow for the effective use of industrial by-products and natural minerals. In this study, calcined bentonite (metabentonite)—a locally abundant natural clay mineral in Turkey—was used as the primary binder to develop geopolymer composites with photocatalytic self-cleaning capabilities. The main objective of this research is twofold: to develop a sustainable binder system that reduces CO₂ emissions and to enhance the durability of construction materials against environmental pollution. For this purpose, geopolymer samples were prepared with 1%, 3%, and 5% titanium dioxide (TiO₂) content. Based on preliminary studies, all samples were cured at 60°C for 24 hours in an oven. After 28 days, their mechanical properties were evaluated through compressive and flexural strength tests. In addition, capillary absorption and abrasion resistance tests were performed to assess their physical durability. To investigate the photocatalytic performance, prism-shaped specimens were exposed to Rhodamine B solution and subjected to UV light. The degree of color degradation on the surface indicated the material's ability to decompose organic pollutants and self-clean. The results revealed that increasing the TiO₂ content v significantly improved both the photocatalytic activity and mechanical strength of the composites. In conclusion, the study demonstrates that metabentonite-based geopolymer composites have considerable potential as sustainable construction materials. Their low environmental impact, enhanced durability, and self-cleaning surface properties make them valuable alternatives in the development of eco-friendly building technologies.
Benzer Tezler
- Farklı sentetik lif içeren metabentonit esaslı geopolimer kompozitlerin mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical and durability properties of metabentonite-based geopolymer composites containing different synthetşc fibers
CENK ALADAĞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Nişantaşı Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FURKAN ŞAHİN
- İyon-assosiasyon ekstraksiyon sistemleri ile bazı metallerin ekstraksiyonu ve analitik uygulamaları
The extraction of some metals with ion-association extraction systems and analytical applications
YILDIZ KALEBAŞI AKTAŞ
- Metazeolit içeren geri dönüşüm agregalı geopolimer kompozitlerin mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and durability properties ofrecycled aggregate geopolymer composites containing metazeolite
RAMAZAN CİNGİ
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL
PROF. DR. HARUN TANYILDIZI