Bor katkılı alkali ile aktifleştirilmiş bağlayıcı sistemlerin özellikleri, iç yapısı ve yaşam döngüsü değerlendirmesi
Properties, microstructure, and life cycle assessment of alkali-activated binder systems with boron additives
- Tez No: 978182
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SERHAN İLKENTAPAR, PROF. DR. BURAK UZAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Çimento üretimi, yüksek enerji tüketimi ve sera gazı salımı nedeniyle çevresel sürdürülebilirlik açısından önemli sorunlar oluşturmaktadır. Bu çalışmada, düşük karbon ayak izine sahip alkali aktive harç sistemlerinde kullanılan çevresel etkisi yüksek alkali aktivatörlere alternatif olarak çeşitli bor minerallerinin (kolemanit, üleksit, bor pentahidrat, kolemanit atığı, tinkal atığı ve borojips atığı) kullanımı araştırılmıştır. Yüksek fırın cürufulu harçlar, sodyum metasilikat ve bor minerallerinden oluşan bir aktivatör ile hazırlanmıştır. %6 ve %8 Na⁺ içeren iki farklı referans harç grubunda, aktivatör miktarının %10, %20, %30 ve %40'ı oranında bor mineralleri ikame edilerek toplamda 52 harç üretilmiştir. Numuneler, 3, 7 ve 28 gün boyunca 23±2 °C sıcaklıkta ve %60±5 bağıl nemde ortam kürüne tabi tutulmuştur. Üretilen harçlar üzerinde işlenebilirlik, eğilme ve basınç dayanımı, birim ağırlık, su emme, boşluk oranı, ultrasonik atımlı dalga hızı, yüksek sıcaklık dayanımı, izotermal kalorimetre, TGA, FESEM, EDX, Mapping, XRD ve ICP-MS analizleri gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, çevresel etkilerin belirlenmesi amacıyla yaşam döngüsü değerlendirmesi yapılmıştır. Elde edilen bulgular, bor minerallerinin %20 ikame oranında kullanımıyla hem mekanik dayanım hem de mikro yapıda iyileşme sağlandığını göstermiştir. Yaşam döngüsü değerlendirmesi sonucunda, gerçek taşıma senaryosunda bor minerali ikameli harçlar, geleneksel çimentolu harçlara kıyasla küresel ısınma potansiyelini %52,3 oranında azaltmıştır. Yerel taşıma senaryosunda ise bu azalma %75,83'e ulaşmıştır. Bu sonuçlar, bor minerallerinin çevre dostu bir alkali aktivatör alternatifi olarak kullanılabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
Cement production poses significant challenges for environmental sustainability due to high energy consumption and greenhouse gas emissions. In this study, the use of various boron minerals (colemanite, ulexite, boron pentahydrate, colemanite waste, tincal waste, borogypsum waste) was investigated as alternatives to alkali activators, which have high environmental impacts, in low-carbon alkali-activated systems. Slag-based mortars were prepared using an activator composed of sodium metasilicate and boron minerals. In two reference mortar groups containing 6% and 8% Na⁺, boron minerals were substituted at 10%, 20%, 30%, and 40% of the activator amount, resulting in a total of 52 mortar mixes. The samples were subjected to ambient curing for 3, 7, and 28 days at 23±2 °C and 60±5% relative humidity. Various tests were conducted on the produced mortars, including workability, flexural-compressive strength, unit weight, water absorption, void ratio, ultrasonic pulse velocity, high-temperature resistance, isothermal calorimetry, TGA, FESEM, EDX, elemental mapping, XRD, and ICP-MS. Additionally, an LCA was carried out to evaluate the environmental impacts. The findings revealed that the use of boron minerals at a 20% substitution rate improved both mechanical strength and microstructure. According to the LCA results, boron mineral-substituted mortars reduced the global warming potential by 52.3% compared to conventional cementitious mortars under the real transportation scenario, while this reduction reached 75.83% in the local transportation scenario. These results demonstrate that boron minerals can be used as an environmentally friendly alternative to conventional alkali activators.
Benzer Tezler
- Bazı alkali metal katkılı bor-karbon bileşiklerinin yapısal ve elektronik özellikleri
The structural and electronic properties of some alkaline metal intercalated boron-carbon compounds
EBRU GÜNGÖR ALTINTAŞ
Doktora
Türkçe
2005
Fizik ve Fizik MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ENGİN ÖZDAŞ
- Alkali su ayırma yoluyla hidrojen üretimi için bor katkılı grafen bazlı elektrokatalizör geliştirilmesi
Developing boron doped graphene based electrocatalyst for hydrogen production via alkaline water splitting
NİDA ARASAN
Doktora
Türkçe
2026
Kimya MühendisliğiGazi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH AKKURT
- Lantanoid katkılı alkali/toprak alkali yeni borat camlarının hazırlanması ve karakterizasyonu
Preparation and characterisation of new alkaline/ earth alkaline borate glasses doped wi̇th lanthanoide elements
DUYGU GÜLER ÖZENVER
- Bor ve azot katkılı TiO2 ince filmlerin fotokatalitik aktivitelerinin incelenmesi
Investigation of photocatalytic activity of boron and nitrogen doped TiO2 thin films
SEMİH ÇULHAOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SÜHEYLA AYDIN
YRD. DOÇ. DR. ALİ ERÇİN ERSUNDU
- Bor ile modifiye edilmiş biyoaktif cam materyalin kök yüzey çürüklerinde remineralizasyonu ve biyouyumluluğu
Remineralization and biocompatibility of boron modified bioactive glass material in root surface caries
REYHAN FİDAN SPOR
Doktora
Türkçe
2026
Diş HekimliğiBezm-İ Alem Vakıf ÜniversitesiRestoratif Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EVRİM DALKILIÇ