Hematit, limonit ve üleksit katkılı betonların radyasyon zırhlama, mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of radiation shielding, mechanical and durability properties of hematite, limonite and ulexite doped concretes
- Tez No: 987988
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF KAVUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Lineer azalım katsayısı, Kütle azalım katsayısı, Yarı geçirgenlik kalınlığı, Onda bir geçirgenlik kalınlığı, Ortalama serbest yol, Taramalı elektron mikroskobu, Ultrasonik ses iletim hızı, X-ışını kırınım spektroskopisi, Hematit, Limonit, Üleksit, Ağır beton, Linear attenuation coefficient, Mass attenuation coefficient, Half value layer, Tenth value layer, Mean free path, Scanning electron microscopy, Ultrasonic pulse velocity, X-ray diffraction spectroscopy, Hematite, Limonite, Ulexite, Heavyweight concrete
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, betonun geleneksel yapı malzemesi kimliğinin ötesine geçerek, mekanik özellikler, çevresel dayanıklılık ve gama radyasyonuna karşı zırhlama potansiyeli açısından performansındaki değişmeleri araştırmayı hedeflemektedir. Araştırmada, hematit, limonit ve üleksit minerallerinin beton katkı malzemesi olarak kullanılabilirliği detaylı şekilde ele alınmıştır. Çalışmanın temel amacı, normal agreganın ağırlıkça %10–%100 oranında hematit, limonit ve üleksit ile ikame edilmesi halinde betonun performans parametrelerindeki değişimlerin analiz edilmesi ve bu minerallerin optimum katkı oranları belirlenerek literatüre katkı sağlamaktır. Deneysel olarak, katkılı beton numunelerinin basınç dayanımı, ultrasonik ses hızı (UPV), donma-çözülme sonrası dayanımı, asit (sülfat) dayanımı ve aşınma direnci gibi mekanik ve durabilite özellikleri belirlenmiş; mikro yapısal incelemeler XRD ve SEM analizleriyle gerçekleştirilmiştir. Gama radyasyonu zırhlama performansı, Co-60 kaynağı kullanılarak lineer azalım katsayısı (LAC), yarı değer kalınlığı (HVL), onda bir değer kalınlığı (TVL), ortalama serbest yol (MFP) ve kütle azalım katsayısı (MAC) parametreleri üzerinden değerlendirilmiştir. Bulgular, mineral katkılar arasında hematitin beton performansını artırmada en etkili bileşen olduğunu, özellikle %10 katkı oranında ve agrega boyutunda kullanıldığında hidratasyon sürecini güçlendirerek matris kompaktlığını belirgin biçimde iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Limonit ise hematite göre daha sınırlı katkı sağlamış, optimum olarak düşük oranlarda ve agrega formunda kullanıldığında mekanik kayıpları azaltarak orta düzeyde bir performans sunmuş, üleksit ise yüksek katkı oranlarında matris sürekliliğini bozarak dayanım açısından en zayıf katkı göstermiştir. Zırhlama bakımından hematit katkılı betonlar diğer katkılı betonlara göre en iyi performansı göstermiştir. Katkı oranının artması olumlu etki gösterirken özellikle kum katkısı ve yeterli hidratasyon süresiyle birlikte, gama radyasyonuna karşı etkin bir zırhlama sağlamıştır. Yüksek radyasyon ortamlarında, uygun fizibilite çalışmaları ve katkı optimizasyonları tamamlandıktan sonra hematit katkılı betonların kullanımı iyi performans gösterecektir.
Özet (Çeviri)
This study aims to investigate changes in concrete's performance in terms of mechanical properties, environmental durability, and gamma radiation shielding potential, going beyond its traditional identity as a building material. This study examines in detail the usability of hematite, limonite and ulexite minerals as concrete admixtures. The main objective is to analyze the changes in concrete performance parameters when hematite, limonite, and ulexite replace 10–100% by weight of normal aggregate, and to contribute to the literature by determining the optimal addition ratios of these minerals. Experimentally, the mechanical and durability properties of modified concrete specimens, including compressive strength, ultrasonic pulse velocity (UPV), freeze-thaw resistance, acid (sulfate) resistance, and abrasion resistance, were determined. Microstructural characteristics were analyzed using XRD and SEM. Gamma radiation shielding performance was assessed using a Co-60 source, considering linear attenuation coefficient (LAC), half-value layer (HVL), tenth value layer (TVL), mean free path (MFP), and mass attenuation coefficient (MAC) parameters. Results indicate that hematite is the most effective component among mineral admixtures in improving concrete performance, particularly when used at a 10% admixture ratio and aggregate size, significantly improving matrix compactness by enhancing the hydration process. Limonite, on the other hand, has provided more limited contribution compared to hematite, offering mid-level performance by reducing mechanical losses when used at low optimal ratios and in aggregate form, while ulexite has shown the weakest contribution in terms of strength by disrupting matrix integrity at high addition rates. In terms of shielding, hematite-added concrete has shown the best performance compared to other types of concrete. While the increase in the additive ratio had a positive effect, it provided effective shielding against gamma radiation, especially with fine agrega additive and sufficient hydration time. In radiation-intensive environments, hematite-added concrete will perform well once appropriate feasibility studies and additive optimizations have been completed.
Benzer Tezler
- Burdur ili mermer sektörünün kurumsal ve ekonomik yapısı
İnstitutional and economic structure of marble sector in burdur
AHMET SARITAŞ
- Demir bileşiklerinin (hematit, limonit, wüstit, demir sülfat)seramik döküm çamuru, astar ve sırın (1160 c) bünye özelliklerine etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of iron compounds (Hematite, limonite, wüstite, iron sulphate) on ceramic casting clay, slip, and glaze (1160 c) of effects properties
ELÇİN TELLİ
- Pandermit, kolemanit konsantratör atığı, hematit, manyetit ve limonit içeren beton numunelerinin nötron parçacıkları, x ve gama – ışınları için radyasyon soğurganlıklarının belirlenmesi
Determination of x - gamma radiation attenuation and neutron capture capacity in concretes containing pandermi̇te, colemanite concentrator waste, magnetite, limonite and haematite
BİROL ARTİĞ
- Hematit/limonit içeren bir demir cevherinin zenginleştirme olanaklarının incelenmesi
Investigation of beneficiation possibilities of an iron ore containing hematite/limonite
BERK BUDAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Maden Mühendisliği ve MadencilikHacettepe ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖZGÜR ÖZCAN
- Fakılar köyü (Çamlıyayla-Mersin) boksit cevherinin mineralojik, jeokimyasal ve kökensel özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mineralogical, geochemical and genetical properties of bauxite ore in Fakılar village (Çamlıyayla-Mersin)
NAISAN MOHAMMADI
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Jeoloji MühendisliğiKonya Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞUAYIP KÜPELİ