Geri Dön

The Effect of Waste Concrete Powder and Polypropylene Fiber on Geopolymer Foam Concrete with Base Ash Aggregate

Taban külü agregalı geopolimer köpük betonlarda atık beton tozu ve polipropilen lifinin etkisi

PDF İndir

  1. Tez No: 988392
  2. Yazar: NURBANU BALTACIOĞLU KEŞKEK
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZHAN YAVUZ BAYRAKTAR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışma, öğütülmüş yüksek fırın cürufunun (YFC) kısmen yerine kullanılması amacıyla atık beton tozu (ABT), takviye malzemesi olarak polipropilen lifler (PPL) ve ince agrega olarak yalnızca uçucu kül (TK) içeren sürdürülebilir tek bileşenli alkali ile aktive edilmiş köpük beton (AAKB) karışımlarının mekanik, termal ve dayanıklılık performansını araştırmaktadır. On farklı AAKB karışımı; bağlayıcı ağırlığına göre %10; %20 ve %50 oranlarında ABT ikamesi ve %0; %0,5 ve %1 oranlarında PPL eklenmesiyle tasarlanmıştır. Tek bileşenli aktivasyonun sağlanması için katı aktivatör olarak sodyum metasilikat tozu kullanılmış ve sabit bir su /bağlayıcı (W/B) oranı 0,4 olarak korunmuştur. Karışımlar; 91 güne kadar ortamda ve suda kür rejimlerine tabi tutulmuştur. Deneysel değerlendirmeler; akışkanlık, basınç ve eğilme dayanımı, etüv kurusu yoğunluk, ısıl iletkenlik, su emme, kapilarite, kuruma büzülmesi, yüksek sıcaklık dayanımı (900°C'ye kadar) ve donma–çözülme dayanıklılığını içermektedir. Sonuçlar, ABT oranının artmasının daha düşük reaktivite ve yüksek gözeneklilik nedeniyle işlenebilirliği ve mekanik dayanımı azalttığını göstermiştir. Ancak %1 PPL ilavesi bu olumsuzlukları önemli ölçüde telafi etmiş; dayanım, boyutsal kararlılık ve ısıl dirençte belirgin iyileşme sağlamıştır. En iyi performans; %10–20 ABT ve %1 PPL içeren karışımlarda elde edilmiş; yalnızca ABT içeren sistemlere kıyasla basınç dayanımında %217'ye varan artış gözlenmiştir. Ayrıca, uçucu külün kullanımı yoğunluğu azaltmış ve ısı yalıtımını iyileştirmiş, ancak gözenekli ve köşeli yapısı nedeniyle dayanımı bir miktar düşürmüştür. Mikro yapı analizi (SEM), özellikle su kürü altında, lif katkılı sistemlerde bağlayıcı yapının yoğunlaştığını, jel oluşumunun ve geçiş bölgesinin (ITZ) iyileştiğini doğrulamıştır. Basınç dayanımı ile gözeneklilik, su emme ve kapilarite gibi temel dayanıklılık göstergeleri arasında güçlü korelasyonlar bulunmuştur (R² > 0,90). Bulgular, ABT ve PPL'nin TK agregasıyla birlikte AAKB içinde kullanılmasıyla hafif, düşük karbonlu ve dayanıklı yapı malzemeleri geliştirilmesi için uygulanabilir bir yol sunduğunu; döngüsel ekonomi ilkelerini destekleyerek çevresel etkiyi azalttığını ortaya koymaktadır.

Özet (Çeviri)

This study investigates the mechanical, thermal, and durability performance of sustainable one-part alkali-activated foam concrete (AAFC) mixtures incorporating waste concrete powder (WCP) as a partial replacement for ground granulated blast furnace slag (GBFS), polypropylene fibers (PPF) as reinforcement, and bottom ash (BA) as the sole fine aggregate. Ten AAFC mixtures were designed by substituting GBFS with WCP at 10%, 20%, and 50% by binder weight and incorporating PPF at 0%, 0.5%, and 1% by weight. Sodium metasilicate powder served as the solid activator to ensure one-part activation, while a constant water-to-binder (W/B) ratio of 0.4 was maintained. The mixtures were subjected to both ambient and water curing regimes for up to 91 days. Experimental evaluations included flowability, compressive and flexural strength, oven-dry density, thermal conductivity, water absorption, sorptivity, drying shrinkage, high-temperature resistance (up to 900°C), and freeze–thaw durability. Results revealed that increasing WCP content reduced workability and mechanical strength due to its lower reactivity and higher porosity. However, the inclusion of 1% PPF significantly compensated for these drawbacks, enhancing strength, dimensional stability, and thermal resistance. The optimum performance was achieved in mixtures containing 10–20% WCP with 1% PPF, showing up to 217% improvement in compressive strength compared to WCP-only systems. Additionally, bottom ash contributed to reduced density and improved thermal insulation but slightly compromised strength due to its porous and angular nature. Microstructural analysis (SEM) confirmed the densification of the matrix in fiber-reinforced systems, especially under water curing, which facilitated gel formation and improved the interfacial transition zone. Strong correlations were observed between compressive strength and key durability indicators such as porosity, water absorption, and sorptivity (R² > 0.90). The findings suggest that incorporating WCP and PPF in AAFC with bottom ash aggregate offers a viable pathway for developing lightweight, low-carbon, and durable construction materials, promoting circular economy principles and reducing environmental impact.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    865084

    Study of the engineering properties of fiber-reinforced ceramic powder and slag-based geopolymer mortar produced with recycled concrete aggregates

    Geri dönüştürülmüş beton agregaları ile üretilen lif takviyeli seramik tozu ve cüruf esaslı geopolimer harcının mühendislik özelliklerinin araştırılması

    AHMAD JAMAL MAHMOUD BATAYNEH

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ORHAN CANPOLAT

  2. Tez No

    911081

    Farklı lif ve taban içeriğinin atık beton agregalı geopolimer kompozitlerin mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of the mechanical and durability properties of waste concrete aggregate geopolymer composites with different fiber and base content

    BİRKAN AKTÜRK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL

  3. Tez No

    845472

    Hibrit yüksek fırın cürufu ve toz perlit bağlayıcılı hafif geopolimer kompozitlerde manyetize suyun etkisi

    Effect of magnetized water on hybrid blast furnace slag and light geopolymer composites with powder perlite binding

    SERDAR KORKMAZ

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    İnşaat MühendisliğiKırıkkale Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. İLHAMİ DEMİR

  4. Tez No

    114459

    Uçucu küllü, lifli beton kompozitinde lif tipinin beton özelliklerine etkisi

    Effects of fiber type on concrete properties in fly ashed, fiber reinforced concrete composite

    CENK SEVİL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2001

    İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. İLKER BEKİR TOPÇU

  5. Tez No

    712830

    Effect of waste glass powder (WGP) on the strength and the mechanical properties of pumice lightweight concrete

    Atık cam tozu (ACT) ile hafif betonun mukavemet ve mekanik özellikleri üzerinde etkisi

    MUNDHER ORAIBI AL-HANDHAL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    İnşaat MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MÜCİP TAPAN

    DOÇ. DR. BARIŞ ERDİL

Geri Dön