Süphan ve Nemrut volkanik küllerinin çimento esaslı malzeme üretiminde kullanılması
Use of Süphan and Nemrut volcanic ashes in cement based material production
- Tez No: 989141
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ESİN ÜNAL, DOÇ. DR. ZEHRA FUNDA AKBULUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Çimento, Sürdürülebilirlik, Volkanik Kül, Yapı malzemesi, Building Material, Cement, Sustainability, Volcanic Ash
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Van Yüzüncü Yıl Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Portland çimentosu kullanımını azaltmak ve daha çevreci malzeme üretmek amacıyla günümüzde birçok araştırma yapılmaktadır. Araştırmalar, bağlayıcı ve puzolan özellik gösteren malzemelerin çimento ile ikame olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Volkanik küller de puzolan olarak kullanılan malzemeler arasındadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin Doğu Anadolu bölgesinde yer alan Süphan (SVK) ve Nemrut (NVK) volkanik küllerinin, çimento esaslı malzemelerde kullanımı ve harçların fiziksel, mekanik ve içyapı özelliklerine etkileri araştırılmıştır. İşlenebilirlik özellikleri, yayılma çapı testleri ile değerlendirilirken, mekanik özellikler basınç dayanımı testleri ile analiz edilmiştir. İçyapı özellikleri ise XRD ve SEM analizleri kullanılarak detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu amaçla, ilk olarak, araziden SVK ve NVK'leri temin edilmiştir. Araziden alınan küller laboratuvarda boyut küçültme ve eleme işlemlerine tabii tutulmuş ve daha sonra malzemelerin karakterizasyon özellikleri belirlenmiştir. Karakterizasyon özellikleri belirlendikten sonra harç numunelerinin üretimine geçilmiştir. SVK ve NVK'lar çimento ile %10, %20 ve %30 oranlarında ikame edilerek kullanılmıştır. Jeokimyasal verilere göre, SVK riyolit, NVK trakit olarak adlandırılmıştır. Kimyasal analiz sonuçları, her iki volkanik külün de SiO₂, Al₂O₃ ve Fe₂O₃ oksitleri toplamının %70'in üzerinde olduğunu ve ASTM C618 standardına göre puzolan özellik gösterdiğini ortaya koymuştur. Yayılma çapı deney sonuçlarına göre, düşük ikame oranlarında (%10 ve %20) özellikle SVK katkılı harçlarda işlenebilirliğin olumlu yönde etkilendiği tespit edilmiştir. NVK katkı kullanımının (%10, %20 ve %30) işlenilebilirlik özelliğini olumsuz yönde etkilediği görülmüştür. Su emme deneyleri, volkanik kül katkılı tüm harçların kontrol numunesine kıyasla daha yüksek su emme oranları sergilediğini ortaya koymuştur. Bu artış, özellikle yüksek ikame oranlarında daha belirgin olup, NVK katkılı harçların SVK katkılı harçlara göre daha yüksek su emme değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Basınç dayanımı sonuçları, sadece %10 SVK ikameli harçlarda basınç dayanım artışı sağlandığı görülmüştür. Buna karşılık, NVK ikamesinin basınç dayanımını azalttığı tespit edilmiştir. NVK katkılı harçlarda dayanım kaybı SVK'ya kıyasla daha belirgin bulunmuştur. XRD ve SEM analizlerinde de özellikle, SVK ikamesinin portlandit miktarını azalttığını ve ikincil C–S–H jel oluşumunu daha fazla oranda desteklediği görülmüştür. Sonuç olarak, özellikle %10 oranında Süphan volkanik külü (SVK) kullanımı, işlenebilirlik, dayanım ve mikro yapısal performans açısından en uygun ikame oranı olarak belirlenmiştir.
Özet (Çeviri)
In recent years, numerous studies have been conducted to reduce the use of Portland cement and to produce more environmentally friendly materials. Research has shown that materials exhibiting binding and pozzolanic properties can be used as partial replacements for cement. Volcanic ashes are among the materials commonly utilized as pozzolans. In this study, the use of Süphan (SVK) and Nemrut (NVK) volcanic ashes, located in the Eastern Anatolia region of Türkiye, in cement-based materials and their effects on the physical, mechanical, and microstructural properties of mortars were investigated. Workability properties were evaluated through flow diameter tests, while mechanical properties were analyzed using compressive strength tests. Microstructural characteristics were examined in detail using XRD and SEM analyses. For this purpose, SVK and NVK samples were first collected from the field. The collected ashes were subjected to size reduction and sieving processes in the laboratory, after which their characterization properties were determined. Following material characterization, mortar specimens were produced. SVK and NVK were used as cement replacements at ratios of 10%, 20%, and 30%. According to geochemical data, SVK is classified as rhyolite and NVK as trachyte. Chemical analysis results revealed that the total content of SiO₂, Al₂O₃, and Fe₂O₃ oxides in both volcanic ashes exceeded 70%, indicating pozzolanic properties in accordance with ASTM C618. According to the flow diameter test results, workability was positively affected at low replacement ratios (10% and 20%), particularly in SVK-containing mortars. In contrast, the use of NVK at all replacement levels (10%, 20%, and 30%) negatively affected workability. Water absorption tests showed that all volcanic ash-containing mortars exhibited higher water absorption rates compared to the control specimens. This increase was more pronounced at higher replacement ratios, and NVK-containing mortars demonstrated higher water absorption values than those containing SVK. Compressive strength results indicated that an increase in compressive strength was achieved only in mortars with 10% SVK replacement. Conversely, NVK replacement led to a reduction in compressive strength, with the strength loss being more pronounced in NVK-containing mortars compared to SVK-containing ones. XRD and SEM analyses further demonstrated that SVK replacement reduced the amount of portlandite and promoted the formation of secondary C–S–H gel to a greater extent. In conclusion, the use of Süphan volcanic ash (SVK) at a replacement ratio of 10% was identified as the most suitable substitution level in terms of workability, strength, and microstructural performance.
Benzer Tezler
- Tendürek Dağı (Ağrı-Van) ve yakın çevresinin jeomorfolojisi
The geomorphology of Mount Tendürek (Ağrı-Van) and it's environment
SEMRA ÇOBANOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
CoğrafyaVan Yüzüncü Yıl ÜniversitesiCoğrafya Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL ZORER
- Tendürek volkanı üzerindeki deformasyonların farksal SAR interferometrisi yöntemi ile belirlenmesi
Monitoring deformations on Tendürek volcano by differential SAR interferometry
DENİZ TOLLUOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Astronomi ve Uzay BilimleriYüzüncü Yıl ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ONUR KÖSE
- Etrüsk dağı ve yakın çevresinin fiziki coğrafya özellikleri
Physical geography features of Etrüsk mountain and it's surround)
KEMAL KOÇAKLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
CoğrafyaYüzüncü Yıl ÜniversitesiCoğrafya Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HALİL ZORER
- Van Gölü'nün sedimentolojik-stratigrafik evrimi ve göl seviyesi değişimleri
Sedimentological-stratigraphic evolution and lake level changes of Lake Van
EMRE DAMCI
Doktora
Türkçe
2018
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİklim ve Deniz Bilimleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEMET NAMIK ÇAĞATAY
- Kışın Silvan ovasında, yazın Nemrut ve Süphan yaylalarında konaklayan bir göçebe aşiretin sosyal organizasyonu
Başlık çevirisi yok
İSMAİL BEŞİKÇİ