Pirit, olivin ve kolemanit katkılı betonların radyasyon zırhlama, mekanik ve durabilite özelliklerinin incelenmesi
Investigation of radiation shielding, mechanical and durability properties of pyrite, olivine and colemanite doped concretes
- Tez No: 990424
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUSUF KAVUN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Ağır beton, 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 bir yapı malzemesi olmasının ötesinde ele alınarak, mekanik dayanım, çevresel durabilite ve gama radyasyonu zırhlama potansiyelinin geliştirilmesine katkı sağlayıp sağlayamayacağını araştırmak amacıyla Pirit, Olivin ve Kolemanit minerallerinin kullanım olanaklarını incelemektedir. Temel amaç, normal agreganın %10–%100 oranında bu minerallerle ikame edilmesi durumunda betonun performans parametrelerindeki değişimlerin ve olası optimum katkı oranlarının belirlenmesidir. Deneysel olarak, katkılı beton numunelerinin basınç dayanımı, ultrasonik ses hızı (UPV), donma-çözülme davranışı, 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), ortalama serbest yol (MFP) ve kütle azalım katsayısı (MAC) parametreleri üzerinden değerlendirilmiştir. Bulgular, mineral katkı oranının artmasıyla betonun mekanik performansının yükseldiğini göstermektedir. Özellikle Olivin katkılı betonlarda, %100 kum ikamesinde 28 günlük basınç dayanımı artmış ve yüksek dayanım değerleri elde edilmiştir. Olivin ve Pirit katkıları, donma-çözülme çevrimleri ve asit etkisi sonrasında dayanım kaybını azaltarak sınırlı koruyucu etki sağlamıştır. İnce taneli katkılar, agrega boyutlu katkılara göre daha yoğun bir yapı oluşturarak performansı artırmıştır. Kolemanit, bor içeriği nedeniyle yüksek oranlarda erken yaş dayanımını düşürürken, düşük katkı oranlarında UPV sonuçlarında iyileşme gözlenmiştir. Radyasyon zırhlama açısından, mineral katkı oranı arttıkça performans iyileşmiş; Pirit, yüksek yoğunluğu ve demir içeriği sayesinde diğer katkılardan üstün performans sergilemiştir. Genel olarak, Pirit ve Olivin minerallerinin uygun oranlarda beton katkısı olarak mekanik özellikler ve radyasyon zırhlama performansını geliştirmeye katkı sağlayabileceği düşünülmektedir.
Özet (Çeviri)
This study investigates the potential use of Pirit, Olivine, and Colemanite minerals in concrete, considering its role beyond a conventional construction material to enhance mechanical strength, environmental durability, and gamma radiation shielding. The main objective is to examine the changes in various performance parameters of concrete when conventional aggregates are partially or fully replaced with these minerals at ratios ranging from 10% to 100%, and to evaluate possible optimal replacement levels. Experimentally, the mechanical and durability properties of the 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), mean free path (MFP), and mass attenuation coefficient (MAC) parameters. Results indicate that increasing mineral content generally enhances the mechanical performance of concrete. Olivine-modified concretes, particularly at full sand replacement, showed increased 28-day compressive strength and higher overall strength values. Olivine and Pirit additions reduced strength loss after freeze-thaw cycles and acid exposure, indicating limited protective effects. Fine mineral particles generally outperformed aggregate-sized particles, likely due to more effective filling of voids and denser matrix formation. High amounts of Colemanite slightly reduced early-age strength due to boron content, while low replacement ratios showed minor improvements in UPV results. Regarding radiation shielding, increasing mineral content improved performance, with Pirit demonstrating superior shielding due to its high density and iron content. Overall, it is suggested that Pirit and Olivine could provide beneficial contributions to concrete, potentially improving both mechanical properties and radiation shielding performance.
Benzer Tezler
- Burdur ili mermer sektörünün kurumsal ve ekonomik yapısı
İnstitutional and economic structure of marble sector in burdur
AHMET SARITAŞ
- Topuk köyü ve civarında (Orhaneli, Bursa) dünitlerin mineralojik ve jeokimyasal özellikleri ve olivin açısından endüstriyel kullanımının değerlendirilmesi
The mineralogical and geochemical characteristics of the dunites from topuk village and its vicinity (Orhaneli, Bursa) and evaluation of their industrial usage in terms of olivine
ELİF ÇEVİK
Yüksek Lisans
Türkçe
2006
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. ALİ HAYDAR GÜLTEKİN
DOÇ.DR. YÜKSEL ÖRGÜN
- Mihallıççık (Eskişehir) çevresindeki listvenitlerin jeolojisi ve jeokimyası
Başlık çevirisi yok
ALİ REÇBER
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Jeoloji MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ŞÜKRÜ KOÇ
- Çakmak köyü (Keban) çevresindeki magmatik ve kontak metazomatik kayaçların petrografik ve petrolojik incelenmesi
Petrographical and geochemical investigation of the magmatic and contact metasomatic rocks in the vicinity of Çakmak village
MELEK URAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Jeoloji MühendisliğiFırat ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. SEVCAN KÜRÜM
- Kisecik (Hatay) altınlı kuvars damarının jeolojik, mineralojik ve kökensel incelemesi
Başlık çevirisi yok
HATİCE AYSAN