Doğal zeolit ve bazalt lifi içeren hafif geopolimer betonların mekanik ve durabilite özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical and durability properties of lightweight geopolymer concrete containing natural zeolite and basalt fiber
- Tez No: 993594
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ ÖZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Atatürk Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, agrega olarak %100 genişletilmiş perlit (GP) ve takviye olarak bazalt lif (BL) içeren hafif alkali ile aktive edilmiş kompozitlerin (HAAK) geliştirilmesi ve performans optimizasyonunu incelemektedir. Öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (GYFC) birincil bağlayıcı olarak kullanılmış, bunun bir kısmı %0, %15 ve %30 oranlarında doğal zeolit (DZ) ile değiştirilmiştir. Aktivatör olarak sodyum silikat ve sodyum hidroksit kullanılmış ve 40 °C ve 80 °C'de 8 saat boyunca termal kürleme uygulanmıştır. Basınç ve eğilme dayanımı, gözeneklilik, su emme, emme kapasitesi ve sülfat, donma-çözülme ve yüksek sıcaklık maruziyetine karşı direnç dahil olmak üzere mekanik, fiziksel ve dayanıklılık özelliklerinin kapsamlı bir değerlendirmesi yapılmıştır. En iyi performans, 80 °C'de kürlenen %0 DZ–%0,6 BL karışımında elde edildi; bu karışım 15,36 MPa basınç dayanımı, 1,15 MPa eğilme dayanımı, %18,00 gözeneklilik, %16,22 su emme ve 10,47 kg/m² emme özelliğine sahipti. Bu karışım ayrıca sülfat maruziyetinden sonra sadece %27,4, 30 donma-çözülme döngüsünden sonra %20,8 ve 600 °C'ye maruz kaldıktan sonra %68,2 dayanım kaybı sergilemiştir. SEM analizi, güçlü lif-matris bağlanması ve yaygın geopolimer jel oluşumu ile yoğun bir mikro yapı olduğunu doğrulamıştır. Buna karşılık, DZ ikameli karışımlar (%15-30) daha düşük kalsiyum içeriği ve sınırlı jel gelişimi nedeniyle daha düşük performans gösterdi. Bu bulgular, yüksek reaktif GYFC, optimal lif içeriği ve yüksek kürleme sıcaklığı arasındaki sinerjinin, GP agregasının yüksek gözenekliliğine rağmen, agresif ortamlarda kullanıma uygun hafif, mekanik olarak sağlam ve dayanıklı HAAK'lerin üretimini mümkün kıldığını göstermektedir.
Özet (Çeviri)
This study investigates the development and performance optimization of lightweight alkali-activated composites (AALCs) incorporating 100% expanded perlite (EP) as aggregate and basalt fibers (BF) as reinforcement. Ground granulated blast furnace slag (GBFS) was used as the primary binder, partially replaced by natural zeolite (NZ) at 0%, 15%, and 30%. Sodium silicate and sodium hydroxide were employed as activators, and thermal curing was applied at 40 °C and 80 °C for 8 hours. A comprehensive evaluation of mechanical, physical, and durability properties was performed, including compressive and flexural strength, porosity, water absorption, sorptivity, and resistance to sulfate, freeze–thaw, and high-temperature exposures. The optimal performance was achieved in the 0% NZ–0.6% BF mixture cured at 80 °C, which attained a compressive strength of 15.36 MPa, flexural strength of 1.15 MPa, porosity of 18.00%, water absorption of 16.22%, and sorptivity of 10.47 kg/m². This mixture also exhibited strength losses of only 27.4% after sulfate exposure, 20.8% after 30 freeze–thaw cycles, and 68.2% after exposure to 600 °C. SEM analysis confirmed a dense microstructure with strong fiber–matrix bonding and extensive geopolymer gel formation. In contrast, NZ-substituted mixtures (15–30%) showed reduced performance due to lower calcium content and limited gel development. These findings demonstrate that the synergy between highly reactive GBFS, optimal fiber content, and elevated curing temperature enables the production of lightweight, mechanically robust, and durable AALCs suitable for use in aggressive environments, despite the high porosity of the EP aggregate.
Benzer Tezler
- Doğal zeolit içeren geopolimer betonlarda mekanik ve durabilite özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical and durability properties of natural zeolite containing geopolymer concretes
MURAT EFE
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ ÖZ
- Metazeolit içeren geri dönüşüm agregalı geopolimer kompozitlerin mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin incelenmesi
Investigation of the mechanical and durability properties ofrecycled aggregate geopolymer composites containing metazeolite
RAMAZAN CİNGİ
Doktora
Türkçe
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşaİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MÜCTEBA UYSAL
PROF. DR. HARUN TANYILDIZI
- Doğal mineral ve elyaf takviyeli poli(fenilen sülfid) matrisli kompozitlerin üretimi ve özelliklerinin incelenmesi
Natural mineral and fiber reinforced poly(phenylene sulfide) matrix composites' production and investigation of the properties
AYTUNÇ KIZIL
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Makine MühendisliğiKocaeli ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TANER YILMAZ
- Mineral katkılar kullanılarak üretilen kendiliğinden yerleşen betonların mekanik özeliklerinin ve dayanıklılığının incelenmesi
The effect of mineral additives on the mechanical and durability properties of self compacting concrete
MÜCTEBA UYSAL
Doktora
Türkçe
2010
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMALETTİN YILMAZ
- Melendiz Çayı Havzası ve yakın çevresinde litolojik yapı ile insan etkileşiminin farklı yöntemlerle (XRF, SEM-EDX, CORINE, GEE,AHS) değerlendirilmesi
Evaluation of human interaction with lithological structure in Melendiz Stream Basin and its surroundings with different methods (XRF, SEM-EDX, CORINE, GEE, AHP)
AYDAN ANDIÇ