Study of the engineering properties of fiber-reinforced ceramic powder and slag-based geopolymer mortar produced with recycled concrete aggregates
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Yıldız Teknik Üniversitesi, İnşaat Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Ahmad Jamal Mahmoud BATAYNEH
Danışman: Orhan Canpolat
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışma, Portland çimentosu içermeyen geopolimer harçlar geliştirerek inşaat malzemelerinin sürdürülebilirliğini artırmayı amaçlamaktadır. Araştırma, karbon dioksit emisyonlarını azaltma, geri dönüştürülmüş beton agregası (GBA) kullanarak inşaat atıklarını minimize etme ve yüksek fırın cürufu (YFG) ile seramik atık tozu (SAT) gibi endüstriyel atıkları bağlayıcı malzemeler olarak kullanma stratejileri ile önemli çevresel sorunların üstesinden gelmeyi hedeflemektedir. Araştırmanın birincil hedef noktası, farklı hacim oranlarına sahip (%0,4, %0,8 ve %1,2) bazalt lifleri (BE), polipropilen lifleri (PP) ve polietilen tereftalat lifleri (PET) gibi çeşitli lif türlerinin harçlara eklenmesidir. Lifler ile harçların mühendislik özelliklerini geliştirmeyi ve böylece daha geniş sürdürülebilir inşaat uygulamalarına katkıda bulunmayı hedefler. Çalışma çeşitli lifler içeren geopolimer harçların mühendislik özellikleri üzerindeki etkilerini detaylandırılmıştır. Liflerin eklenmesi, birim ağırlığın azalmasına, gözenekliliğin ve su emiliminin artmasına neden olurken, basınç dayanımında da hafif iyileşmeler sağlamıştır; PP liflerinde %18,62, PET liflerinde %12,31 ve BE liflerinde %11,57 oranında iyileşme görülmüştür. Eğilme mukavemetinde de lif eklenmesiyle olumlu etkiler gözlemlenmiş, özellikle PET 0,4'te %58,10, BE 0,8'de %33,71 ve PP 1,2'de %17,69 iyileşme sağlanmıştır. Ultrasonik ses dalgası yayılımı analizi, PP ve PET lifleri içeren karışımlarda sınırlı iyileşmelerle birlikte olumsuz etkiler göstermiştir. Aşınma direnci açısından, özellikle PP 1.2 ve PET 1.2'de olumlu iyileşmeler görülürken, BE lifleri daha zayıf bir etki göstermiştir. Yüksek sıcaklık testlerinde BE lifleri 200 °C'de basınç dayanımında iyileşme gösterirken, PET lifleri tüm sıcaklık seviyelerinde tutarlı iyileştirmeler sergilemiştir. 200 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda ağırlık kaybı gözlemlenmiş ve donma-çözülme döngüleri, sadece PET lifi ile güçlendirilmiş karışımlarda sınırlı bir dirençle sonuçlanmıştır. Geopolimer harçların sülfat ataklarına karşı direnci incelendiğinde, BE ve PP lifleri ile güçlendirilmiş karışımların özellikle sodyum sülfata karşı kayda değer direnç gösterdiği görülmüştür. Magnezyum sülfatın etkisi, PP ile güçlendirilmiş karışımlarda önemli bir artışa neden olurken, sodyum sülfat tüm karışımlarda eğilme mukavemetinde bir azalmaya yol açmıştır. Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımlı X-ışını Spektroskopisi (EDS) analizleri, liflerle güçlendirilmiş numunelerde, özellikle magnezyum sülfat etkisinden sonra, artan çatlak ve boşlukları ortaya çıkarmıştır. X-ışını Kırınımı (XRD) analizi, önemli yüksek kuvars oranlarını ile daha az belirgin kalsit oranlarını göstererek, GBA ve SAT'nin etkisini ortaya koymuştur. Fourier Dönüşümü Kızılötesi (FTIR) Spektroskopisi analizi, sülfat etkisi sonrasında geopolimer matrisindeki silikat bağlarındaki değişiklikleri göstermiştir. Sonuç olarak, bu çalışma sürdürülebilir ve dayanıklı inşaat malzemelerinin geliştirilmesine yönelik önemli bir katkı sağlamaktadır.