Hibrit hafif geopolimer betonların mühendislik özelliklerinin araştırılması
The investigation of engineering properties of hybrid lightweigth geopolymer concrete
- Tez No: 959511
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SELÇUK MEMİŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Geleneksel çimento bazlı yapı malzemeleri, yüksek enerji tüketimi ve karbon salımı nedeniyle çevresel sürdürülebilirlik açısından önemli eleştirilere maruz kalmaktadır. Bu bağlamda, alternatif bağlayıcı sistemlerinin geliştirilmesi, inşaat sektörünün karbon ayak izini azaltmak amacıyla önem kazanmıştır. Bu çalışmada, tamamen veya kısmen geopolimer esaslı bağlayıcı sistemler ile üretilen hibrit hafif beton karışımlarının bileşimsel farklılıkları değerlendirilmiştir. Bu amaçla hazırlanan deneysel çalışmada yedi farklı karışım tasarlanmıştır. Tamamen geopolimer esaslı (GEO) karışımın yanı sıra, kireç (SKK), alçı (PSA) ve beyaz çimento (SBÇ) gibi geleneksel bağlayıcılarla hazırlanan örnekler ile bunların her birinin %50 oranında geopolimer ile ikame edildiği hibrit karışımlar (SKK/GEO-SBÇ/GEO) oluşturulmuştur. Tüm karışımlarda genleştirilmiş vermikülit hafif agrega olarak sabit tutulmuş, geopolimer içeren karışımlarda ise sodyum metasilikatın granül hali aktivatör olarak kullanılmıştır. Ayrıca, uçucu kül (UK) ve yüksek fırın cürufu (YFC) gibi puzolanik katkıların oranları bağlayıcı tipine bağlı olarak farklılaştırılmıştır. Bu çalışmada, en başarılı mekanik özellikler GEO (%100 Geopolimer) ve SBÇ karışımlarında elde edilmiş; GEO, yüksek eğilme dayanımı ve 100 °C'ye kadar sıcaklık dayanımını korumasıyla öne çıkarken, SBÇ en yüksek basınç dayanımını ve orta düzey sülfat direnciyle yapısal uygulamalara uygunluk göstermiştir. Hibrit sistemlerden SBÇ/Geopolimer, eğilme ve basınç dayanımı açısından başarılı sonuçlar sunmuş; ancak sülfat ve asit etkilerinde belirgin dayanım kayıpları yaşamıştır. PSA bazlı PSA karışımı, en düşük ısı iletkenliği ve sülfata karşı en yüksek direnç ile öne çıkarken, düşük basınç dayanımı ve yüksek sıcaklıkta yapısal zayıflık göstermiştir. Asit etkisine karşı en dirençli karışımlar SKK ve PSA olurken, genel olarak geopolimer katkısının yüksek sıcaklık ve sülfat etkisinde avantaj sağladığı, ancak asidik ortamlarda ve uzun vadeli kimyasal etkilere karşı sınırlayıcı olabildiği belirlenmiştir. Düşük yoğunluklu ve gözenekli yapıların ısı yalıtım performansını artırdığı, buna karşılık geopolimer katkısının yoğunluğu artırarak ısı iletkenliğini yükselttiği gözlemlenmiştir. Elde edilen bulgular doğrultusunda geopolimer esaslı hibrit sistemlerin çevresel sürdürülebilirlik, hafiflik, ısı yalıtımı ve yangın dayanımı açısından önemli avantajlar sunarak ileri yapı malzemeleri için güçlü bir alternatif oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
Traditional cement-based building materials are subject to significant criticism in terms of environmental sustainability due to high energy consumption and carbon emissions. In this context, the development of alternative binder systems has gained importance in order to reduce the carbon footprint of the construction sector. In this study, the compositional differences of hybrid lightweight concrete mixtures produced with fully or partially geopolymer-based binder systems were evaluated. Seven different mixtures were designed in the experimental study. In addition to the completely geopolymer-based mixture (GEO), samples prepared with traditional binders such as lime (SKK), gypsum (PSA) and white cement (SBÇ) and hybrid mixtures (SKK/GEO-SBÇ/GEO) where each of these was replaced with 50% geopolymer were created. In all mixtures, expanded vermiculite was kept constant as lightweight aggregate, while in mixtures containing geopolymer, the granulated form of sodium metasilicate was used as an activator. In addition, the ratios of pozzolanic additives such as fly ash (FA) and blast furnace slag (GGBFS) were varied depending on the binder type. In this study, the most successful mechanical properties were obtained in the GEO (100% Geopolymer) and SBÇ (OPC-based) mixtures. GEO stood out with its high flexural strength and its ability to retain strength up to 100 °C, while SBÇ demonstrated the highest compressive strength and moderate sulfate resistance, making it suitable for structural applications. Among the hybrid systems, SBÇ/GEO (OPC/Geopolymer) showed promising flexural and compressive strength, but experienced significant strength losses under sulfate and acid exposure. The PSA-based PSA mixture exhibited the lowest thermal conductivity and the highest resistance to sulfate attack, although it showed low compressive strength and structural weakness at elevated temperatures. SKK (AAC) and PSA were the most resistant to acid exposure. Overall, geopolymer additives enhanced performance under high temperatures and sulfate exposure but were found to be more vulnerable in acidic environments and under long-term chemical effects. Mixtures with low density and porous structures provided better thermal insulation, while the inclusion of geopolymer increased density and thermal conductivity. Based on the findings, geopolymer-based hybrid systems offer significant advantages in terms of environmental sustainability, lightweight design, thermal insulation, and fire resistance, making them a strong alternative for the development of advanced construction materials.
Benzer Tezler
- Kemalpaşa etlik piliç işletmelerinin teknik ve ekonomik yönden incelenmesi
Başlık çevirisi yok
HAYRİ TUNA YÜKSELEN
- Rana ridibunda (anura-ranidae) kompleksi üzerinde morfolojik, serolojik ve ekolojik araştırmalar
Başlık çevirisi yok
HÜSEYİN ARIKAN
- Beyaz yumurtacı yerli otoseks hibritlerin elde edilmesinde ikili ve dörtlü melezleme yöntemlerinin karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
MUSA SARICA
- Konikal horn antenler
Başlık çevirisi yok
SALİH CÜCE
Yüksek Lisans
Türkçe
1989
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiUludağ ÜniversitesiElektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. H. ERGUN BAYRAKÇI