Farklı kaolinit içeriğine sahip doğal ve atik kaynaklı killer kullanılarak üretilen LC3 çimentosunun performansının incelenmesi
Investigation of the performance of LC3 cement produced using natural and waste-derived clays with varying kaolinite content
- Tez No: 975767
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA ÖVER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kaolinit, Portland çimentosu, Sürdürülebilirlik, Kaolinite, Portland cement, Sustainability
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Eskişehir Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
İklim değişikliğinin etkilerinin artmasıyla çimento sektöründen kaynaklanan CO₂ emisyonlarının azaltılması sürdürülebilirlik açısından kritik hale gelmiştir. Bu bağlamda, Kireçtaşı Kalsine Kil Çimentosu (LC3), geleneksel Portland çimentosuna kıyasla benzer performans sunarken %40'a kadar CO2 azaltımı sağlayabilmesiyle çevre dostu bir alternatif olarak öne çıkmaktadır. Ancak bu potansiyelin uygulanabilirliğe dönüşebilmesi, üretimde kullanılan kalsine kilin yerel kaynaklardan sağlanabilirliğine ve yeterli performansı gösterebilmesine bağlıdır. Dünya genelinde birçok kil yatağında kaolinit içeriği %30'un altındadır. Bu durum, özellikle düşük kaliteli killerin performans açısından uygunluğunun belirlenmesi ve alternatif kaynakların değerlendirilmesini gerektirmektedir. Bu çalışma kapsamında, yüksek, orta ve düşük kaolinit içeriğine sahip killer farklı sıcaklıklarda kalsine edilerek dayanım aktivite indeksi deneyleri ile optimum kalsinasyon sıcaklıkları belirlenmiş, bu sıcaklıkta üretilen killerle LC3 çimentoları hazırlanmıştır. İki farklı su/bağlayıcı oranı ile hazırlanan harçların kıvamı, 3, 7, 28 ve 90 günlük basınç dayanımları incelenmiş; faz gelişimi XRD ile, mikro yapıları ise SEM görüntüleriyle analiz edilmiştir. Yerel olarak mevcut düşük kaliteli killerin performans açısından LC3 üretimine uygunluğu orta-yüksek kalite killerle karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Ayrıca sağlık gereçleri üretiminden elde edilen atık kil çamurunun kalsine kil yerine alternatif hammadde olarak kullanılabilirliği incelenmiş, atık kil esaslı LC3 çimentosu için optimum karışım oranları belirlenmiştir. Elde edilen bulgular, LC3 üretiminde yerel ve atık kaynakların etkin kullanılabileceğini ve sürdürülebilir çimento üretimine katkı sağlayabileceğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
With the increasing impacts of climate change, reducing CO2 emissions from the cement industry has become critical for sustainability. In this context, Limestone Calcined Clay Cement (LC3) has emerged as an environmentally friendly alternative to traditional Portland cement, offering up to 40% reduction in CO2 emissions while maintaining comparable performance. However, the practical implementation of this potential depends on the availability of calcined clay from local sources and its ability to meet performance requirements. Many clay deposits around the world have kaolinite contents below 30%, and in some regions, this value drops below 20%. This variability requires determining the suitability of low-quality clays in terms of performance and the exploration of alternative sources. Within the scope of this study, clays with high, medium, and low kaolinite contents were calcined at various temperatures to determine their optimum calcination temperatures through strength activity index tests. LC3 cements were produced using the clays calcined at these identified optimum temperatures. Mortars were prepared at two different water-to-binder ratios, and their consistency as well as compressive strengths at 3, 7, 28, and 90 days were evaluated. Phase development was analyzed using XRD and microstructures were examined via SEM. Additionally, the suitability of locally available low-quality clays for LC3 production was assessed by comparing their performance with those of medium- and high-quality clays. The findings indicate that local or waste-derived clays can be effectively utilized in the production of LC3. This production strategy has the potential to enhance sustainable cement manufacturing and support circular economy practices.
Benzer Tezler
- Geoenvironmental evaluation of steel slag utilization in highways using experimental analyses
Çelik cüruflarının mekanik ve çevresel etkilerinin deneysel olarak değerlendirilmesi
BİLAL KORKMAZ
Doktora
İngilizce
2025
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ASLI YALÇIN DAYIOĞLU
- Doğal hammadde ve atıklardan alümina-silika esaslı aerojel üretimi
Alumina-silica based aerogel production from natural raw materials and wastes
ÖZGE KILINÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mühendislik BilimleriSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NİL TOPLAN
- Properties of limestone-calcined clay incorporated cement-based materials (LC3)
Kalsine edilmiş kil ve kalker tozu içeren çimento esaslı bağlayıcı malzemelerin geliştirilmesi (LC3)
MUHAMMAD RAFI AZIMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÜNAL ANIL DOĞAN
- The effect of fines content on the frost susceptibility of subbase and subgrade material
Donma ve çözülmenin alt taban ve temel malzemesinin ince malzeme içeriğine etkisi
KAWTHER MAKTTOOF
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP HURİ ÖZKUL BİRGÖREN
- Investigation of the inhibition characteristics of different polyamines under several temperature and shale contamination conditions in drilling fluids
Sondaj akışkanlarında farklı sıcaklıklarda ve şeyl kirlenmesi şartlarında farklı poliaminlerin şeyl inhibitör özelliklerinin incelenmesi
BERFİN ÇIRA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPetrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ YILDIRAY PALABIYIK
DOÇ. DR. MUSTAFA HAKAN ÖZYURTKAN