Geri Dön

Mikronize edilmiş zeolit ikameli harçların mikroyapı ve durabilite özelliklerine agresif ortamların etkisi

Effect of aggressive environments on the microstucture and durability properties of micronized zeolite substitute mortars

PDF İndir

  1. Tez No: 988396
  2. Yazar: MUSTAFA KOP
  3. Danışmanlar: PROF. DR. SALİH YAZICIOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Bu çalışmada, çimento üretiminin çevresel etkilerini azaltmak, sürdürülebilir yapı malzemeleri geliştirmek ve harçların agresif çevresel koşullar altındaki performansını iyileştirmek amacıyla, Türkiye'de bol miktarda bulunan doğal ve kalsine edilmiş zeolitin çimento yerine ikame edilerek harç özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Harç üretiminde Manisa-Gördes yöresine ait zeolit, standart CEN kumu, CEM I çimento, sodyum naftalin sülfonat esaslı süper akışkanlaştırıcı (SA) ve içme suyu kullanılmıştır. Doğal zeolit 600°C, 700°C ve 800°C'de bir saat süreyle pişirilerek kalsine edilmiştir. Zeolitler çimento ile %5, %10, %15 ve %20 oranlarında ikame edilerek harç karışımları hazırlanmıştır. Taze harç numuneleri üzerinde yayılma tablası ve birim ağırlık deneyleri yapılmıştır. Ardından 50×50×50 mm küp, 25×25×285 mm harç çubuğu ve 50 mm çapında 100 mm yüksekliğinde silindir numuneleri üretilmiştir. Sertleşmiş numuneler üzerinde fiziksel, mekanik, dayanıklılık ve mikroskobik deneyler gerçekleştirilmiştir. 50×50×50 mm küp numunelerde 28 günlük yaşta birim ağırlık, ultrases geçiş hızı ve kapiler su emme; 3, 7, 28 ve 90 gün yaşlarında basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. 25×25×285 mm harç çubuğu numunelerinde 0, 7, 28, 56 ve 90 gün yaşlarında boy değişimi ile ASTM C1581/C1581M standardına göre kısıtlanmış rötre deneyleri uygulanmıştır. 50 mm çapında 100 mm yüksekliğinde silindir numunelere klor iyonu geçirgenliği, 50×50×50 mm küp numunelere ise normal kür suyu, deniz suyu ve %15 sodyum sülfat çözeltili su kullanılarak ıslanma-kuruma deneyleri uygulanmıştır. Mikroyapı özellikleri taramalı elektron mikroskobu (SEM) ile incelenmiştir. Sonuçlar, doğal zeolitin erken yaşlarda kontrol harcına kıyasla daha düşük basınç dayanımı sergilediğini, ancak ilerleyen yaşlarda dayanımın önemli ölçüde arttığını göstermiştir. Özellikle 700°C'de kalsine edilmiş %15 zeolit ikameli (K7Z15) harç tüm yaşlarda en yüksek basınç dayanımına ulaşmıştır. Agresif ortamlardaki dayanıklılık deneyleri, K7Z15 harcının sülfat ve deniz suyu etkilerine karşı direncini artırdığını, geçirimsizlik özelliklerini ise belirgin biçimde iyileştirdiğini ortaya koymuştur. Sonuç olarak, K7Z15 harcı dayanıklılık ve geçirimsizlik açısından optimum performans sergileyerek çimento tüketiminin azaltılmasına ve yapıların çevresel etkilere karşı daha uzun ömürlü olmasına katkı sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

In this study, in order to reduce the environmental impacts of cement production, to develop sustainable construction materials, and to improve the performance of mortars under aggressive environmental conditions, the effects of replacing cement with natural and calcined zeolite, which is abundantly available in Turkey, on the properties of mortars were investigated. In the production of mortars, zeolite from the Manisa-Gördes region, standard CEN sand, CEM I cement, a sodium naphthalene sulfonate-based superplasticizer (SP), and tap water were used. The natural zeolite was calcined at 600°C, 700°C, and 800°C for one hour. Zeolites were substituted for cement at rates of 5%, 10%, 15%, and 20%, and mortar mixtures were prepared. Flow table and unit weight tests were performed on fresh mortar samples. Then, 50×50×50 mm cube, 25×25×285 mm mortar prism, and 50 mm diameter and 100 mm height cylindrical specimens were produced. Physical, mechanical, durability, and microscopic tests were carried out on the hardened specimens. For 50×50×50 mm cube samples, unit weight, ultrasonic pulse velocity, and capillary water absorption tests were performed at 28 days, while compressive strength tests were conducted at 3, 7, 28, and 90 days. For 25×25×285 mm mortar prism specimens, length change and restrained shrinkage tests were performed at 0, 7, 28, 56, and 90 days according to ASTM C1581/C1581M standard. For cylindrical specimens with a diameter of 50 mm and a height of 100 mm, chloride ion permeability tests were carried out, while wetting–drying tests were applied to 50×50×50 mm cube samples using normal curing water, seawater, and 15% sodium sulfate solution. The microstructural properties were examined using a scanning electron microscope (SEM). The results showed that natural zeolite exhibited lower compressive strength compared to the control mortar at early ages; however, the strength increased significantly at later ages. In particular, the mortar containing 15% zeolite calcined at 700°C (K7Z15) achieved the highest compressive strength at all ages. Durability tests under aggressive environments revealed that the K7Z15 mortar improved resistance to sulfate and seawater effects and significantly enhanced impermeability. As a result, the K7Z15 mortar exhibited optimum performance in terms of durability and impermeability, contributing to the reduction of cement consumption and to extending the service life of structures exposed to environmental effects.

Geri Dön