Yapı malzemelerinde ısı yalıtımı için düşük maliyetli silika aerojel üretiminin araştırılması
Investigation of production of low cost silica aerojel for thermal insulation in building materials
Yazar: ÖYKÜM BAŞGÖZ
Danışman: DOÇ. DR. ÖMER GÜLER
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Nanoteknoloji ve İleri Malzemeler Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering ; Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences
Dizin: Aerojel = Aerogel ; Isı yalıtımı = Heat insulation ; Liçing = Leaching ; Termal iletkenlik = Thermal conductivity ; Yüzey modifikasyonu = Surface modification ; Çeltik kavuzu = Paddy husk

Özet:
Bu tez çalışması, üretim maliyeti yüksek olan silika aerojelin düşük maliyette ve bitkisel atık olan Çeltik Kavuzu Külü(RHA)'nün kullanımıyla çevre dostu bir üretim yöntemi ile hidrofobik özellikte düşük maliyetli, yüksek termal kararlılık gösteren, geniş yüzey alanına ve düşük termal iletkenlik değerine sahip silika aerojel sentezi amaçlanmıştır. 
Bu kapsamda, silika aerojelin sol-jel yöntemi ile üretimindeki her bir basamak detaylı olarak çalışmıştır. Her adımda optimum koşullar elde edilip bir sonraki aşamaya geçilerek nihai üretim yöntemi belirlenmiştir. Süper kritik kurutmadaki yüksek maliyeti ve üretim sürecindeki riskleri elimine etmek için ortam atmosferinde kurutma işlemi gerçekleştirilmiştir. Bu kurutma yönteminde çoklu kimyasal kullanımı üretim sürecini yavaşlatmaktadır ve endüstriyel üretim için uygun değildir. Bu nedenle bu tez çalışmasında ortam atmosferinde kurutma işleminin daha sağlıklı gerçekleşmesi için, çok bileşenli yüzey modifikasyon işleminin, tek seferde gerçekleştirilmesi amaç edinilmiştir. Herhangi bir kurutma ajanı kullanılmadan, 513,02 m2/g yüzey alanına sahip ve Temas açısı 150,40° olan hidrofobik silika aerojel (HSA) sentezi gerçekleştirilmiştir. Bu hidrofobik aerojelin, ısı yalıtım özelliklerinin incelenmesi için ağırlıkça %0,3, 0,6 ve 0,9 HSA çimento harcına ikame edilmiştir. Çimento harçlarında HSA kullanımının mekanik dayanımlarda kayıplara sebep olmasına rağmen ısı ve su yalıtımı özelliklerini iyileştirdiği görülmüştür

Abstract:
In this thesis, it is aimed to synthesize low cost silica airgel, which has a high production cost, and an environmentally friendly production method using RHA, which is a vegetable waste, with a low cost, high thermal stability, large surface area and low thermal conductivity value with hydrophobic feature.
In this context, each step in the production of silica airgel with the sol-gel method has been studied in detail. Optimum conditions were obtained in each step and the final production method was determined by moving to the next step. In order to eliminate the high cost of supercritical drying and the risks in the production process, drying in the ambient atmosphere was carried out. The use of multiple chemicals in this drying method slows down the production process and is not suitable for industrial production. For this reason, in this thesis, it is aimed to carry out the multi-component surface modification process in one go in order to achieve a healthier drying process in the ambient atmosphere. The synthesis of hydrophobic silica airgel (HSA) with 513,02 m2/g surface area was carried out as intended, without using any drying agents. This hydrophobic airgel was substituted for 0.3, 0.6 and 0.9 wt%HSA cement mortar to examine its thermal insulation properties. Although the use of HSA in cement mortars causes losses in mechanical strength, it has been observed that heat and water insulation properties are improved.