Kolemanit kullanılarak üretilen alkali aktive harçların nötron soğurma özelliklerine yüksek sıcaklığın etkisi
The effect of high temperature on the neutron attenuation propertiesof alkali-activated mortars produced by usingcolemanite
Yazar: MUHAMMET SAMİ TÜRETKEN
Danışman: DOÇ. DR. HACI SÜLEYMAN GÖKÇE
Bayburt Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
betonlar üretilmeye başlanmıştır. Bu amaçla tez çalışmasında da alkali  aktive malzeme ve çimento olmak üzere iki farklı bağlayıcı kullanılarak hazırlanan harçların fiziksel ve mekanik özellikleri  yüksek  sıcaklık sonrası nötron  soğurma  performanslarına kolemanitin   etkisi incelenmesi amaçlanmıştır. Bağlayıcı malzemeye %5 ve 10 oranlarında ikame edilen kolemanit tozu  ile  uygun  kür  şartlarında  üretilen  harç  numuneleri 300°C  ve  500°C  sıcaklıklara  tabi tutulmuştur. Ayrıca çalışma kapsamında, yüksek sıcaklığın, termal nötron (25,4 meV) soğurma performansına etkisi NGCal programı ile teorik olarak lineer soğurma katsayıları araştırılmıştır. Bağlayıcı malzemelerde%5  ve  10kolemanitkullanımıçimento serileri için priz başlangıç sürelerini %11,8 ve88,2 oranında ve priz bitiş sürelerini de%90,8 ve 182,9oranında artmıştır. Alkali  aktive hamur serilerinde  ise priz başlangıç süreleri %66,7  ve 22 oranında, priz bitiş sürelerinin de %6,7ve 9,1 oranında azaldığı gözlemlenmiştir. Çimento harç numunelerinde kolemanitin kullanımı su  emme değerlerini %30'a varan  oranda artırırken basınç dayanımı değerlerini%21'e varan oranda düşürmüştür. Alkali aktive harç numunelerinde ise su emme değerleri  %8'e  varan  oranda artmış ve  basınç  dayanım  değerlerini%41'e  varan oranda düşmüştür. Kolemanit ikamesinin çimento harç serilerinde basınç dayanımı bakımından daha iyi sonuçlar  verdiği  görülmektedir.%5  ve  10kolemanit  kullanımı  termal  nötron  soğurma faktörlerini çimento harç karışımlarında sırasıyla %10ve 18,alkali aktive harçkarışımlarındaise%6ve 10oranındaartırmıştır. 500 °C'de yüksek sıcaklığa maruz kalan harçların basınç dayanımı %10  kolemanit katkısında çimento serileri için %20azalırken,alkali aktive harçserileriiçin%33oranındaazalmıştır. Buna paralel olarak nötron soğurma performanslarında da benzer kayıplar gözlemlenmiştir. Termal nötron soğurma performansı daha düşük olan çimento harçlarının lineer soğurma faktörleri, yüksek sıcaklıkta%11'e varan kayıpla1,76 cm-1'den 1,55cm-1'e düşerken, alkali aktive harçlarda bu değer %17'e varan kayıpla2,87 cm-1'den 2,38cm-1'e  düşmüştür. Bu  tez çalışmasının  sonucunda, ülkemizde önemli  bir bor  cevheri olan kolemanitin çimento ve alkali aktive bağlayıcılarda nötron soğurma performansları bakımdan katkı  malzemesi  olarak kullanılabileceği ve  kullanım  alanlarınınbu  çerçevede genişletilebileceği görülmüştür.

Abstract:
In  recent  years,  concrete  has  started  to  be  produced  with  the  use  of  chemical  and  mineral additives resistant to high temperatures in buildings.For this purpose, in the thesis study, it was aimed to examine the effect of colemanite on the physical and mechanical properties of mortars prepared by using two different binders, alkali-activated material and cement, on their neutron attenuationperformance after high temperature. Forthis purpose, the mortar samples produced by substitution of colemanite powder at 5 and 10% into the binder at suitable curing conditions were exposed tothetemperatures of 300and 500°C.In addition, within the scope of the study, the  effect  of  high  temperature  on  thermal  neutron  (25.4 MeV)  attenuation  performance  was investigated theoretically with the NGCal program and the linear attenuation coefficients.The use of 5 and 10%colemanite in binding materials increased the initial setting times by 11,8 and 88,2%,  and  thefinalsetting  times  by  90,8and182,9%for  cement  series.  In  the  alkaline activated paste series, it was observed that the initial setting times reduced by 66,7 and 22,0%,and the final setting times by 6,7and 9,1%. Although the use of colemanite increased the water absorption values by up to 30%,decreased the compressive strength values by up to 21,8% in cement  mortar  samples.  In  the  alkali-activated  mortar  samples,  the  water  absorption  values increasedbyup to 8%, and the compressive strength valuesreducedby up to 41,1%. It is seen that  thecolemanite  substitutionpresents  more  satisfactory  compressive  strength  results in cement  mortar  series. The 5  and  10%colemanite  increased  the  thermal  neutron attenuation factors by %10,81and %18,91 in cement mortar mixtures,and by  6,15and 10,3%in  alkali-activated mortar mixtures, respectively. At %10 colemanite substitution, while the compressive strength values of mortars exposed to 500-°C high temperature decreased by %20,2for cement series, reduced by 33,3for alkali-activated mortar series. In parallelwith these results, similar losses were observed in neutron attenuation performances. At the high temperature, while the linear attenuation factors  of  cement  mortars which  have  lower thermal  neutron attenuation performance decreasedfrom 1,76cm-1to 1,55 cm-1with a loss of 11,9%, reduced from 2,87 cm-1to 2,38 cm-1with a loss of 17,1%in alkali-activated mortars. It decreased from. As a result of thethesisstudy, it has been seen that thecolemanite which has been and importantboron ore in our country can be used as an substitution material in cement and alkali-activated bindersin terms of neutron attenuation performance, anditsexistingusage areacan be expandedin this respect.