İnşaat endüstrisine yönelik doğal elyaf katkılı kompozit malzemelerin hazırlanması
The preparation of natural-fiber reinforced composite materials for construction industry
Yazar: AHMET CENGİZ
Danışman: PROF. DR. NURSEL PEKEL BAYRAMGİL
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: Kimya = Chemistry ; Polimer Bilim ve Teknolojisi = Polymer Science and Technology ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Lifli kompozitler = Fiber composites ; Lignoselüloz = Lignocellulose ; Nanokompozitler = Nanocomposites ; Polimer kompozitler = Polymer composites ; Selüloz lifler = Cellulosic fibers

Özet:
Beton; binlerce yıldır yapı malzemesi olarak kullanılmaktadır. İnsanlar yapılarının fiziksel dayanımına çok önem vermişler ve kullandıkları betonun da dayanıklılığını sürekli geliştirmişlerdir. Betonun fiziksel dayanımını arttırmada uygulanan en pratik yol; beton harcının içerisine fiber malzemeler eklemektir. Kendi başına kırılgan olan beton, fiber malzemeler ile esnek bir özellik kazanır ve çatlamadan daha fazla yükü bünyesinde taşıyabilir. Bu çalışmada Cladophora sp. su yosunundan elde edilen nanoselüloz fiberler muhtelif oranlarda inşaat endüstrisinde kullanılan çimento harcının içerisine karıştırıldı. Bir hafta sonra sertleşen beton numunelerin üç nokta eğilme testi ile eğilme dayanımları ölçüldü. İçeriğinde 1,0 g nanoselüloz fiber bulunan 121,0 g beton numunenin, aynı şartlardaki fiber içermeyen betondan 2,7 kat daha fazla eğilme dayanımına sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca karşılaştırma amacı ile; selüloz, hidroksietilselüloz (HEC), hidroksipropilmetil selüloz (HPMC), pamuk, poliüretan (PU) ve polikaprolakton (PCL) malzemeler laboratuvar ortamında hazırladığımız beton harcının içerisine belirli oranlarda karıştırılmış ve 3 nokta eğilme testlerine tabi tutulmuştur. Bu malzemeler, nanoselülozdaki gibi sürekli fiberler şeklinde olmayıp daha kısa süreksiz ve düzensiz fiberler şeklinde olduğu için betonun eğilme dayanımının düşük olduğu görülmüştür.

Abstract:
Concrete has been used for thousands of years as a construction material. People have been paid much attention to the physical strength of the structure and the strength of the concrete which they used continuously developed. The most practical way to increase the physical strength of concrete is adding fiber materials into the concrete mortar. Actually without additives concrete is a brittle material, but with fibers which are added to concrete mortar, concrete gains a flexible feature and can carry more load on the structure without cracking. In this study Cladophora sp. cellulose nano-fibers obtained from algae were mixed in various ratios into the cement mortar used in the construction industry. Flexural stresses of the concrete samples were measured after curing for a week with three-point bending test. 121,0 g of concrete sample which includes 1,0 g nano-cellulose fibre has 2.7 time higher flexural stress from reference concrete. Also by comparison purposes; cellulose, hydroxyethylcellulose (HEC), hydroxypropylmethylcellulose (HPMC), cotton, polyurethane (PU) and polycaprolactone (PCL) materials were mixed in specific proportions into the concrete mortar prepared in the laboratory and 3 point bending test was applied. Since these materials are not continuous as in nanocellulose fiber, concrete flexural strength was found to be low because it is shorter as discontinuous fibers.