Leonardit tabanlı akışkanlaştırıcının farklı puzolan çeşitleriyle çimento sistemlerindeki davranışı, reaksiyon kinetiği ve taze durumdaki reolojik davranışı
Behavior of leonardite-based plasticizer in cement systems with different pozzolan types, reaction kinetics and rheological behavior in fresh state
Yazar: SÜMEYYE ÖZUZUN
Danışman: PROF. DR. CENGİZ DURAN ATİŞ ; PROF. DR. BURAK UZAL
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Portland çimentosu = Portland cement ; Puzolanlı çimento = Pozzolanic cement ; Süper akışkanlaştırıcı = Superplasticizer

Özet:
LEONARDİT TABANLI AKIŞKANLAŞTIRICININ FARKLI PUZOLAN ÇEŞİTLERİYLE ÇİMENTO SİSTEMLERİNDEKİ DAVRANIŞI, REAKSİYON KİNETİĞİ VE TAZE DURUMDAKİ REOLOJİK DAVRANIŞI

Sümeyye ÖZUZUN

Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü
Doktora Tezi, Aralık 2024
Danışman: Prof. Dr. Cengiz Duran ATİŞ, Prof. Dr. Burak UZAL

ÖZET
Süperakışkanlaştırıcılar, çimento sistemlerinde sağladığı işlenebilirlik ile su/çimento oranını düşürerek çimento içeriğini azaltabilmesi veya belirli bir su/çimento oranı ile daha işlenebilir bir karışım sunabilmesi nedeniyle beton endüstrisinin sürdürülebilir gelişiminde oldukça önemlidir. Ancak yaygın olarak kullanılan süperakışkanlaştırıcı katkı maddelerinin yüksek maliyetli hammaddeleri, üretim süreçlerinde kullanılan enerji miktarları ve bertaraflarının çevreye verdiği zararları neticesinde eko verimli alternatif süperakışkanlaştırıcıların geliştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, doğal bir organik madde olan leonarditten elde edilen hümik asit esaslı akışkanlaştırıcı (LHA)'nın mineral katkılı/katkısız çimentolu sistemlerdeki işlenebilirlik performansı ve hidratasyon üzerindeki etkisi naftalin sülfonat, melamin sülfonat, polikarboksilik eter esaslı akışkanlaştırıcı katkılarla karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Üretilen çimentolu karışım tasarımlarında akışkanlık performanslarını gözlemleyebilmek için yayılma tablası deneyleri, reolojik parametrelere ulaşabilmek için reoloji ölçümleri, hidratasyon kinetiğini gözlemleyebilmek için izotermal kalorimetre deneyleri ve termogravimetrik analiz deneyleri yapılmıştır. Daha sonra sertleşmiş betonda birim ağırlık, eğilme, basınç dayanım deneyleri yapılmış ve FESEM görüntüleri incelenmiştir. Deneysel sonuçlarda LHA katkısının çimentolu sistemlerde izotermal kalorimetre eğrilerine göre hidratasyonun ilk zamanlarında gecikmeye neden olmuş olsa da devamında bu gecikmeyi telafi etmiş ve diğer hiçbir deneysel çalışmada diğer akışkanlaştırıcılara göre olağandışı bir tavır sergilemediği görülmüş hatta bazı durumlarda daha da olumlu sonuçlara sebebiyet verdiği gözlemlenmiştir. 
Anahtar Kelimeler: Hümik asit; süperakışkanlaştırıcı; çimento hidratasyonu; leonardit.

Abstract:
BEHAVIOR OF LEONARDITE-BASED PLASTICIZER IN CEMENT SYSTEMS WITH DIFFERENT POZZOLAN TYPES, REACTION KINETICS AND RHEOLOGICAL BEHAVIOR IN FRESH STATE

Sümeyye ÖZUZUN

Erciyes University, Graduate School of Natural and Applied Sciences 
PhD Thesis, December 2024
Supervisor: Prof. Dr. Cengiz Duran ATİŞ, Prof. Dr. Burak UZAL

ABSTRACT
Superplasticizers are very important in the sustainable development of the concrete industry due to the workability they provide in cement systems and the ability to reduce the cement content by reducing the water/cement ratio or to provide a more workable mixture with a certain water/cement ratio. However, due to the high cost of raw materials, energy amounts used in production processes and environmental damage caused by the disposal of commonly used superplasticizer additives, there is a need to develop eco-efficient alternative superplasticizers. In this study, the workability performance and hydration effect of humic acid based plasticizer (LHA) obtained from leonardite, a natural organic substance, in cementitious systems with/without mineral additives were evaluated comparatively with naphthalene sulfonate, melamine sulfonate, polycarboxylic ether-based plasticizer additives. In the produced cementitious mixture designs, flow table experiments were performed to observe fluidity performances, rheology measurements to reach rheological parameters, isothermal calorimeter experiments to observe hydration kinetics and thermogravimetric analysis experiments were performed. Then, unit weight, flexural and compressive strength tests were performed on the hardened concrete and FESEM images were examined. In the experimental results, although the LHA additive caused a delay initial of hydration in cementitious systems according to isothermal calorimeter curves, this delay was compensated later on and it was observed that it did not exhibit an unusual behavior compared to other plasticizers in any other experimental study, and even in some cases it was observed that it caused more positive results.
Keywords: Humic acid; superplasticizer; cement hydration; leonardite.