Faz değiştiren malzeme katkılı çimento esaslı 3D baskı harçlarının mühendislik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the engineering properties of phasechangeable material additive cement-based 3D printing mortars
Yazar: SEVCAN BARLAS ÖZGÜVEN
Danışman: PROF. DR. TAYFUN UYGUNOĞLU
Afyon Kocatepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İnşaat mühendisliği uygulamalarında son zamanlarda kullanım alanı oldukça hızlı yayılan üç boyutlu (3D) yazıcı ile eklemeli imalat yöntemi yapıların inşası ve enerji verimliliği açısından oldukça büyük faydalar sağlamaktadır. Kalıpsız olarak üst üste katmanlar halinde yapılan uygulama sırasında karşılaşılan en büyük sorunlardan birisi, 3D baskı harcının kontrolünün oldukça zor olmasıdır. Harcın nozzle denilen çıkış hortumundan fazla enerji gerektirmeden kolaylıkla akabilmesi gerekirken, baskı yapıldığı yerde bu akıcılığını hızla kaybederek harcın dağılmaması, üst üste gelen tabakalar
altındaki harçların deforme olmaması istenir. Ancak baskı harcının reolojik özelikleri iyi dizayn edilmediğinde belirli bir katmandan sonra yazdırılan duvar elemanlar göçmeyle sonuçlanmaktadır. Günümüze kadar yapılan çalışmalarda, eşik gerilmesi yüksek olan harçların tasarımı denenmiş ve kısmen başarılı olmuşlardır. Aynı zamanda taze harcın tiksotropisi de reolojik açıdan etkili olmaktadır. Beton teknolojisinde 1 mm altında agregalarla üretilen çimentolu kompozitlere harç
deyimi yanında mikro-beton terimi de kullanılmaktadır. Baskı elemanlarıyla çimento esaslı olan kompozit karışımlarla bir yapı teşkil edilmeye çalışıldığından üretilecek taze karışıma mikro-beton terimi kullanılması tercih edilmektedir. Baskı yapılan çimento esaslı harçların en önemli sorunlarından birisi de enerji tasarrufudur. Sıradan yapılar enerji tasarrfurunu ara bölmelerde kullanılan delikli tuğla veya gözenekli yapı malzemeleriyle sağlamaktadırlar. Oysaki, 3D baskı yapılan yapılarda duvar elemanlar da tamamıyla çimento esaslı ve termal iletkenlik katsayısı gözenekli yapı malzemelerine kıyasla yüksek olan harçlarla inşaa edilmektedirler. Yapıların teşkili sırasında duvarların iç kısımları boşluklu bırakılmaktadır. Ancak bu durum, enerji verimliliği açısından yeterli olmamaktadır. Bu nedenle, enerji verimliliği amacıyla yapı malzemelerinde son zamanlarda kullanımı gerçekleşen faz değiştiren malzemelerin 3D baskı harçlarında da kullanılabilmesi ve böylece üretilen harçların reloji, fiziksel-mekanik özelikleri gibi mühendislik
özelikleri tezin konusunu oluşturmaktadır.

Abstract:
The additive manufacturing method with three-dimensional (3D) printers, which has been spreading very rapidly in civil engineering applications recently, provides great benefits in terms of building structures and energy efficiency. One of the biggest problems encountered during the application in layers on top of each other without a mold is that the control of 3D printing mortar is very difficult. While the mortar should be able to flow easily through the outlet hose called nozzle without requiring much energy, it loses this fluidity quickly and does not spread overlapping layers. It is desired that the mortars underneath are not deformed. However, when the rheological properties of the printing mortar are not well designed, wall elements that are printed after a certain layer result in collapse. In the studies carried out until today, the design of mortars with high threshold tensions has been tried and partially successful. Also the thixotropy of fresh mortar
It is also rheologically effective. In concrete technology, in addition to the term mortar, the term micro-concrete is also used for cement composites produced with aggregates below 1 mm. It is preferred to use the term micro-concrete for the fresh mixture to be produced, as a structure is tried to be formed with cement-based composite mixtures with printing elements. One of the most important problems of cement-based mortars that are printed is energy saving. Ordinary structures energy They provide their savings with the perforated brick or porous building materials used in the partitions. However, in 3D printed structures, wall elements are also constructed with mortars that are completely cement-based and have higher thermal conductivity coefficient compared to porous building materials. During the construction of the buildings, the inner parts of the walls are left with gaps. However, this situation is not sufficient in terms of energy efficiency. For this reason, 3D printing of phase-changing materials that have been used in building materials recently for energy efficiency The subject of the thesis is that it can be used in mortars and thus, the relogy, physical-mechanical properties of the mortars produced.