Çimento bağlayıcılı kompozitlerde kendiliğinden iyileşme davranışının nano malzemelerle hızlandırılması
Accelarating of self-healing behavior of cementitious composites through nano materials
Yazar: VADOOD FARZANEH
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Ekonomik ve çevresel açıdan daha sürdürülebilir bir inşaat endüstrisi oluşturmaya katkı sağlamak amacıyla son yıllarda Yüksek Performanslı Lif Donatılı Betonların özel bir türü olan Tasarlanmış Çimento Esaslı Kompozitler (Engineered Cementitious Composites, ECC) geliştirilmiştir. Bu tür kompozitler sayesinde çeşitli mekanik yüklemeleri tolere edebilen, kontrollü çatlak gelişimi gösteren (genellikle 100 μm'dan daha dar), hasar dirençli beton davranışları elde edilmektedir. Çatlak büyüklüğünün belirli bir seviyenin altında olduğu durumlarda çimento esaslı kompozitlerde çatlakların kendiliğinden iyileşme imkanı olabilmektedir. Kendiliğinden iyileşme mekanizması ile beton yapıların mevcut çatlakları çeşitli iyileşme ürünleri (hidrate olmamış bağlayıcıların hidrate olması, kalsit oluşumu, çatlak kenarlarında genleşme vb.) ile kapanabilmektedir. Bu tez çalışmasında, yeni nesil ECC karışımlarını kendiliğinden iyileşme özelliği ile bütünleştirerek çatlaklardaki iyileşme ürünlerinin kalitesinin ve hızının çok daha üst seviyeye geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla kendiliğinden iyileşme ürünlerinin hızı ve etkinliği, son yıllarda birçok alandaki yeni gelişmelere öncülük eden nano teknoloji ürünleri ile arttırılmıştır. Tez çalışmalarında, tezin hedeflerine ulaşabilmesi için yöntemsel olarak öncelikle nano malzeme-ECC matris uyumunu sağlanmıştır. Karışımlarda nano malzeme olarak karbon nano tüpler ve nano silika kullanılmış ve yeni geliştirilen ECC karışımları ile yapılan deneyler sonucu kendiliğinden onarılmış çatlaklar elde edilmiştir. Tez kapsamında kendiliğinden iyileşme ürünlerinin hızı ve kalitesi mekanik ve dayanıklılık testleri ile değerlendirilmiştir.

Abstract:
Engineered Cementitious Composites (ECC), one of the specific type of high performance fiber reinforced concrete, has been developed in order to contribute to more sustainable construction industry in terms of economical and environmental issues. Thanks to such composites, it is possible to obtain composite behaviors that tolerate several mechanical loading, exhibit restrained crack development (mostly smaller than 100 μm) and damage-resistance. Existing cracks in concrete structures can have potential to close by healing products under the circumstances of limited crack widths. Existing cracks of concrete structures can be healed by various healing products (hydration of unhydrated cementitious materials, calcite formation, swelling in the edges of cracks etc.) with self-healing concepts. In this thesis, new generation ECC mixtures were aimed to integrate by healing products enhancing the quality and expedition at higher level. For this purpose, efficiency and expedite of self-healing products were improved by nano technology products that have led new developments recently in many fields. In the study, optimization of the nano material-ECC matrix adaption was achieved methodologically by following the objectives of the thesis. Carbon nano tubes and nano silica were utilized as nano materials in the mixtures and self-healing cracks were obtained after tests by developing new ECC mixtures. In the scope of the thesis, quality and expedite of self-healing products were handled with mechanical and durability tests.