Genleştirilmiş perlit/kaprik asit kompoziti içeren köpük betonların üretimi, karakterizasyonu ve termoregülasyon performanslarının incelenmesi
Production, characterization and investigation of thermoregulation performance of foam concretes containing expanded perlite/capric acid composite
Yazar: ZELİHA YÜKSEL
Danışman: DOÇ. DR. ALİ YARAŞ
Bartın Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences

Özet:
Yapı malzemelerinin üretiminde faz değiştiren malzemelerin (FDM) kullanımı binalarda termal enerjinin verimli bir şekilde kullanılmasına olanak sağlar. Böylece, binaların ısıtma ve soğutma işlemleri için ihtiyaç duyduğu enerji azaltılabilir. Bu tez çalışmasında, destek materyali olarak gözenekli yapıdaki genleştirilmiş perlit (GP), FDM olan kaprik asite (KA) doğrudan emdirme yöntemiyle emdirilmiştir. Sızıntı testi sonucunda genleştirilmiş perlitin en fazla kütlece %58 oranında KA absorplayabildiği belirlendi. Sonrasında, hazırlanan GP/KA kompoziti farklı oranlarda (kütlece %15, %20, %25 ve %30) köpük beton karışımına silis kumuna ikame olarak ilave edildi. Hazırlanan GP/KA kompozitine ait erime sıcaklığı ve erime entalpi değerleri sırasıyla 29,2˚C ve 96,4 J/g olarak belirlendi. GP/KA kompozit miktarının artışına bağlı olarak, köpük beton numunelerin yayılma çapı ve kuru birim ağırlıkları azalırken su absorpsiyon ve görünür gözeneklilik değerleri artış gösterdi. Köpük beton numunelerin basınç dayanımları ve termal iletkenlik değerleri ise GP/KA miktarının artışına bağlı olarak azalma eğilimi sergiledi. Kütlece %30 GP/KA içeren köpük beton numunesi için, en düşük basınç dayanımı ve termal iletkenlik katsayısı sırasıyla 4,04 MPa ve 0,213 W/m.K olarak ölçüldü. Referans numuneye kıyasla, %30 GP/KA katkılı köpük beton ortam sıcaklığının yüksek olduğu saatlerde iç ortamı daha serin tutabilmektedir. Ayrıca, gece saatlerinde ve ortam soğuduğunda daha sıcak bir iç ortam sıcaklığı sağlayabilmektedir.

Abstract:
The usage of phase change materials (FDM) in the production of building materials allows the efficient use of thermal energy in buildings. Thus, the energy required for heating and cooling of buildings can be reduced. In this thesis study, porous expanded perlite (GP) as support material was impregnated with capric acid (CA), which is a phase change material, by direct impregnation method. As a result of the leakage test, it was determined that GP could absorb up to 58% CA by weight. Afterwards, the prepared GP/KA composite was incorporated to the foam concrete mixture at different rates (15%, 20%, 25% and 30% by weight) as a substitute for silica sand. The melting temperature and melting enthalpy values of the prepared GP/CA composite were determined as 29,2˚C and 96,4 J/g, respectively. Depending on the increase in the amount of GP/CA composite, the flow diameter and dry unit weights of the foam concrete samples decreased, while water absorption and apparent porosity values increased. The compressive strength and thermal conductivity values of the foam concrete samples showed a decreasing trend depending on the increase in the amount of GP/CA. For the foam concrete sample containing 30% GP/CA by weight, the lowest compressive strength and thermal conductivity coefficient were measured as 4,04 MPa and 0,213 W/m.K, respectively. Compared to reference sample, foam concrete with 30% GP/KA can keep indoor environment cooler where ambient temperature is high. Additionally, it can provide a warmer indoor temperature at night and when the environment gets colder.