Çimentolu kompozitlerin üretiminde şabazit ve nano katkı kullanımının araştırılması
Chabazite in the production of cement composites and investigation of nano additives
Yazar: FATİH BÜYÜKAYMAN
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HADAAN PEHLİVAN
Kilis 7 Aralık Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Donatı = Reinforcement ; FTIR = FTIR ; Korozyon = Corrosion ; Silikat = Silicate ; Taramalı elektron mikroskobu = Scanning electron microscope ; Termogravimetri = Thermogravimetry ; X ışını flüoresan analizi = X ray fluorence analysis ; Çimento karışımları = Cement mixtures

Özet:
Çimento esaslı malzemeler; çimento hamuru, harç ve betondur. İhtiyaç durumunda çimento esaslı malzemelerin içerisine puzolanik ve kimyasal katkılar ilave edilebilmektedir. Bu kapsamda çimentolu kompozit olarak farklı oranlarda mikro, nano ve kimyasal katkılı harç üretimleri yapılmıştır. Çimentolu kompozitin üretiminde mikro katkı olarak doğal bir zeolit minerali olan şabazit % 0, % 3, % 6 ve % 9 oranlarında kullanılmıştır. Nano katkı olarak ise % 0, % 0.5, % 1.25 ve % 2.0 oranlarında nano silika ilave edilerek çimentolu sistemler hazırlanmıştır. Öncelikle deneysel çalışmalarda kullanılacak olan şabazitin ve nano katkının kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Şabazitin ve nano katkının incelik, özgül ağırlık ve X-Işını Floresans (XRF) analizi ile mineralojik özelliği değerlendirilmiştir. Bu çalışmada çimento hamurlarının standart kıvam belirlenmesi, priz süreleri ve hacim genleşmesi deneyleri yapılmıştır. Çimentolu kompozitin mekanik özelliklerini belirlemek için 28 ve 90 günlük farklı özelliklere sahip 40x40x160mm boyutunda çimento harç üretimleri yapılmıştır. 28 günlük çimentolu karışımların hidratasyon gelişimini açıklayabilmek için Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektrometresi (FT-IR), Termogravimetrik Analiz (TGA) ve SEM analizleri yapılmıştır. Ø10 donatı kullanılarak hazırlanan Ø50 x100 mm'lik silindir çimentolu kompozit korozyon numunelerinin elektrokimyasal korozyon ölçümleri %3,5 NaCl çözeltisi içerisinde 1., 7., 30., 90., 140., 320. günlerde üç elektrotlu ölçüm yöntemi kullanılarak alınmıştır. Fakat mikro ve nano katkıların çimentolu karışımlarda su ihtiyacını arttırdığı bilinmektedir. Sonuç olarak; mikro ve nano katkının çimentolu sistem üzerindeki etkileri kapsamlı bir şekilde araştırılmış ayrıca işlenebilirlik, dayanım ve dayanıklılık özellikleri değerlendirilmiştir. Değerlendirmeler sonucunda Ş6NS1,25 numunesinin dayanım ve dayanıklılık açısından diğer numunelere göre daha iyi performans gösterdiği anlaşılmıştır.

Anahtar Sözcükler: Çimento hamuru, donatı, korozyon, nano silikat, şabazit, XRF, FT-IR, TGA, SEM

Abstract:
Cement-based materials consist of cement paste, mortar and concrete. Pozzolanic and chemical additives can be added to cement-based materials when more affordable costs or durability are required. Therefore, different ratios of micro, nano and chemical additive mortars were produced as cementitious composites. Chabazite, a natural zeolite mineral, was used as a micro additive in the production of cementitious composite at the rates of 0%, 3%, 6% and 9%. Cementitious systems were prepared by adding 0%, 0.5%, 1.25% and 2.0% nano silica as nano additives. First, the chemical, physical and mechanical properties of chabazite and nano additives to be used in experimental studies were investigated. In order to determine the mechanical properties of the cementitious composite, cement mortar with different properties were produced with 40x40x160 mm were produced for 28 and 90 days. Fourier Transform Infrared Spectrometer (FT-IR), Thermogravimetric Analysis (TGA) and SEM analyzes were performed to explain the hydration development of 28-day cementitious mixtures.  Electrochemical corrosion measurements of Ø50 x100 mm cylinder cement composite corrosion samples prepared using Ø10 reinforcement were taken in 3.5% NaCl solution on the 1st, 7th, 30th, 90th, 140th, 320th days using the three-electrode measurement method. As a result, the effects of micro and nano additives on the cementitious system were investigated extensively and their workability, strength and durability properties were evaluated. Therefore, it was concluded that the Ş6NS1,25 sample performed better than the other samples in terms of strength and durability.

Keywords: Cement paste, reinforcement, corrosion, nano slicate, chabazite, XRF, FT-IR, TGA, SEM