Kenevir lif ve zeolit katkılı çimento içeren köpük betonların özellikleri
Properties of foam concretes containing hemp fiber and zeolite blended cements
Yazar: DİDEM BETÜL KAYA
Danışman: DOÇ. DR. YASEMİN AKGÜN
Ordu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yenilenebilir Enerji Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Son zamanlarda, enerji odaklı yaklaşımlar gereği, inşaat sektöründe pek çok alanda olduğu gibi yapı malzemeleri alanında da incelemeler yoğun bir şekilde devam etmektedir.  Mineral katkılar ve puzolanik aktiviteye sahip mineral katkılar, çimento ve beton üretiminde enerji tasarrufu çıktıları, çevre koruma ve nihai ürünün performans iyileştirme gibi nedenlerle sektörde odak olmaya devam etmektedir. Mineral katkılar optimum oranlarla çimento üretimine dahil olduklarında klinker oranını azaltmaktadır. Böylelikle enerji tasarrufunun yanı sıra CO2 emisyonları probleminin çözümünde de önemli ölçüde katkı sağlamaktadır. Aynı zamanda mineral katkılar incelikleri ve puzolanik aktiviteleri sayesinde kullanıldığı üründe performans artışı meydana getirmektedirler.  
Diğer taraftan, binaların ısıtma amaçlı kullanılan enerji tüketimleri dünya enerji talebinde önemli bir paya sahiptir. Köpük betonlar, boşluklu yapıları gereği ısıl konfor koşullarının elde edilmesinde oldukça başarılı beton sınıfı olmaktadır. Ancak, köpük betonun ısıl performans avantajına karşılık gevrek yapısının iyileştirilmeye dayanım ve dayanıklılık performanslarının artırılmaya ihtiyacı vardır. Bu nedenle, yük etkisi altındaki köpük betonların karışımlarında mineral katkı ve lif takviyesi kullanımı uygun bir çözüm olmaktadır. 
Bu tez çalışmasının amacı, kenevir lif takviyesi ve zeolit katkılı çimento içeren köpük betonların fiziksel ve mekanik özelliklerini incelemektir. Bu amaçla, çimento üretiminde puzolan özellikli doğal zeolit kullanılmasına ve köpük beton üretimlerinde kenevir lif takviyesine ilişkin bilimsel veri oluşturmaktır. Çalışmada farklı oranlarda kullanılan ve farklı yüzey işlemlerine tabi tutulmuş doğal kenevir lif takviyesinin köpük beton numunelerinin fiziksel ve mekanik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Bu tez çalışmasındaki deney programında yer alan deney serilerinden elde edilen bulgular karşılaştırma yöntemi kullanılarak irdelenmiştir. 
Köpük beton numunelerin su/çimento oranı ve çimento dozajı sabit tutulmuştur. Zeolit %10, ve %15 oranlarda çimento klinkeri ile yer değiştirilmiştir. Zeolit katkılı çimento içeren köpük beton numunelere doğal kenevir lif takviyeleri %1 (düşük), %2 (orta) ve %3 (yüksek) olmak üzere farklı oranlarda yapılmıştır. Kenevir lifler karışıma eklenmeden önce iki farklı yüzey işlemine tabi tutulmuştur. Üretilen köpük beton numuneler üzerinde mini slump, yayılma, özgül ağırlık, ağırlıkça su emme, kılcal su emme, ultrasonik ses geçiş hızı, eğilme-basınç dayanımı gibi deneyler gerçekleştirilmiştir.
Yapılan deneysel çalışma sonuçlarına göre, %3' e kadar doğal kenevir lif takviyesi, %15' e kadar zeolit katkılı çimento içeren ve soda ile sülfat yüzey işlemine tabi tutulan köpük betonların performanslarında olumlu gelişimlerin olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Recently, due to energy-oriented approaches, investigations have been continue intensively on building materials, as in many areas in the construction industry. Mineral additives and mineral additives with pozzolanic activity continue to be a focus in the sector for reasons such as energy saving outputs, environmental protection and performance improvement of the final product in cement and concrete production. Mineral additives reduce the clinker ratio, whenever they are included in cement production at optimum ratios. Thus, in addition to saving energy, it also contributes significantly to solving the problem of CO2 emissions. At the same time, mineral additives increase the performance of the product they are used in, thanks to their fineness and pozzolanic activity.
On the other hand, energy consumption of buildings for heating aims has a significant share in world energy demand. Foam concretes are a very successful concrete class in achieving thermal comfort conditions due to their porous structure. However, despite the thermal performance advantage of foam concrete, its brittle structure needs to be improved and its strength and durability performances need to be increased. For this reason, the use of mineral additives and fiber reinforcement in mixtures of foam concrete under load is a appropriate solution.       
The aim of this thesis is to examine the physical and mechanical properties of foam concrete containing hemp fiber reinforcement and zeolite blended cement. In addition, it is to create scientific data on the use of natural zeolite with pozzolan properties in cement production and on hemp fiber reinforcement in foam concrete productions. In the study, the effects of natural hemp fiber reinforcement used in different proportions and subjected to different surface treatments on the physical and mechanical properties of foam concrete samples were examined. The findings obtained from the test series in the test program in this thesis study were discussed by using the comparison method.
The water/cement ratio and cement dosage of the foam concrete samples were kept constant. Zeolite was replaced by cement clinker at ratios of 10% and 15%. Natural hemp fiber reinforcements were added to foam concrete samples containing zeolite blended cement at different ratios as 1% (low), 2% (medium) and 3% (high). Hemp fibers were subjected to two different surface treatments before being added to the mixture. Tests such as mini slump, dispersion, specific gravity, water absorption by weight, capillary water absorption, ultrasonic pulse velocity, bending-compressive strength were carried out on the produced foam concrete samples.
According to the results of the test study, it has been determined that there are positive improvements in the performance of foam concretes containing up to 3% natural hemp fiber reinforcement, up to 15% zeolite blended cement and subjected to soda and sulphate surface treatment.