Bazalt lif takviyeli geopolimer betonun çarpma etkisindeki performansının incelenmesi ve modellenmesi
Investigation and modeling of the impact performance of basalt fiber reinforced geopolymer concrete
Yazar: HİRANUR GÜNGÖR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BERİVAN YILMAZER POLAT
Munzur Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yüzyıllar boyunca insanlar barınma ihtiyacını karşılamak için birçok malzeme keşfetmiş ve üretmiştir. Günümüzde gerek uygun maliyet gerekse kolay erişim nedeniyle en çok tercih edilen yapı malzemesi portland çimentolu betondur. Fakat her gün değişen hayatımızda, gelişen teknoloji yeni ihtiyaçlar yaratmaktadır. İnşaat sektöründe bu gereksinimlerinden biri sürdürülebilirliktir. Portland çimentolu betonun üretim aşamasında saldığı yüksek miktarda CO2 gazı çevreye büyük zararlar vermektedir. Bu nedenle bu betona alternatif olarak geopolimer betonlar üretilmektedir. Geopolimer betonlar daha az CO2 salınımı ve daha yüksek basınç dayanımı sayesinde birçok çalışma da kullanılmaktadır.  
Bu tez kapsamında bazalt lif, uçucu kül, silis dumanı ve yüksek fırın cürufunun beraber ve ayrı halde takviyesi ile oluşturulan geopolimer betonun, çarpma etkisindeki davranışları araştırılmış ve incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda mineral katkılar için 10 farklı karışım oranı ve lif için 3 farklı (%0.5-%1-%2) katkı oranı denenmiştir. Alkali aktivatör oranı Na2SiO3/NaOH 2.5 olarak alınmıştır. Ön deney numuneleri üzerinde fiziksel ve mekaniksel deneyler yapılmıştır. Optimum oranı veren numune üzerinde iki farklı lif oranı ile çarpma deneyleri yapılmıştır. Elde edilen deneysel veriler ile ANSYS programı kullanılarak modelleme yapılmıştır. Sonuçta %2 bazalt lif katkılı geopolimer beton numunesinin çarpma etkisi altında en az deplasmanı vererek en yüksek mukavemeti sergilediği ortaya konmuştur. ANSYS simülasyon verileri deneysel verilere yakın değerler göstermiştir. Bu tez, bazalt lif, uçucu kül, silis dumanı ve yüksek fırın cürufu ile güçlendirilmiş geopolimer betonun darbe altındaki davranışları hakkında önemli bilgiler sağlamıştır. Ek olarak, çalışma, bazalt lifin sürdürülebilir ve dayanıklı bir yapı malzemesi olarak potansiyelini vurgulamıştır. Sonuçlar, bu alanda daha fazla araştırma için bir temel olarak kullanılabilmektedir.

Anahtar Kelimeler: Geopolimer Beton, Bazalt Lif, Çarpma, Modelleme

Abstract:
Today, Portland cement concrete is among the most widely used building materials due to its affordable cost and vast availability. One of the top current focuses of the construction industry is achieving and maintaining sustainability. Accomplishing that goal lies in part in the production and development of materials. The high amount of CO2 gas released during the production stage of Portland cement concrete causes great harm to the environment. Geopolymer concrete reinforced with basalt fiber, fly ash, silica fume, and blast furnace slag can be a more sustainable and durable alternative to Portland cement concrete. The use of such materials can reduce the environmental damage caused by the production of conventional concrete.
In experimental studies, 10 different mixing ratios for mineral additives and 3 different additive ratios (0.5%-1%-2%) for fiber were tested. The alkali activator's (Na2SiO3/NaOH) ratio was 2.5. Physical and mechanical experiments were conducted on the preliminary samples. Impact experiments with different fiber ratios were performed on the sample that gave the optimal ratio. Modelling using the experimental data obtained through the ANSYS program. As a result, it has been revealed that the geopolymer concrete sample with 2% basalt fiber additive exhibits the highest strength by giving the least displacement under the impact effect. This thesis has provided valuable insights into the behavior of geopolymer concrete reinforced with basalt fiber, fly ash, silica fume, and blast furnace slag under impact. Additionally, adding basalt fiber to the geopolymer concrete has preimpact resistance,  an essential property for building materials used in high-risk areas. The study has highlighted the potential of this material as a sustainable and durable building material. The results can be used as a foundation for further research in this area, and the findings can be applied in the construction industry to promote sustainability and reduce environmental damage.

Keywords: Geopolymer Concrete, Basalt Fiber, Impact, Modelling