Mangan katkılı lifle güçlendirilmiş alkali-aktive edilmiş kompozitlerin elektromanyetik özelliklerinin araştırılması
Investigation of the electromagnetic properties of manganese added fiber reinforced alkali-activated composites
Yazar: MACID IBRAHIM
Danışman: DOÇ. DR. İLKER TEKİN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Alkali aktivatör = Alkali activator ; Elektromanyetik ekranlama = Electromagnetic shielding ; Elektromanyetizma = Electromagnetism ; Liftler = Lifts ; Manganez = Manganese ; Tüfler = Tuffs

Özet:
Bu çalışmada, alkali aktive edilmiş tüf-traverten esaslı kompozit hamurlarda (AAH) Manganoksit'in (MnO2) fiziksel, mekanik, mikroskobik, mineralojik ve elektromanyetik özelliklere etkileri incelenmiştir. AAH'lerin üretiminde alümina silikat kaynağı olarak Bayburt ilinden yeşil ve beyaz renkli volkanik tüfler ile toz halde mikronize kalsit kullanılmıştır. Alkali aktivatör olarak Sodyum Hidroksit (NaOH) ve Sodyum Silikat (Na2SiO3) kullanılmıştır. Elektromanyetik özellikleri geliştirmek amacıyla MnO2 hacimce %1, %2,5 ve %5 oranında (ağırlıkça yaklaşık %2,5, %5 ve %10) karışıma eklenmiştir. Ayrıca üretilen AAH'lerin mekanik, fiziksel ve elektromanyetik özelliklerini iyileştirmek için toplam malzemenin hacmince %2 oranında polipropilen lif (12 mm), kırpılmış karbon lif (12 mm) ve pirinç kaplı mikro çelik lif (6 mm) kullanılmıştır. Prizma ve küp AAH numuneler üzerinde 2, 28, 90 ve 180 gün yaşlarında mekanik ve fiziksel özellikler; 300x300x10 mm boyutlu kaplama  
malzemeleri üzerinde 90 gün yaşında elektromanyetik iletim ve yansıma özellikleri 900-6000 MHz frekans aralığı için test edilmiştir. Ayrıca, 90 gün yaşında AAH numuneler üzerinde mikroyapısal ve mineralojik analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışmadan elde edilen sonuçlara göre, beyaz tüfle üretilen AAH'ler için 180 günlük en yüksek eğilme ve basınç dayanımları sırasıyla 16 MPa (karbon lifli %1 MnO2 içerikli AAH) ve 25,7 MPa (karbon lifli %0 MnO2 içerikli AAH); yeşil tüfle üretilen AAH'ler için 180 günlük en yüksek eğilme ve basınç dayanımları sırasıyla 17,4 MPa (karbon lifli %0 MnO2 içerikli AAH) ve 23,1 MPa (karbon lifli %1 MnO2 içerikli AAH) olarak elde edilmiştir. Beyaz tüf-kalsit esaslı AAH'lerde 900 MHz, 1800 MHz, 2400 MHz ve 5000 MHz frekanslar için gerçekleştirilen elektromanyetik ölçümlerde en yüksek iletim değerleri karbon lifli karışımlarda sırasıyla -34 dB, -37 dB, -21dB, -32 dB; en yüksek yansıma değerleri çelik lifli karışımlarda sırasıyla 3 dB, 0,4 dB, 9 dB, 12 dB olarak ölçülmüştür. Yeşil tüf-kalsit esaslı AAH'lerde 900 MHz, 1800 MHz, 2400 MHz ve 5000 MHz frekanslar için gerçekleştirilen elektromanyetik ölçümlerde en yüksek iletim değerleri karbon lifli karışımlarda sırasıyla -16 dB, -18 dB, -11dB, -21 dB; en yüksek yansıma değerleri çelik lifli karışımlarda sırasıyla 3 dB, 4 dB, 4 dB, 16 dB olarak ölçülmüştür.

Abstract:
In this study, the effects of manganese oxide (MnO2) on the physical, mechanical, microscopic, mineralogical, and electromagnetic properties of alkali-activated tuff-travertine-based composite pastes (AAH) were investigated. In the production of AAHs, micronized calcite in powder form together with green and white colored volcanic tuffs from Bayburt province was used as an alumina silicate source. Sodium Hydroxide (NaOH) and Sodium Silicate (Na2SiO3) were used as alkali activators. In order to improve the electromagnetic properties, manganese (MnO2) was added to the mixture at 1%, 2,5% and 5% by volume (%2,5, %5 ve %10 by weigth). In addition, 2% polypropylene fiber (12 mm), chopped carbon fiber (12 mm) and brass coated micro steel fiber (6 mm) by volume of the total material were used to improve the mechanical, physical, and electromagnetic properties of the produced AAHs. Mechanical and physical properties were tested on prism and cube AAH specimens  
at 2, 28, 90 and 180 days of age, and electromagnetic transmission and reflection properties were tested on coating materials of 300x300x10 mm size at 90 days of age in the range of 900-6000 MHz. In addition, microstructural analyzes were performed on 90-day-old AAH samples. According to the results obtained from the study, the 180-day maximum flexural and compressive strengths for AAHs produced with white tuff were 16 MPa (AAH with carbon fiber 1% MnO2) and 25.7 MPa (AAH with 0% MnO2 content with carbon fiber). The maximum 180-day flexural and compressive strengths for AAHs produced with green tuff were obtained as 17.4 MPa (AAH with carbon fiber 0% MnO2 content) and 23.1 MPa (AAH with carbon fiber 1% MnO2 content), respectively. In the electromagnetic measurements performed for 900 MHz, 1800 MHz, 2400 MHz and 5000 MHz frequencies in white tuff-calcite based AAHs, the highest transmission values were -34 dB, -37 dB, -21dB, -32 dB in carbon fiber mixtures; The highest reflectance values were measured as 3 dB, 0.4 dB, 9 dB, and 12 dB in steel fiber mixtures, respectively. In the electromagnetic measurements performed for 900 MHz, 1800 MHz, 2400 MHz and 5000 MHz frequencies in green tuff-calcite based AAHs, the highest transmission values were -16 dB, -18 dB, -11dB, -21 dB in carbon fiber mixtures; The highest reflectance values were measured as 3 dB, 4 dB, 4 dB, 16 dB in steel fiber mixtures, respectively.