Zeolitik tüf içerikli jeopolimer kaplama malzemelerinin elektromanyetik kalkanlama özelliklerinin iyileştirilmesi
Enhancement of electromagnetic shielding properties of zeolitic tuff-containing geopolymer coating materials
Yazar: MÜCAHİT HAYAT
Danışman: DOÇ. DR. İLKER TEKİN
Karabük Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Alkalen = Alkaline ; Karbon lifler = Carbon fibers ; Manyetit = Magnetite ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Polipropilen lif = Polypropylene fiber ; Volkanik tüf = Volcanic tuff ; Çelik lif = Steel fiber

Özet:
Yapı malzemelerinin üretiminden açığa çıkan karbon dioksit (CO2), karbon ayak izi ve iklim değişikliğinin temel sebeplerinden birisidir. Bundan dolayı, bilim insanları tatmin edici mekanik ve fiziksel özelliklere sahip yeni proses geliştirme arayışına girmişlerdir. Alkali aktive malzemeler ve üretim prosesi çevre dostu ve kalıcı malzeme üretim proseslerinden birisi olarak kabul edilmektedir. 

Diğer taraftan elektromanyetik kirlilik her geçen gün insanları çevreleyerek, teknolojik bakımdan olumlu olsa da insan sağlığı bakımından büyük risk oluşturmaktadır. Cep telefonları, bluetooth ve Wi-Fi aygıtlar, mikrodalga cihazlar elektromanyetik kirlilik oluşturarak, gün geçtikçe temiz yaşam alanlarını daraltmaktadır. Yenilikçi yapı malzemelerinde elektromanyetik alan (EMA)  
etkilerinin sönümlenmesi sağlanarak bu tehditleri azaltmak araştırmacılar tarafından çalışılmaktadır. 

Bu çalışmada, alkali aktive edilmiş kompozit hamurların (AAH) üretiminde alümina silikat kaynağı olarak Bayburt ilinden yeşil ve beyaz renkli volkanik tüfler ile birlikte toz halde mikronize kalsit kullanılmıştır. Alkali aktivatör olarak Sodyum Hidroksit (NaOH) ve Sodyum Silikat (Na2SiO3) kullanılmıştır. Elektromanyetik özellikleri geliştirmek amacıyla manyetit (ferro-ferrik oksit), hacimce %2, %4 ve %8 oranında karışıma eklenmiştir. Ayrıca üretilen AAH'lerin mekanik, fiziksel ve elektromanyetik özelliklerini iyileştirmek için toplam malzemenin hacmince %2 polipropilen, kırpılmış karbon ve pirinç kaplı mikro çelik lif kullanılmıştır. Prizma ve küp AAH numuneler üzerinde 2, 28 ve 90 gün yaşlarında mekanik ve fiziksel özellikleri ve 300x300x10 mm boyutlu kaplama malzemeleri üzerinde 90 gün yaşında 900 - 6000 MHz aralığında elektromanyetik iletim ve yansıma özellikleri test edilmiştir. Ayrıca, 90 gün yaşında AAH numuneler üzerinde mikro yapısal analizler gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonuçlarına göre, maksimum 90 günlük eğilme ve basınç dayanım değerleri sırasıyla 20.2 MPa ve 37.4 MPa'dır. Elektromanyetik ölçümlerde 900 – 6000 MHz frekansları için en yüksek EMF kalkanlama ve yansımadan kaynaklı EMF kalkanlama değerleri sırasıyla 56 dB ve 35 dB olarak ölçülmüştür.

Abstract:
Carbon dioxide (CO2) released from the production of building materials is one of the main causes of carbon footprint and climate change. Therefore, scientists have sought to develop new processes with satisfactory mechanical and physical properties. Alkali activated materials and production process are accepted as one of the environmentally friendly and permanent material production processes.

On the other hand, electromagnetic pollution surrounds people day by day and poses a great risk in terms of human health, although it is in technologically affirmative. Cell phones, bluetooth and Wi-Fi devices, microwave devices create electromagnetic pollution, and restrict non-exposed habitat. Researchers are trying to reduce these threats by dampening the effects of electromagnetic field (EMF) by producing innovative building materials.

In this study, green and white volcanic tuffs as alumina silicate source from Bayburt province together with powdered micronized calcite were used in the production of alkali-activated pastes (AAP). Sodium Hydroxide (NaOH) and Sodium Silicate (Na2SiO3) were used as alkali activators. In order to improve the electromagnetic properties, magnetite (ferro-ferric oxide) was added to the mixture at 2%, 4% and 8% by volume. In addition, 2% by volume polypropylene, chopped carbon and brass coated micro steel fiber were used to improve the electromagnetic properties of the AAPs. Mechanical and physical properties were tested on prism and cubic AAP specimens at 2, 28 and 90 days, and electromagnetic transmission and reflection properties were tested on cladding materials of 300x300x10 mm size at 90 days of age in the range of 900-6000 MHz. In addition, microstructural analyzes were performed on 90th day. According to the results, maximum 90-days flexural and compressive strength values are 20.2 MPa and 37.4 MPa, respectively. In electromagnetic measurements, the highest total EMF shielding and EMF shielding for reflection values for 900 – 6000 MHz frequencies were measured as 56 dB and 35 dB, respectively.