Kırma cam ve boraks bileşenlerinin alkali aktive edilmiş lifli kompozitlerde elektromanyetik özelliklere etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of crushed glass and boron compounds on electromagnetic properties of alkaline-activated fibrous composites
Yazar: SHEIR AHMAD RAHMANI
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 ; Boraks = Borax ; Elektromanyetizma = Electromagnetism ; Fiziksel özellikler = Physical properties ; Karbon lifler = Carbon fibers ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Polipropilen lif = Polypropylene fiber ; 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 malzemelerin üretimi, çevre dostu ve kalıcı malzeme üretim proseslerinden birisi olarak kabul görmektedir.

Teknolojik bakımdan olumlu olsa da insan sağlığı bakımından büyük risk oluşturan elektromanyetik dalgalar, her geçen gün insan hayatını çevrelemektedir. Cep telefonları, bluetooth ve Wi-Fi kaynaklı aygıtlar ve mikrodalga cihazlar gün geçtikçe daha fazla elektromanyetik kirlilik oluşturarak temiz yaşam alanlarını kısıtlamaktadır. Diğer taraftan ise, araştırmacılar tarafından, meydana gelebilecek tehditleri azaltmak için yenilikçi yapı malzemeleri üzerinde elektromanyetik alan (EMA) etkilerinin sönümlenmesi ile ilgili çalışmalar devam etmektedir.

Bu çalışmada, alkali aktive edilmiş kompozit hamur ve harçların üretiminde alümina silikat kaynağı olarak Bayburt ilinden yeşil ve beyaz renkli volkanik tüfler ile birlikte toz halde mikronize kalsit kullanılmıştır. Alkali aktivatör olarak ise Sodyum Hidroksit (NaOH) ve sıvı halde sodium silikat (Na2SiO3(aq)) kullanılmıştır. Elektromanyetik özellikleri geliştirmek amacıyla cam ve boraks, sırasıyla hacimce %30 ve % 2,5 oranlarında karışımda kullanılmıştır. Ayrıca üretilen alkali aktive hamur ve harçların mekanik, fiziksel ve elektromanyetik özelliklerini iyileştirmek için toplam malzemenin hacmince %2 polipropilen, kırpılmış karbon ve pirinç kaplı mikro çelik lif kullanılmıştır. 4x4x16 cm ve 5x5x5 m boyutlu prizma ve küp numuneler üzerinde 2, 28, 90 ve 180 gün yaşlarında mekanik ve fiziksel özellikleri ve 300x300x10 mm boyutlu kaplama malzemeleri üzerinde 90 gün yaşında 900 MHz – 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 11,8 MPa ve 17,8 MPa'dır. Elektromanyetik ölçümlerde 900 – 6000 MHz frekansları için en yüksek EMF kalkanlama ve yansımadan kaynaklı EMF kalkanlama değerleri sırasıyla 53 dB ve 25 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. The production of alkali-activated materials is 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 technologically affirmative. Cell phones, bluetooth and Wi-Fi devices, microwave devices create electromagnetic pollution, and restrict non-exposed habitats. Researchers are trying to reduce these threats by dampening the effects of electromagnetic fields (EMF) by producing innovative building materials.

In this study, micronized calcite in powder form together with green and white colored volcanic tuffs from Bayburt province was used as an alumina silicate source in the production of alkali-activated composite pastes and mortars. Sodium Hydroxide (NaOH) was used as an alkali activator. In order to improve the electromagnetic properties, glass and borax were added to the mixture in 30%, and 2.5% by volume. In addition, 2% polypropylene, chopped carbon and brass coated micro steel fiber by volume of the total material was used to improve the mechanical, physical and electromagnetic properties of the produced alkali-activated pastes and mortars. Mechanical and physical properties were tested on prism and cube specimens at 2, 28, 90 and 180 days of age, and electromagnetic transmission and reflection properties in the range of 900-6000 MHz were tested on coating materials of 300x300x10 mm size at 90 days of age. In addition, microstructural analyzes were performed on 90-day-old AAH samples. According to the results of the study, the maximum 90-day flexural and compressive strength values are 11.8 MPa and 17.8 MPa, respectively. In electromagnetic measurements, the highest EMF shielding and reflection-induced EMF shielding values for 900 – 6000 MHz frequencies were measured as dB and dB, respectively.