Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı

Mehmet MUTLU (TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Biyomedikal Mühendisliği Bölümü, Ankara, Türkiye)
DİLEK ÇÖKELİLER SERDAROĞLU (Adres Yazılmamış)
17 9

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 0 Proje No: 216M392 Proje Bitiş Tarihi: 01.12.2018 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 10-03-2020

Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı

Öz:
Nanoselüloz, dünyanın her yerinde bulunabilen, doğal kaynaklardan elde edilebilen yüksek mekanik özelliklere sahip sürdürülebilir bir malzemedir. Uluslararası işbirliği kapsamında gerçekleştirilen bu projede, deprem riski altında bulunan Türkiye?nin olası deprem anında minimum zararla kurtulabilmesi hedefi doğrultusunda yapıların dayanımlarının arttırılması amacıyla, sürdürülebilir bir malzeme olan selülozun nanoteknoloji ile üretilmiş farklı formlarının çimentoya katkılanması ile güçlendirici olarak kullanılması amaçlanmıştır. Bu projenin uluslararası yapısı çerçevesinde, nanoselüloz ipliklerin doğal kaynaklardan ekstrakt edilerek nanoselüloz yüzeylerin hazırlanması, beton tamir edici ve güçlendirici beton- nanoselüloz kompozitlerinin üretilmesi, nanoselüloz ve çimento türevi kompozitlerin düşük bütçeli-büyük ölçekli üretimi için uygun plazma modifikasyon teknolojileri her bir paydaş ile işbirliği çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. Bu amaç doğrultusunda geliştirilen yüzeyler ile, etkili bir boşluk doldurma işlemi yapılabileceği, aynı zamanda çimento bileşenlerinin etkileşimini arttıracak nanoselüloz yapılardan faydalanarak depreme yüksek dayanıma sahip yapı destek malzemesi hazırlanabileceği gösterilmiş ve bu doğrultuda önerilen temel testler uluslararası standartlarda yapılmıştır. Güney Kore?li paydaşlarımızın uluslararası projedeki yükümlülükleri çerçevesinde, ülke koşullarına en uygun doğal ve sürekli selüloz kaynağından, nanoselülozik yapılar elde edilmiş ve bu teknolojinin ülkemiz kökenli selüloz kaynaklarında da kullanılabilirliği gösterilmiştir. Nanoselülozik kristal ve fibril yapıların çimentoya katkılanması ile en temel ölçüm olan mekanik dayanım değeri, katkısız örneklerdeki 607±141 N seviyesinden, kristal formdaki nanoselüloz katkılı örneklerde 776±96 N seviyesine, fibril formdaki nanoselüloz katkılı örneklerde 770±90 N seviyesine yükselmiştir. Çek paydaşlarımızın geliştirdikleri atmosferik basınç dielektrik bariyer boşalım sistemi ile plazma koşullarında yüzeyleri modifiye edilen nano yapıdaki selülozların yüzey enerjilerindeki artış, yapıya yeteri kadar dağılım gerçekleştirilememesine neden olarak örneklerdeki mekanik dayanım değeri, Kristal ve fibril yapılar için sırasıyla 512±52 N ve 517±27 N seviyesinde kalmıştır.
Anahtar Kelime: çimento katkı maddeleri plazma işlemi nanoselüloz fiber/kristal depreme dayanıklı yapı

Konular: Malzeme Bilimleri, Özellik ve Test Malzeme Bilimleri, Kompozitler
Erişim Türü: Erişime Açık
  • Ahmad, S., & Shabbir, F. (2005). Effect of Different mix ratios and water cement ratios on sulphate attack on concrete. In 30th Conference on OUR WORLD IN CONCRETE & STRUCTUR.
  • Ahmad, S., & Shabir, Z. (2005). Effect of Water Cement ratio on Corrosion of Reinforced concrete. In 30th Conference on OUR WORLD IN CONCRETE & STRUCTURES.
  • Beltrame, P. L., Paglia, E. D., Seves, A., Pellizzoni, E., & Romanò, M. (1992). Structural features of native cellulose gels and films from their susceptibility to enzymic attack. Journal of Applied Polymer Science, 44(12), 2095–2101.
  • Berra, M., Carassiti, F., Mangialardi, T., Paolini, A. E., & Sebastiani, M. (2012). Effects of nanosilica addition on workability and compressive strength of Portland cement pastes. Construction and Building Materials, 35, 666–675.
  • Chan, L. Y., & Andrawes, B. (2010). Finite element analysis of carbon nanotube/cement composite with degraded bond strength. Computational Materials Science, 47(4), 994– 1004.
  • Çökeliler, D., Erkut, S., Zemek, J., Biederman, H., & Mutlu, M. (2007). Modification of glass fibers to improve reinforcement: A plasma polymerization technique. Dental Materials.
  • Collins, F., Lambert, J., & Duan, W. H. (2012). The influences of admixtures on the dispersion, workability, and strength of carbon nanotube-OPC paste mixtures. Cement and Concrete Composites, 34(2), 201–207.
  • Cwirzen, A., Habermehl-Cwirzen, K., & Penttala, V. (2008). Surface decoration of carbon nanotubes and mechanical properties of cement/carbon nanotube composites. Advances in Cement Research, 20(2), 65–73.
  • De Souza Lima, M. M., Wong, J. T., Paillet, M., Borsali, R., & Pecora, R. (2003). Translational and rotational dynamics of rodlike cellulose whiskers. Langmuir, 19(1), 24–29.
  • EN, T. S. (2002). 197-1, Turkish standard for cement-part 1: compositions and conformity criteria for common cements. Ankara, Turkey.
  • Frenot, A., Henriksson, M. W., & Walkenström, P. (2007). Electrospinning of cellulose-based nanofibers. Journal of Applied Polymer Science, 103(3), 1473–1482.
  • Gong, K., Pan, Z., Korayem, A. H., Qiu, L., Li, D., Collins, F., ... Duan, W. H. (2014). Reinforcing effects of graphene oxide on portland cement paste. Journal of Materials in Civil Engineering, 27(2), A4014010.
  • Gordeev, I., Choukourov, A., Šimek, M., Prukner, V., & Biederman, H. (2012). PEO-like plasma polymers prepared by atmospheric pressure surface dielectric barrier discharge. Plasma Processes and Polymers, 9(8), 782–791.
  • Gordeev, I., Šimek, M., Prukner, V., Choukourov, A., & Biederman, H. (2012). Surface DBD for deposition of PEO-like plasma polymers. Plasma Processes and Polymers, 9(1), 83– 89.
  • Hansson, C. M. (1995). Concrete: the advanced industrial material of the 21st century. Metallurgical and Materials Transactions A: Physical Metallurgy and Materials Science, 26(3), 417–437.
  • Hosseinpourpia, R., Varshoee, A., Soltani, M., Hosseini, P., & Ziaei Tabari, H. (2012). Production of waste bio-fiber cement-based composites reinforced with nano- SiO2particles as a substitute for asbestos cement composites. Construction and Building Materials, 31, 105–111.
  • Kim, C. W., Kim, D. S., Kang, S. Y., Marquez, M., & Joo, Y. L. (2006). Structural studies of electrospun cellulose nanofibers. Polymer, 47(14), 5097–5107.
  • Kim, J. H., Shim, B. S., Kim, H. S., Lee, Y. J., Min, S. K., Jang, D., ... Kim, J. (2015). Review of nanocellulose for sustainable future materials. International Journal of Precision Engineering and Manufacturing - Green Technology, 2(2), 197–213.
  • Klemm, D., Kramer, F., Moritz, S., Lindström, T., Ankerfors, M., Gray, D., & Dorris, A. (2011). Nanocelluloses: A new family of nature-based materials. Angewandte Chemie - International Edition.
  • Konsta-Gdoutos, M. S., Metaxa, Z. S., & Shah, S. P. (2010a). Highly dispersed carbon nanotube reinforced cement based materials. Cement and Concrete Research, 40(7), 1052–1059.
  • Konsta-Gdoutos, M. S., Metaxa, Z. S., & Shah, S. P. (2010b). Multi-scale mechanical and fracture characteristics and early-age strain capacity of high performance carbon nanotube/cement nanocomposites. Cement and Concrete Composites, 32(2), 110–115.
  • Korkmaz, K. I. A. (2009). Earthquake disaster risk assessment and evaluation for Turkey. Environmental Geology, 57(2), 307–320.
  • Kumar, S., Kolay, P., Malla, S., & Mishra, S. (2011). Effect of multiwalled carbon nanotubes on mechanical strength of cement paste. Journal of Materials in Civil Engineering, 24(1), 84–91.
  • Li, G. Y., Wang, P. M., & Zhao, X. (2005). Mechanical behavior and microstructure of cement composites incorporating surface-treated multi-walled carbon nanotubes. Carbon, 43(6), 1239–1245.
  • Li, H., Xiao, H. G., Yuan, J., & Ou, J. (2004). Microstructure of cement mortar with nano- particles. Composites Part B: Engineering, 35(2), 185–189.
  • Lim, Y.-M., Gwon, H.-J., Jeun, J. P., & and Young-Chang Nho. (2010). Preparation of Cellulose-based Nanofibers Using Electrospinning. In A. Kumar (Ed.), Nanofibers. Rijeka: IntechOpen.
  • Lv, S., Ma, Y., Qiu, C., Sun, T., Liu, J., & Zhou, Q. (2013). Effect of graphene oxide nanosheets of microstructure and mechanical properties of cement composites. Construction and Building Materials, 49, 121–127.
  • Malhotra, V. M., & SP-114, A. C. I. (1989a). Influence of Curing at Different Relative Humidities on the Hydration and Porosity of a Portland/Fly Ash Cement Paste. The Journal of Adhesion. Taylor & Francis.
  • Malhotra, V. M., & SP-114, A. C. I. (1989b). Influence of Curing at Different Relative Humidities on the Hydration and Porosity of a Portland/Fly Ash Cement Paste. Special Publication.
  • Melo, V. S., Calixto, J. M. F., Ladeira, L. O., & Silva, A. R. (2011). Macro- and micro- characterization of mortars produced with carbon nanotubes. ACI Materials Journal, 108(3), 327–332.
  • Metaxa, Z. S., Konsta-Gdoutos, M. S., & Shah, S. P. (2010). Mechanical Properties and Nanostructure of Cement-Based Materials Reinforced with Carbon Nanofibers and Polyvinyl Alcohol (PVA) Microfibers. Advances in the Material Science of Concrete CD- ROM [ACI SP270], 270, 115–124.
  • Metaxa, Z. S., Konsta-Gdoutos, M. S., & Shah, S. P. (2013). Carbon nanofiber cementitious composites: Effect of debulking procedure on dispersion and reinforcing efficiency. Cement and Concrete Composites, 36, 25–32.
  • Metaxa, Z. S., Seo, J. W. T., Konsta-Gdoutos, M. S., Hersam, M. C., & Shah, S. P. (2012). Highly concentrated carbon nanotube admixture for nano-fiber reinforced cementitious materials. Cement and Concrete Composites, 34(5), 612–617.
  • Miriam de Souza Lima, M., & Borsali, R. (2002). Static and dynamic light scattering from polyelectrolyte microcrystal cellulose. Langmuir, 18(4), 992–996.
  • Mukherjee, S. M., & Woods, H. J. (1953). X-ray and electron microscope studies of the degradation of cellulose by sulphuric acid. BBA - Biochimica et Biophysica Acta, 10(C), 499–511.
  • Musso, S., Tulliani, J. M., Ferro, G., & Tagliaferro, A. (2009). Influence of carbon nanotubes structure on the mechanical behavior of cement composites. Composites Science and Technology, 69(11–12), 1985–1990.
  • Ng, H. M., Sin, L. T., Tee, T. T., Bee, S. T., Hui, D., Low, C. Y., & Rahmat, A. R. (2015). Extraction of cellulose nanocrystals from plant sources for application as reinforcing agent in polymers. Composites Part B: Engineering, 75, 176–200.
  • Oltulu, M., & Şahin, R. (2013). Effect of nano-SiO2, nano-Al2O3 and nano-Fe2O3 powders on compressive strengths and capillary water absorption of cement mortar containing fly ash: A comparative study. Energy and Buildings, 58, 292–301.
  • Pan, Z., Wenhui, D., Li, D., & Collins, F. (2013). Graphene oxide reinforced cement and concrete. Google Patents.
  • Quan, S. L., Kang, S. G., & Chin, I. J. (2010). Characterization of cellulose fibers electrospun using ionic liquid. Cellulose, 17(2), 223–230.
  • Raki, L., Beaudoin, J., Alizadeh, R., Makar, J., & Sato, T. (2010). Cement and concrete nanoscience and nanotechnology. Materials.
  • Sacui, I. A., Nieuwendaal, R. C., Burnett, D. J., Stranick, S. J., Jorfi, M., Weder, C., ... Gilman, J. W. (2014). Comparison of the properties of cellulose nanocrystals and cellulose nanofibrils isolated from bacteria, tunicate, and wood processed using acid, enzymatic, mechanical, and oxidative methods. In ACS Applied Materials and Interfaces (Vol. 6, pp. 6127–6138).
  • Saddler, J. N., Brownell, H. H., Clermont, L. P., & Levitin, N. (1982). Enzymatic hydrolysis of cellulose and various pretreated wood fractions. Biotechnology and Bioengineering, 24(6), 1389–1402.
  • Senff, L., Hotza, D., Lucas, S., Ferreira, V. M., & Labrincha, J. A. (2012). Effect of nano-SiO2 and nano-TiO2 addition on the rheological behavior and the hardened properties of cement mortars. Materials Science and Engineering: A, 532, 354–361.
  • Senff, L., Labrincha, J. A., Ferreira, V. M., Hotza, D., & Repette, W. L. (2009). Effect of nano- silica on rheology and fresh properties of cement pastes and mortars. Construction and Building Materials, 23(7), 2487–2491.
  • Sobolkina, A., Mechtcherine, V., Khavrus, V., Maier, D., Mende, M., Ritschel, M., & Leonhardt, A. (2012). Dispersion of carbon nanotubes and its influence on the mechanical properties of the cement matrix. Cement and Concrete Composites, 34(10), 1104–1113.
  • T A Harrison; Construction Industry Research and Information Association. (1992). Early-age thermal crack control in concrete.
  • Wang, B., Han, Y., & Liu, S. (2013). Effect of highly dispersed carbon nanotubes on the flexural toughness of cement-based composites. Construction and Building Materials, 46, 8–12.
  • Wang, B., Sain, M., & Oksman, K. (2007). Study of structural morphology of hemp fiber from the micro to the nanoscale. Applied Composite Materials, 14(2), 89–103.
APA Mutlu M, ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D (2018). Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. , 1 - 0.
Chicago Mutlu Mehmet,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. (2018): 1 - 0.
MLA Mutlu Mehmet,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. , 2018, ss.1 - 0.
AMA Mutlu M,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. . 2018; 1 - 0.
Vancouver Mutlu M,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. . 2018; 1 - 0.
IEEE Mutlu M,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D "Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı." , ss.1 - 0, 2018.
ISNAD Mutlu, Mehmet - ÇÖKELİLER SERDAROĞLU, DİLEK. "Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı". (2018), 1-0.
APA Mutlu M, ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D (2018). Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. , 1 - 0.
Chicago Mutlu Mehmet,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. (2018): 1 - 0.
MLA Mutlu Mehmet,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU DİLEK Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. , 2018, ss.1 - 0.
AMA Mutlu M,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. . 2018; 1 - 0.
Vancouver Mutlu M,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı. . 2018; 1 - 0.
IEEE Mutlu M,ÇÖKELİLER SERDAROĞLU D "Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı." , ss.1 - 0, 2018.
ISNAD Mutlu, Mehmet - ÇÖKELİLER SERDAROĞLU, DİLEK. "Nanoselüloz Kompozitlerin Güçlendirici Olarak Depreme Dayanıklı Yapı Teknolojisinde Kullanımı". (2018), 1-0.
Sayfa Oluşturulma Tarihi
24-04-2024 1:38

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları