Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları

• 7
• 1
• 1

• MakaleAçık Erişim2026/r/gumushane/13491
  Thermochemical Activation of Lightweight Slag–Perlite Alkali-Activated Slag (AAS): Overcoming Aggregate Brittleness and Sulfate Degradation

  Eker, Hasan; Demir Şahin, Demet

  The successful realization of a circular economy in the cement industry, coupled with a substantial reduction in carbon emissions, relies on the development of sustainable alternative binder systems. This study investigated the physicomechanical performance and sulfate resistance of composites produced by alkali activation of natural perlite and blast furnace slag. The aim of the research was to improve mechanical properties under low- and medium-alkalinity conditions (5–10 M NaOH). The samples were cured at an ambient temperature of 20 °C and then treated with heat at 60 °C. These samples were then mechanically processed and subjected to five soak–dry cycles in 5% and 10% Na2SO4 solutions. The results showed that heat treatment resulted in the formation of a dense C-A-S-H gel, increasing compressive strength approximately eightfold, from 11.64 MPa to 92 MPa. However, perlite’s porous and brittle structure limits its flexural strength to 0.27 MPa; this value is insufficient for structural applications. Under severe sulfate attack (10% Na2SO4), samples cured at ambient temperature showed a 12% mass increase in the first cycle due to solution infiltration into capillary voids. As a consequence of extensive ettringite and gypsum formation, the specimens experienced severe deterioration, resulting in a complete loss of mechanical integrity and a residual compressive strength of 0 MPa. In contrast, heat-treated samples showed limited ion diffusion due to a denser matrix and an improved aggregate interface transition zone, resulting in a 2.6% mass increase and a residual compressive strength of 5.17 MPa. Consequently, the obtained findings indicate that thermally treated alkali-activated slag–perlite composites exhibit high resistance against sodium sulfate attack and may have potential for use in specific industrial environments with high sulfate concentrations. However, the performance of these materials under more complex aggressive conditions, such as mining environments involving magnesium sulfate exposure and acidic drainage waters, should be further validated through future studies.

  • 
  • 
  İncele
• MakaleAçık Erişim2024/r/gumushane/11453
  Effects of Ultrafine Fly Ash against Sulphate Reaction in Concrete Structures

  Demir Şahin, Demet; Eker, Hasan

  In this study, Afşin Elbistan C-type fly ash (FA) was used, which protects against the sulphate reaction that damages concrete. The detrimental effects of post-reaction decrease with increasing fly ash fineness. The study used 10%, 30%, and 50% weight substitutes of cement. The fly ash was ground in a ball mill for 0, 10, 20, 30, 45, and 60 min, and Blaine fineness values of 1555, 1632, 2347, 2589, 2766, and 3433 cm2/g were obtained, respectively. The effect of the samples on the sulphate resistance was investigated by exposing the samples to 5% or 10% added sulphate solutions, and the compressive strength and ultrasonic pulse velocity of the concrete were tested. The compressive strength values obtained decreased with the increase in sulphate content, and the increase in the grinding time and the amount of substituted FA increased the compressive strength values. It was observed that weight loss increased with increasing sulphate content and decreased with the addition of FA with a high Blaine fineness. It was determined that as the Blaine fineness value increased, the sulphate content, FA substitution amount, and ultrasonic pulse speed decreased. This study was carried out to determine the effects of fly ash used at different fineness and replacement ratios on the performance and strength of concrete after exposure to external influences such as sulphate. The use of fly ash instead of cement will reduce the use of waste materials and natural resources and prevent environmental pollution. The cost of cement and concrete will be reduced.

  • 
  İncele
• MakaleYalnız künye2023/r/gumushane/14493
  Effect of Reduced Fineness of Fly Ash Used on the Alkali–Silica Reaction (ASR) of Concrete

  Eker, Hasan; Demir Şahin, Demet; Çullu, Mustafa

  This study aimed to determine the effect of fly ash added to concrete with high calcium content (C class) and different fineness on durability properties such as the alkali–silica reaction (ASR). By substituting ultra-fine fly ash for cement at specific proportions in concrete mixes and increasing the fly ash fineness, fly ash filled the spaces between cement grains or aggregates in concrete and accelerated the hydration process. Thus, the mechanism of ASR development was reduced. Class C Afşin Elbistan ash was used and was ground in a ball mill for 0, 10, 20, 30, and 45 min, and Blaine fineness values of 1555, 1632, 2347, 2589, and 2766 cm2/g were obtained, respectively. For each fly ash fineness, the effect of mixtures with 10%, 30%, and 50% replacement of cement on the ASR mechanism was observed during curing periods of 3, 7, 14, and 28 days compared to concrete without fly ash admixture. Furthermore, the effect of the increased fineness and substitution rate of fly ash with high calcium content in cement on the microstructure was revealed by microscopic mineralogical images. The prepared fine fly ash added to concrete mixes at different replacement ratios showed ASR reducing properties compared to the concrete mix without additions. The fly ash fineness and the substitution rate in the concrete had a reducing effect on the ASR, and this effect resulted in values lower than the reference concrete value.

  • 
  İncele
• MakaleAçık Erişim2021/r/gumushane/17648
  Çörtlerin betonun alkali silika reaksiyonu üzerindeki etkisi

  Demir Şahin, Demet; Eker, Hasan

  Betonun durabilitesini etkileyen kimyasal reaksiyonlardan biri de alkali silika reaksiyonudur (ASR). Gümüşhane ilinde yer alan taş ocaklarının birçoğunda bol miktarda çörtler yer almaktadır. Bu çörtler delme patlatma yöntemiyle ana kayaçtan ayrılarak elde edilen ince ve kaba agregalarla birlikte beton bileşeni olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada; Gümüşhane ilinin 3 farklı bölgesinden alınan çörtler (Akçakale, Gümüşhane ve Besyo), Gümüşhane üniversitesinde yer alan beton laboratuvarına getirilmiştir. Daha sonra farklı bölgelerden alınan 3 farklı çört ve referans numunesi için beton karışım hesabı yapılmış ve bu karışım hesaplarına göre ASTM C 1260 hızlandırılmış harç çubuğu standardına göre beton örnekleri hazırlanmıştır. 3, 7, 14 ve 28 günlük kür süreleri için 3 adet hızlandırılmış harç çubuğu numunesi hazırlanmıştır. Her bir bölgenin çört karışımlarına ait harç numunelerinin 3, 7, 14 ve 28 gün sonundaki ASR ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar; çört ile üretilen tüm numunelerin, referans numunesine göre daha yüksek boy değişimi değerine sahip olduğunu, kür süresine bağlı olarak boy değişim değerlerinin arttığını göstermiştir. 14 günlük boy uzama sonuçlarının ASTM C 1260’ta belirtilen % 0.1 zararsız agregalar için boy uzama limitini ve 28 günlük boy uzama sonuçlarının da % 0.2’den fazla boy uzaması değerlerini aştığı görülmüştür. Sonuç olarak; Akçakale, Gümüşhane ve Besyo çörtlerinin 14 ve 28 günlük kür süreleri göz önüne alındığında ASR açısından zararlı olduğu anlaşılmıştır.

  İncele
• MakaleYalnız künye2021/r/gumushane/14826
  Effects of puzzolanic materials in surface paste disposal by pilot-scale tests: observation of physical changes

  Bascetin, A.; Adiguzel, D.; Eker, H.; Odabas, E.; Tuylu, S.

  There are only a few pilot schemes, especially among scientific studies carried out to solve numerous environmental and ecological problems created by water during tailing storage on the surface. It is extremely important to establish precautions that can be taken, especially in the tailing storage process by examining the physical, chemical, mineralogical, and geotechnical changes that develop due to the effect of moisture in the tailing and surface water. In this study, 2 different pilot-scale designs of storage with no additions (reference) and with binder additions (cement and fly ash) to some layers were observed in field conditions for about 1 year to determine the effects of seasonal changes on paste material. The results of the measurements revealed that the water content of the reference design was ~ 10% higher than that of the design with cement addition at the substrates that provide stability and sudden temperature changes at the top layer of the reference design was found to be ~ 35 °C. Maximum sudden temperature changes in layers with cement addition and layers with cement and fly ash addition were observed to be ~ 15 °C. As a result, the use of cement has made the material more resistant to external factors. However, the study also revealed that fly ash could be used instead of cement with a substitute rate of 50% to reduce the cost for long-term storage in terms of industrial applications.

  • 
  İncele
• MakaleYalnız künye2020/r/gumushane/17916
  The effect of different fineness values of Afşin Elbistan fly ash on permeability in concrete

  Demir Şahin, Demet; Çullu, Mustafa; Eker, Hasan

  Too much CO2 is released during cement production. In many researches, the use ofnatural or recycled compounds plays an important role in the cement composition.The use of these components contributes both to reducing the amount of waste andto protecting the environment in nature. It is possible to produce an environmentallyfriendly concrete, thanks to its being a fly ash thermal power plant waste and its useas mineral additive in terms of its composition. In this study, it is aimed to produceimpermeable concretes with the use of C type fly ash as substitutes for cement in concrete composition in substitution rates of 10 %, 30 % and 50 %. In order to reduce thepermeability of concrete in this direction, as a result of grinding the fly ash in the ballmill for 0, 10, 20, 30, 45 and 60 minutes, concrete samples were prepared with andwithout admixture (Reference). Capillarity test was performed to determine the permeability at the end of cure periods of 28 and 90 days on concrete samples. Accordingto the results obtained at the end of 28 days, the best impermeability was achieved inthe mixture with 50 % fly ash replacement and 60 minutes grinding time. In 90 days,the best impermeability was obtained in the mixture with 30 % fly ash replacementand 0 minutes of grinding time. As a result, it was seen that permeability decreasedwith increasing thinness and substitution rate of fly ash in concrete composition.

  • 
  İncele
• MakaleAçık Erişim2020/r/gumushane/17893
  Yüksek Fırın Cürufu İkamesinin Çimentolu Macun Dolgunun Dayanım Özelliklerine Etkisi

  Eker, Hasan; Bascetin, Atac; Tuylu, Serkan; Adiguzel, Deniz

  Yeraltı madenciliğinde atık depolama yöntemlerden biri olan çimentolu macun dolguda (ÇMD) üretim içingerekli olan dayanımın yakalanması ve daha da geliştirilmesi bu çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Bukapsamda yüksek fırın cürufu (YFC) kullanılmış, kısa ve uzun vadede ÇMD dayanım özellikleri üzerindekietkisi araştırılmıştır. ÇMD numuneleri önce, % 3, 5, 7, 9 ve 11 portland çimentosu ile hazırlanmış, daha sonraise YFC ikamesi olarak çimentonun yerine ağırlıkça % 25, % 50 ve % 75’i ile karıştırılarak numuneleroluşturulmuştur. 3, 7, 14, 28, 56 ve 90 günlük kür sürelerine göre tek eksenli basınç dayanımı (TEBD) deneyiyapılmıştır. Deney sonuçlarına göre, yalnızca % 3 çimento (Ç) oranındaki % 75 YFC ikameli karışımlar macundolgu için gerekli olan sıvılaşma riski sınırının (0,15 MPa) altında kalmış, 28 günlük kür süresinde arakatlıkazı için istenilen dayanım sınır değeri (≥ 0.7 MPa) % 7 Ç’nin % 25 YFC, % 9 Ç’nin % 25 ve % 50 YFC, %11 Ç’nun % 25 ve %50 YFC oranlarındaki karışımlar sağlamaktadır. Ancak tahkimat amaçlı olarak YFCkatkılı ÇMD kullanılmaması ya da bu konuda dayanımı geliştirebilmek için daha farklı katkı malzemelerininde kullanılmasının gerekliliği belirlenmiştir.

  • 
  • 
  İncele
• MakaleAçık Erişim2020/r/gumushane/17868
  Çimentolu Macun Dolgu Yönteminin Uygulanmasında Bazı Katkı Malzemelerinin Puzolanik Özelliklerinin Araştırılması

  Eker, Hasan; Bascetin, Atac; Tuylu, Serkan; Adiguzel, Deniz

  Son zamanlarda geliştirilen ve yaygın bir şekilde kullanılan çimentolu macun dolgu (ÇMD) yöntemi; maden atıklarınınbertarafı konusunda sektöre hem işletme hem çevresel, hem de yasal mevzuatın uygulanması açısından birçok faydalarsağlamaktadır. Bu yüzden; ülkemizdeki bazı maden işletmelerinde son yıllarda çimentolu macun dolgu (ÇMD) yöntemitercih edilmeye başlanmıştır. Bu yöntemin en büyük maliyet kalemlerinden biri bağlayıcı giderleridir. Bu çalışmada;ÇMD’da kullanılan Portland çimento (PÇ) yerine zeolit (Z), yüksek fırın cürufu (YFC), uçucu kül (UK) ve silis dumanı(SD) gibi puzolanik katkı malzemelerinin kullanılabilirliği incelenmiştir. Bu çalışmada referans (R, sadece çimentoiçeren) ve Z, YFC, UK ve SD katkılı ÇMD karışımlarının 28 ve 90 gün kür süreleri sonunda tek eksenli basınçdayanımları ve eğilme dayanımları incelenmiş ve elde edilen tek eksenli basınç ve eğilme dayanımları değerlerikullanılarak puzolanik aktivite indeksi değerleri belirlenmiştir. Atık, çimento (ağırlıkça % 11) ve su ile oluşturulanreferans numuneleri ve çimentonun yerine (% 11) % 25 oranında YFC, % 20 Z, % 10 UK, % 5 SD ikameli ÇMDnumunelerinin 28 ve 90 günlük kür süreleri sonunda tek eksenli basınç dayanımı (TEBD) deneyleri gerçekleştirilmiştir.Elde Edilen sonuçlara göre; 28 ve 90 gündeki en yüksek basınç ve eğilme dayanımları UK numunelerinde eldeedilmiştir. Puzolanik aktivite indeksinin en yüksek değerinin 28 ve 90 günde UK numunelerinde elde edildiğigörülmüştür. Referans numunesinin TEBD değerini 28 gün sonunda UK, SD ve Z geçerken; 90 günde ise sadece SD’ıgeçmektedir.

  • 
  İncele
• MakaleAçık Erişim2019/r/gumushane/18087
  Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi

  Demir Şahin, Demet; Çullu, Mustafa; Eker, Hasan

  Bu çalışmada Afşin Elbistan/ Kahramanmaraş termik santral atığı C tipi uçucu kül (UK) kullanılmıştır. Bu kül öğütülmüş ve 6 farklıincelik değeri elde edilmiştir. Uçucu küle ait değişik incelik değerleri ile betonda çimento yerine % 10, % 30 ve % 50 ikame oranlarındakullanılarak katkılı ve uçucu kül katkısız referans beton örnekleri hazırlanmıştır. Sertleşmiş beton örnekleri üzerine uçucu kül incelikdeğerinin etkisini belirlemek için aşınma ve karbonatlaşma direnci deneyleri yapılmıştır. Aşınma direnci ASTM C 944-99 standardındaifade edilen Rotating Cutter yöntemine göre 28, 56 ve 90 günlük kür süresini tamamlamış beton örnekleri üzerine uygulanmıştır.Karbonatlaşma direnci için örnekler 360 gün karbondioksit miktarı yoğun bir ortama bırakılmış ve karbonatlaşma derinliğibelirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçlarına göre; % 10 ve % 50 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmadaçekme dayanımı üzerinde pek fazla etkili olmamış, ama referans numuneye göre uçucu kül ikamesinin dayanımı artırdığı anlaşılmıştır.Ayrıca % 30 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmada çekme dayanımını çok az artırdığı görülmektedir, ancakbu karışım oranıda referans numunenin elde ettiği dayanım değerinin altında değer almıştır. Beton karışımlarına ikame edilen uçucu küloranlarının artmasıyla birlikte karbonatlaşma derinliği artmıştır. En yüksek karbonatlaşma derinliği değeri 0, 20, 30 ve 45 dakika öğütmesürelerine sahip % 50 UK ikameli beton örneğinde (1,0 cm), en düşük karbonatlaşma derinliği değeri (0.3 cm) ise 10 ve 45 dakikaöğütme süresine sahip % 10 UK ikameli beton örneklerinde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; beton karışımlarında kullanılanUK’ün öğütme süresinin karbonatlaşma derinliği üzerinde pek fazla değişikliğe neden olmadığı görülmüştür. % 10, 30 ve 50 UK ikamelibeton karışımları içerisinde en fazla aşınma miktarı 28 günlük kür süresinde meydana gelmiştir. % 10 UK ikameli beton karışımındaöğütme süresi artıkça 28 günlük kür süresi numunelerinin aşınma miktarınında genel olarak arttırdığı söylenebilir, ama 56 ve 90 günlükkür sürelerinde pek etkisi olduğu söylenemez. Diğer UK ikame oranlarında (% 30 ve 50) öğütme süresinin artmasıyla 28, 56 ve 90günlük kür süresine sahip numunelerinin aşınma miktarlarında belirgin bir değişiklik gözlemlenmemiştir.

  İncele