Influence Of Water-cement, Polymer-cement And Fiber-cement Ratios On Properties Of Fiber Reinfroced Mortars

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2017Harçlar çok uzun zamandır kullanılan yapı malzemeleridir. Güvenli binalar, köprüler, yollar ve barajların yapımı için kaliteli ve dayanıklı harç ve beton malzemeleri gerekmektedir. Harçlar çok kullanıldıkları için ve kullanıldıkları ürünlerdeki işlenebilirlik, viskozite ve mekanik özelliklere önemli katkıda bulunmalarından dolayı, firmalarda ve akademik çevrelerde sıklıkla araştırılmaktadır. Her nekadar eski bir yapı malzemesi olsa da, insanlığın ve sanayinin yeni ihtiyaçları ve gelecek uygulamalara adaptasyon için harçların geliştirilmeleri gerekmektedir. Bu tez çalışması harçların farklı değişkenlerle özelliklerinin nasıl değiştiğini incelemek üzerine yapılmıştır. Su-çimento bilindiği üzere harçlar ve betonlar için en önemli dayanım parametrelerinden birini oluşturmaktadır. Su her nekadar çimentoyu hidrate edip, harç içindeki fazların bağlanmasını sağlayarak harçların mekanik özellik kazanmasını sağlasa da, ileriki süreçte çimento hidrate olduktan sonra buharlaşarak uçmaktadır. Bu buharlaşma hadisesi zaman içerisinde gelişip iki sebepten dolayı harçların ve betonların mekanik özelliklerini düşürmektedir. Birincisi buharlaşırken yapı içerisinden yüzeye doğru ilerleme mekanizmaları, ikincisi ise buharlaştıktan sonra harç ve betonların yapısında bıraktıkları boşluklardır. Harçlar ve betonlar nekadar boşluklu yapıya sahip olurlarsa dayanımlarının o ölçüde düşük olacağı söylenebilir. Bu nedenle yüksek su-çimento oranına sahip beton ve harçlar daha düşük mekanik dayanıma sahip olmaktadırlar. Bu tezde üzerinde çalışılan parametrelerden biri su-çimento oranıdır. Diğer ve en önemli değişkenlerden biri harçlara ve çimentolara polimerik katkılardır. Bu tezdeki temel amaçlardan biri harçlara yapılan polimer katkısının hangi oranlarda ve harç özelliklerine nasıl etki ettiğinin araştırılmasıdır. Polimerler harçlara ve betonlara farklı özellikler kazandırabilmektedirler. Harçlara polimer malzemeler katılması 20. Yüzyılın ortalarından itibaren ilgi çeken bir konu olmuştur. Özellikle malzeme teknolojisinde olan yeni gelişmeler ve yeni polimerik harç ve beton katkılarının senteziyle su-çimento oranı hiç olmadığı kadar düşük seviyelere çekilebilmiş ve daha dayanıklı harç ve betonlar üretilmiştir. Polimer modifikasyonun harçlara kattığı özellikler, genel olarak çimentonun yanında ikinci bir bağlayıcı faz oluşturmak şeklinde özetlenebilir. İç yapıda oluşan polimer filmi, agrega, çimento bağını arttırarak harçların daha yüksek mekanik dayanımlara ulaşamasını sağlayabilir. Polimer modifikasyonu harçlara su geçirmez özellik katar. Süperplastikleştirici olarak kullanılarak harçların veya betonların akışkan özellik sağlayarak işlenebilirliğini ve kalıp tutabilirliğini arttırabilirler. Ayrıca ince kesitte üretilen harç veya beton panellerde rötre çatlaklarının engellenmesinde kullanılabilirler. Bu geniş kullanım alanı ve polimerlerin harçları modifikasyon yeteneği bu tezin konusu olmuştur. Fiberler günümüzde kompozit malzemelerde sıklıkla kullanılan takviye elemanlarıdır. Çimento matrisli kompozit malzemeler olan harçlar ve betonlarda da sıklıkla kullanılan fiberlerin mekanik ve rötre özelliklerine oldukça önemli etkileri bulunmaktadır. Bu sebeplerden dolayı bu tezde temel olarak su-çimento, polimer-çimento ve fiber-çimento oranlarının etkileri araştırılmıştır. Bahsi geçen etkilerin geniş bir çerçevede araştırılması için yüzey yanıt metodu adı verilen bir yöntem kullanılarak matematiksel bir model oluşturulmuştur. Bu modelin oluşturulmasında ve deney düzeneklerinin hazırlanmasında merkezi kompozit tasarımından yararlanılmıştır. Bu tasarım doğrultusunda su-çimento, polimer-çimento ve fiber-çimento değerleri, deneysel optimizasyon ve dizayn kısmında bulunan değer aralıklarında kodlanmış ve deney düzeneği bu kodlu aralıkta oluşturulmuştur. Bu yöntemin en önemli yararlarından bir tanesi deney sonuçlarının denklemler halinde matematiksel olarak ifade edilmesi ve seçilen deney aralığı dâhilindeki tüm değerler test edilmese bile sonuçlarının tahmin edilebilmesidir. Bu tezde üç farklı polimer katkısı kullanılmıştır. Birincisi akrilik-stiren kopolimerdir ve iç yapıda oluşturduğu film ile mekanik özelliklere katkısı incelenmiştir. İkinci olarak polikarboksilat eter bazlı süperplastikleştirici kullanılmıştır. Bu made düşük su-çimento oranlarında bile harcın iyi akışkanlık gösterip iyi kalıp tutmasını sağlayarak harca katkıda bulunur. Üçüncüsü rötre ajanıdır. Deneyde incelenen bileşimlerin ince kesitte üretilmesi halinde çatlamaması için kullanılmıştır. Akrilik-stiren reçinesi farklı oranlarda kullanılırken, süperplastikleştirici ve rötre ajanı sabit oranlarda katılmışlardır. Deneysel çalışmalar sırasında farklı tip fiberler kullanılmıştır. Bunlar 12mm ve 3mm cam fiberler, 6mm yüzey işlemi görmüş cam fiber, polipropilen ve poliamid fiberlerdir. Matematiksel model dâhilinde yapılan deneylerde fiber tipi olarak sadece 12mm cam fiber kullanılmış ve farklı oranlarda bileşime olan etkisi incelenmiştir. Bunun yanında 3 tane karışık fiberli üretim yapılmıştır bu karışımlar: 12 mm cam fiber-polipropilen fiber, 12 mm cam fiber-poliamid fiber ve 3mm cam fiber-12 mm cam fiber karışımlarıdır. Ayrıca bir grupta da 6mm lik yüzey işlemi görmüş fiber katkısı denenmiştir. Deney numuneleri 40x40x160 mm3'lük numuneler halinde üretilmiştir. Harç numuneleri öncelikle 1,5 dakika yavaş karıştırılıp 1 dakika beklendikten sonra 1,5 dakika hızlı olarak tekrar karıştırılır. Harç karışımları üretilirken öncelikle katı birleşenler olan; kum, çimento, kalsit, fiber ve selüloz karıştırılmış ve üzerine eklenmesi gereken suyun yüzde 70 i eklenmiştir. Geriye kalan yüzde 30 oranındaki su süperplastikleştiriciye eklenip ayrı bir kapta bekletilirken rötre ajanı da başka bir kaba alınır. Yavaş hızdaki ilk karıştırmadan sonra süperplastikleştirici-su karışımı, rötre ajanı ve akrilik-stiren reçinesi eklenerek yüksek hızda tekrar karıştırılır. Bu prosesin sonunda gerekli harç karışımı üretilmiş olur. Taze harca ilk olarak çökme deneyi uygulanmıştır. Çökme deneyi üretilen harcın viskozitesi ve işlenebilirliği ile ilgili fikir vermektedir. Daha sonra numuneler tartılarak 2 gün boyunca su havuzunda tutulmuştur. Kür sürelerini daha uzun tutmak, harç numunelerinin polimer içerikleri nedeniyle mümkün değildir. Aksi takdirde yapı içerisinde istenen polimerik film oluşmayabilir. Kürden alındıktan sonra tekrar tartım değerleri alınmış ve 60 gün beklemeye bırakılmıştır. Bu sürenin sonunda numunelerin son tartımları alınarak, numunelere eğme ve basma testleri yapılmıştır. Ayrıca bu süreç üretim sonrasında, kür sonrasında ve deney öncesinde ağırlık ölçümleri alınarak numunelerin zamana bağlı kütle kaybı sonuçları elde edilmiştir. Deney sonuçlarına bakıldığı zaman en yüksek eğme testi değeri 6mm'lik yüzey işlemi görmüş cam fiberli grupta elde edilmiştir. Bu grubun eğme ve basma sonuçları kendinden daha düşük su çimento oranına sahip başka gruplardan bile yüksek çıkmıştır. Bunun sebebi yüzey işlemi görmüş cam fiberin matrise daha iyi tutunup daha yüksek mekanik özellikler sağlaması olabilir. 12 mm'lik cam fiberli grupta 0.54 su çimento, %10 polimer çimento ve yüzde 0,9 fiber çimento bileşimine sahip grupta en yüksek eğme ve basma değerleri elde edilmiştir. Diğer değerler sabitken polimer oranı % 20 ye çıkarıldığında mekanik dayanımın düştüğü görülmüştür. Bunun sebebi harçlara polimer katkısında kritik bir değerin varlığıdır. Belirli bir miktar katkıdan sonra polimer katkısı harçların mekanik özelliklerine negatif etkide bulunmaktadır. Eğme sonuçlarında karışık fiberli grupların, 12mm'lik cam fiber kullanılmış olan gruplara üstünlüğü bulunmaktadır. Ancak bu üstünlük basma sonuçlarında eğme sonuçlarında olduğu kadar açık olarak görülememektedir. Bu durum 3mm lik cam fiberin ve polimerik fiberlerin mekanik özellikleriyle alakalıdır.Mortars are one of the very important construction material to build safe buildings, bridges, barrages and new constructions. Because of its importance and its huge usage area, they are frequently researched by universities and by firms. There is also need for further modification and analysis of mortars to develop this material for future applications and according to needs of humans. This study focuses on influence of different ratios of water-cement, polymer-cement and fiber-cement ratios, hybrid fibers on mortars. Due to this aim a mathematical model is evaluated. To create mathematical model surface respond method has been used. As a design of experiment, central composite design has been used. Fiber type and polymer type are selected constant during mathematical model. Only 12mm glass fiber and acrylic-styrene copolymer resin has been used. The proportions of polymer-cement, fiber-cement and water-cement ratios are evaluated according to central composite design. There is an important advantage to use surface respond method in the experiments. In the end of experiments, the results can be defined as mathematical equations and it is possible to estimate the whole results in the range of design of experiments without making further experiments for unselected values. Out of mathematical model, there are three group of polymer modified hybrid fibered mortar produced. In hybrid fibered mortars combination of polypropylene-12 mm glass fiber, polyamide-12 mm glass fiber and 3mm Cem-FIL glass fiber are evaluated. Additionally, one group has been produced with 6mm surface treated glass fiber. To find out the trade-off between effect of polymers, different type of and different amount of fibers and also the effect of combination of fibers, flexural, compressive and slump tests are performed. Slump tests are performed after the mixing of fresh mortar. Due to using slump values, viscosity and processability of mortar have been understand. After production of mortar specimens, they are waited 2 days in water pool and totally 60 days are waited. Because of the polymer content, the cure time is restricted to 2 days. After production, after water cure and before testing the specimens, their weight are calculated and noted to see their weight change up to time. The magnitude of specimens are 40x40x160mm3. There are totally 60 specimens according to mathematical model, 9 with hybrid fibered and 3 with surface treated fibered mortar specimens produced. Extensive results of mechanical, weight-loss and viscosity of mortars is discussed in result and discussion part.Yüksek LisansM.Sc

A preliminary investigation on developmental and biochemical responses of Amsonia orientalis to ultraviolet-C irradiation

The present study aims to investigate the developmental and biochemical responses of ornamental Amsonia orientalis irradiated with ultraviolet-C (UV-C). Nodal explants of the species were exposed to UV-C irradiation on the first, 15th and the last days of the in vitro culture for 15 (3.47 kJ m-2), 30 (6.94 kJ m-2) and 60 min (13.87 kJ m-2). In general, root lengths and numbers were negatively influenced by prolonged UV-C exposure. However, mean shoot numbers and lengths were slightly enhanced after 15 and 30 min of irradiation. High hydrogen peroxide (H2O2) and malondialdehyde (MDA) levels were observed due to the UV-C exposure. Activities of the antioxidant enzymes, POD (peroxidase) and CAT (catalase) were found to be enhanced whereas SOD (superoxide dismutase) was reduced. These results indicated that UV-C irradiation for shorter durations may be carefully used to improve in vitro shoot proliferation in A. orientalis. However, it should be noted that longer irradiation durations can trigger stress responses and lipid peroxidation-dependent cell membrane damage which will further result in the plant loss

Investigation of deformation behavior of PETG-FDM-printed metamaterials with pantographic substructures based on different slicing strategies

Based on the progress and advances of additive manufacturing technologies, design and production of complex structures became cheaper and therefore rather possible in the recent past. A promising example of such complex structure is a so-called pantographic structure, which can be described as a metamaterial consisting of repeated substructure. In this substructure, two planes, which consist of two arrays of beams being orthogonally aligned to each other, are interconnected by cylinders/pivots. Different inner geometries were taken into account and additively manufactured by means of fused deposition modeling technique using polyethylene terephthalate glycol (PETG) as filament material. To further understand the effect of different manufacturing parameters on the mechanical deformation behavior, three types of specimens have been investigated by means of displacement-controlled extension tests. Different slicing approaches were implemented to eliminate process-related problems. Small and large deformations are investigated separately. Furthermore, 2D digital image correlation was used to calculate strains on the outer surface of the metamaterial. Two finite-element simulations based on linear elastic isotropic model and linear elastic transverse isotropic model have been carried out for small deformations. Standardized extension tests have been performed on 3D-printed PETG according to ISO 527-2. Results obtained from finite-element method have been validated by experimental results of small deformations. These results are in good agreement with linear elastic transverse isotropic model (up to about εxx=1.2% of axial elongation), though the response of large deformations indicates a nonlinear inelastic material behavior. Nevertheless, all samples are able to withstand outer loading conditions after the first rupture, resulting in resilience against ultimate failure.DFG, 414044773, Open Access Publizieren 2021 - 2022 / Technische Universität Berli

Temperature Effects Explain Continental Scale Distribution of Cyanobacterial Toxins

Insight into how environmental change determines the production and distribution of cyanobacterial toxins is necessary for risk assessment. Management guidelines currently focus on hepatotoxins (microcystins). Increasing attention is given to other classes, such as neurotoxins (e.g., anatoxin-a) and cytotoxins (e.g., cylindrospermopsin) due to their potency. Most studies examine the relationship between individual toxin variants and environmental factors, such as nutrients, temperature and light. In summer 2015, we collected samples across Europe to investigate the effect of nutrient and temperature gradients on the variability of toxin production at a continental scale. Direct and indirect effects of temperature were the main drivers of the spatial distribution in the toxins produced by the cyanobacterial community, the toxin concentrations and toxin quota. Generalized linear models showed that a Toxin Diversity Index (TDI) increased with latitude, while it decreased with water stability. Increases in TDI were explained through a significant increase in toxin variants such as MC-YR, anatoxin and cylindrospermopsin, accompanied by a decreasing presence of MC-LR. While global warming continues, the direct and indirect effects of increased lake temperatures will drive changes in the distribution of cyanobacterial toxins in Europe, potentially promoting selection of a few highly toxic species or strains.Peer reviewe

A view on the Hayirsiz Ada Massacre through Peter Singer: A criticism of anthropocentrism

Bu çalışmada felsefe içerisinde insan olmayan hayvanın ontolojik, etik ve politik konumu çeşitli disiplinler aracılığıyla tartışılmıştır. Bu doğrultuda somut, tarihsel bir örnek seçilmiştir; birinci bölümde Hayırsız Ada katliamı incelenmiştir. Katliamı daha iyi araştırabilmek için insan-hayvan ilişkisi, tarihsel bir okumayla gerçekleştirilmiştir. 1910’lu yıllarda 80 bine yakın köpeğin katledilmesinin sebebi insan merkezciliğin eseridir. Günümüzde yaşanılan, vuku bulan olaylar da bu zihniyetin bir ürünüdür. Bu katliamın gerçekleşmesine zemin hazırlamasından dolayı, hayvanı hukuk düzleminde incelemek zorunlu hale gelmiştir. Bundan dolayı ise Dünya’daki ve Türkiye’deki hukuk sistemleri incelenmiştir. Çeşitli hukuk sistemleri incelendikten sonra araştırmanın ana zemini olan felsefe tarihine geçilmiştir. İkinci bölümde; hayvanın ontolojik, etik ve politik konumunu tayin edebilmek için felsefe tarihinde hayvanın yeri merceğe Böylelikle felsefenin, Antik Yunandan başlayıp Modern Çağa kadar, çeşitli dönemlerinden kimi filozofların düşünceleri ele alınır. Felsefenin, hayvan oluş söz konusu olduğunda hep çekingen kaldığı fark edilmiştir. Günümüze gelindiğinde ise Peter Singer’ın Hayvan Özgürleşmesi kitabı ile karşılaşmaktayız. Böylelikle tezimizin diğer gövdesi ve üçüncü bölümü olan, düşünür Peter Singer’ın görüşleri incelenmiştir. Singer acı çekebilen tüm canlılar için eşit önemseme ilkesini savunur. Eşit önemseme ilkesinin en çok ihlal edildiği, bundan dolayı da hayvan katliamlarının en çok gerçekleştiği türcü alanlar, sınai çiftlikler ve hayvan deneyleri, gözler önüne serilmiş olur. Türcülük; ırkçılık ve cinsiyetçilik gibi bir ayrımcılık çeşidi olmakta olup, bu alanların hepsi ile kesişimsel bir alan yaratmaktadır. Eleştirel hayvan çalışmaları türcülük ile yüzleşmek için önemli bir noktada durmaktadır. Etik bir vegan olmanın, hayvana karşı işlenen her türlü adaletsizliği en aza indireceği düşünülmektedir. Felsefenin bu adaletsizlik ile mücadele etmesi gerektiğine kanaat getirerek tezimizin sonuç kısmına ulaşılır.In this study, the ontological, ethical and political positions of the non-human animal in philosophy have been discussed through various disciplines. In this direction, a concrete and historical example was chosen; In the first part, the Hayırsız Ada massacre was examined. In order to investigate better the massacre, the human-animal relationship was carried out with a historical reading. The reason for the slaughter of nearly 80,000 dogs in the 1910s is the work of anthropocentrism. The events, which are being faced and take place today, are also a product of this mentality. As it paved the way for this massacre, it has become necessary to examine the animal on the legal level. Therefore, the legal systems in the world and in Turkey were examined. After various legal systems had been examined, the history of philosophy, which is the main ground of the research, was discussed. In the second part; In order to determine the ontological, ethical and political positions of the animal, the animal's place in the history of philosophy was examined. In this way, the thoughts of some philosophers from various periods of philosophy, starting from Ancient Greece to the Modern Age, were discussed. It has been noticed that philosophy has always abstained when animal existence come into question. Today, we come across Peter Singer's book Animal Liberation. Thus, the views of the thinker Peter Singer, which is the other body and the third part of our thesis, were examined. Singer advocates the principle of equal care for all creatures that can suffer. Speciesist areas, industrial farms, and animal experiments, where the principle of equal care is most violated, and therefore the most animal slaughter takes place, are revealed. Speciesism; It is a type of discrimination such as racism and sexism, and it creates an intersectional area with all of these areas. Critical animal studies stand at an important point to confront speciesism. It is thought that being an ethical vegan will minimize any injustice committed against animals. Concluding that philosophy must fight this injustice, we have reached the conclusion part of our thesis

Yukarıdan aşağı ve aşağıdan yukarı kontrol mekanizmalarının ülkemiz sığ göllerindeki mikrobik çevrim üzerine etkisi : zaman yerine mekan, göl izleme ve mezokozm yaklaşımları

Bacteria, nanoflagellates and ciliates constitute the microbial loop and it is a model of the pathways of carbon and nutrient cycling through microbial components of pelagic aquatic communities. The current study comprised of a comparative study of the microbial food web community along north to south latitudinal gradient using space for time susbtitute, monitoring and mesocosms experiments with contrasting nutrient and predation states. We investigated effect of fish predation through different zooplankton taxa on microbial loop community with in situ food web experiments in 14 lakes along north to south latitudinal gradient. The effect of seasonality was also determined by monitoring in Lakes Eymir and Mogan between 2010 and 2011. Effects of hydrology and fish through microbial community was studied in mesocosms in Lake Eymir. An implication of global warming along with eutrophication on microbial community was further explored in warmed and nutrient enriched artificial ponds during 4 months in Silkeborg, Denmark. Our results revealed that temperature, hydrology, fish, macrophytes and seasonality affected the top down control of zooplankton and bottom up control of nutrients on microbial loop and interactions between controls and increase in these controls had a strong negative impact on the contribution and biomass of microbial loop and change the interactions within microbial community. Global warming may also effect the impact of top down and bottom up controls through increasing eutrophication, temperature, change in hydrology and zooplankton composition and in a consequence of that efficiency of microbial loop may decrease in the future warmer, drier and eutrophic conditions.Ph.D. - Doctoral Progra

Aynı havzadaki sığ göllerin ekolojik yapısının belirlenmesinde su seviyesi değişimi, besin tuzlarının yoğunluğu, ve balık stokunun değişen rolleri.

In this study, the hydrology and physical, chemical and biological variables of a shallow lake system including the Lakes Mogan and Eymir between 1997-2005 were evaluated. In Lake Eymir, a biomanipulation study was conducted between August, 1998 December, 1999. Upon biomanipulation, Lake Eymir shifted to clearwater state with submerged vegetation domination during 2000-2003. However, in 2004, the lake shifted back to algae-dominated turbid state since the buffer mechanisms provided by submerged plants were absent. In the summer of 2005, fish kills were observed due to algal bloom. However, due to increasing hydraulic residence time in the lake, internal processes became more important for nutrients. Lake Mogan faces seasonal and interannual water level fluctuations. During the low water levels experienced in 2001 and 2005, which coincided with the high hydraulic residence times, the in-lake phosphorus amount was controlled by internal processes rather than external loading. Moreover, results revealed that hydrology and submerged plants were important in the ecology of Lake Mogan. Furthermore, the relationship between the phytoplankton, zooplankton and the environment in Lakes Eymir and Mogan, which was predicted via Canonical Corresponding Analysis, revealed that nutrients and water transparency were both important for plankton communities. Both the top-down and bottom up effects were valid in Lake Eymir, while only the bottom-up effect and submerged plants were important for Lake Mogan. Finally, the present study provided a good example for the submerged plant dominated clearwater state triggered by biomanipulation, and the impact of hydrology on the ecology of shallow lakes.M.S. - Master of Scienc

Optimization of in vitro asymbiotic seed germination protocol for Serapias vomeracea

Serapias vomeracea is an economically important orchid species which is over-collected from nature, because of its glucomannan-rich tubers. Thus, optimization of in vitro culture methodology in this species is required to meet industrial needs and to secure its populations in nature. This study aimed to optimize the surface sterilization protocol for S. vomeracea seeds and to select the optimal seed germination medium by comparing the commonly used media in in vitro orchid culture. During seed surface sterilization, ethyl alcohol (EtOH) pre-treatment prior to sodium hypochlorite (NaOCl) treatment increased the disinfection success and viable seed yield when examined using the triphenyl tetrazolium chloride (TTC) seed viability test. Also, low-g force centrifugation as an additional step in the surface sterilization method separated the seeds without embryo from the viable seeds and thereby decreased potential counting errors after incubation. Comparison of media showed that solid Knudson C (KN) medium induced the highest number of germinated seeds. However, seed germination success of Lindemann (LN) and Vacin & Went (VW) media was found to be higher when the media was used in liquid form. Half-strength liquid VW was the only medium that induced higher germination success than the other full-strength media. The highest number of ungerminated seeds was found when using KN medium whereas liquid VW medium gave the lowest number. In general, protocorm formation was triggered when the media were used in liquid form. However, rhizoid elongation was suppressed in liquid media. These findings suggest that this optimized seed surface sterilization method offers a simple and effective alternative to classical methods. Additionally, solid KN medium may be considered as a cost-effective and reliable alternative to other commonly-used complex media in S. vomeracea cultures