dc.contributor.advisor | Şahmaran, Mustafa | |
dc.contributor.author | Bahşi, Emrah | |
dc.date.accessioned | 2022-10-20T07:20:12Z | |
dc.date.issued | 2022 | |
dc.date.submitted | 2022-03-14 | |
dc.identifier.uri | http://hdl.handle.net/11655/26915 | |
dc.description.abstract | Today, air quality continues to be an important issue affecting public health, environment, and economy around the world. One of the most fundamental problems faced by industrialized societies is air pollution caused by high amounts of nitrogen oxides (NOₓ) released from crowded cities and industrial areas to the atmosphere. Thanks to remarkable technological developments, such problems are reduced using ultraviolet (UV) rays from solar energy, and new solutions are tried to be produced for large surface areas of building materials. Considering that concrete is the most widely used material after water, it can be said that one of the main ways to overcome the air pollution faced by modern societies is to develop innovative, functional, and economical building materials reducing air pollutants by chemically binding them. In this context, titanium dioxide (TiO₂), a type of photocatalytic material and also a semiconductor, comes to the fore with some of its properties such as its strong oxidation capacity under UV light irradiatons, its chemical stability when exposed to acidic and basic compounds, its chemical inertness in the absence of UV lights, and its non-toxicity. Due to these properties, it is an important photocatalyst material that can be used in construction applications. Within the scope of this thesis study, TiO2-added photocatalytic cementitious composites were developed by considering many parameters at different scales (nano and micro scales) at the same time, which can offer applicable solutions to the abovementioned environmental problems. In this context, first of all, an efficient mixing method to be used in experimental studies of this thesis was developed in order to homogeneously disperse TiO₂ particles of different sizes (especially nanoscale) throughout cement-based materials. After that, TiO2 particles under different crystal phases (anatase and rutile) were substituted into the cement-based systems at the rates of 2.5%, 5%, 7.5%, and 10% of the total weight of binder to investigate their effects on composite materials’ properties and the most appropriate usage rate of TiO2 was determined. Then, the optimum particle size distribution (PSD) of TiO₂ particles was determined by using TiO2 particles with three different size ranges (nano, submicron and micron) in combination at the optimum substitution rate by adjusting their PSDs with three different PSD moduli (q): 0.1, 0.5, and 0.9. Finally, the photocatalytic degradation capability of TiO₂ particles under different crystal phases (anatase and rutile) were investigated by incorporating them into the cementitious systems and the most suitable combination of anatase and rutile TiO2 particles was determined. | tr_TR |
dc.language.iso | en | tr_TR |
dc.publisher | Fen Bilimleri Enstitüsü | tr_TR |
dc.rights | info:eu-repo/semantics/openAccess | tr_TR |
dc.subject | NOx reduction | tr_TR |
dc.subject | Titanium dioxide | tr_TR |
dc.subject | Photocatalytic performance | tr_TR |
dc.subject | Particle size distrubution | tr_TR |
dc.subject | Optimum substitution rate | tr_TR |
dc.subject | Optimum combination | tr_TR |
dc.subject | Anatase and rutile phase | tr_TR |
dc.subject.lcsh | Mühendislik | tr_TR |
dc.title | New Generation Multi-Functional Cementitious Composites with Photocatalytic Degradation Capability | tr_TR |
dc.title.alternative | Fotokatalitik İndirgeme Kabiliyetine Sahip Yeni Nesil Çok Fonksiyonlu Çimento Bağlayıcılı Kompozitler | tr_en |
dc.type | info:eu-repo/semantics/doctoralThesis | tr_TR |
dc.description.ozet | Günümüzde dünya genelinde hava kalitesi; halk sağlığını, çevreyi ve ekonomiyi etkileyen önemli bir husus olmaya devam etmektedir. Gelişmiş sanayi toplumlarının karşılaştığı en temel problemlerden birisi kalabalık şehirlerden ve sanayi bölgelerinden atmosfere salınan yüksek miktardaki nitrojen oksitlerden (NOₓ) kaynaklanan hava kirlilikleridir. Dikkate değer teknolojik gelişmeler sayesinde bu tip sorunlar güneş enerjisinden gelen ultraviyole (UV) ışınlarından yararlanılması ile azaltılmakta ve yapı malzemelerinin geniş yüzey alanlarına yönelik olarak yeni çözümler üretilmeye çalışılmaktadır. Hacimsel olarak sudan sonra en çok kullanılan malzemenin beton olduğu düşünüldüğünde, modern toplumların karşı karşıya kaldığı hava kirliliklerini aşmanın temel yollarından birisinin de var olan temel yapı malzemelerini havada kirliliği oluşturan maddeleri kimyasal olarak bağlayarak azaltacak nitelikte, yenilikçi, fonksiyonel ve ekonomik tasarımlar ile geliştirmek olduğu söylenebilir. Bu kapsamda fotokatalitik malzemelerin bir türü ve aynı zamanda bir yarı iletken olan titanyum dioksit (TiO₂) bazı özellikleri ile ön plana çıkmaktadır. Bunlar, UV ışınları altındaki güçlü oksidasyon kapasitesi, asidik ve bazı temel bileşiklere maruz kaldığı durumlarda kimyasal stabilitesini koruyabilmesi, UV ışıklarının yokluğunda aktive olmaması ve toksik herhangi bir özellik göstermemesidir. Sahip olduğu bu özelliklerinden dolayı TiO2 inşaat uygulamalarında kullanılabilecek önemli bir fotokatalizör malzeme olarak karşımıza çıkmaktadır. Tez çalışmaları kapsamında, bahsedilen çevre problemlerine uygulanabilir çözümler sunabilen, geleneksel yöntemlerden farklı olarak, tasarımında aynı anda farklı ölçeklerde (nano ve mikro ölçekler) birçok parametre dikkate alınarak, TiO₂ katkılı çimento bağlayıcı kompozitler geliştirilmiştir. Bu bağlamda öncelikle, farklı boyutlardaki özellikle nano ölçekli TiO₂ taneciklerinin homojen olarak dağıtılabilmesi amacı ile uygun pratik karıştırma yöntemleri üzerinde çalışmalar yapılarak verimli karıştırma yöntemleri geliştirilmiş ve tez boyunca bu yöntem uygulanmıştır. Daha sonra farklı kristal fazlardaki (anataz ve rutil) TiO₂ partilülleri, toplam bağlayıcı ağırlığının %2,5, %5, %7,5 ve %10 oranlarında ikame edilmiş ve kompozit malzemeler üzerindeki etkileri araştırılarak, en uygun kullanım oranı tespit edilmiştir. Daha sonra optimum ikame oranında, farklı dağılım modülleri (q:0,1- 0,5 ve 0,9) kullanılarak optimum dağılım modülü belirlenmiştir. Son olarak, farklı kristal fazlardaki (anataz ve rutil) TiO₂ taneciklerinin birlikte farklı kombinasyonlarda çimentolu sistemlere dahil edilmesiyle elde edilen kompozitlerin, fotokatalitik etkileri araştırılarak, en uygun kombinasyon belirlenmiştir. | tr_TR |
dc.contributor.department | İnşaat Mühendisliği | tr_TR |
dc.embargo.terms | Acik erisim | tr_TR |
dc.embargo.lift | 2022-10-20T07:20:12Z | |
dc.funding | Yok | tr_TR |