Nano boyutta modifiye edilmiş yeni nesil akıllı çimento bağlayıcılı kompozitler

Bu tez çalışmasında, nano ölçekteki malzemeler tekil ve kombine edilerek tasarlanmış çimento esaslı kompozit (ECC) karışımlarında kullanılmış ve geliştirilen kompozitlere kendiliğinden iyileşme ve kendiliğinden algılama özellikleri kazandırılmıştır. Yeni nesil akıllı çimento bağlayıcılı kompozitlerin geliştirilmesinde nano malzemeler (nano silika [NS] ve karbon nanotüpler [KNT]) homojen ve gerekli performansın elde edilmesinden ödün vermeden en ekonomik şekilde karışımlara ilave edilmiştir. Karşılaştırma yapmak amacıyla nano malzeme içermeyen kontrol karışımları da hazırlanarak diğer karışımlarla eşit sayıda küp, kiriş, silindir numuneler üretilmiştir. Kendiliğinden iyileşme testleri hasarsız ve hasarlı numuneler üzerinde hızlı klor iyonu geçirimlilik testi, elektriksel direnç testi, donma çözülme testi, rezonans frekansı testi ve ağırlık kaybı testleri ile gerçekleştirilmiştir. Nano ölçekte modifiye edilen çimento esaslı kompozitlerin mekanik özellikleri, basınç ve eğilme testleri ile değerlendirilmiştir. Numunelere ait çatlaklar video mikroskop aracılığıyla takip edilerek her bir karışıma ait çatlak kapanma performansları analiz edilmiştir. Bunun yanında kendiliğinden iyileşme/algılama yeteneğine sahip numunelerin mikro yapılarını irdelemek adına mikro analizler gerçekleştirilmiştir. Bu analizlerde numunelerin SEM/EDX, TGA ve XRD testleri yapılarak her bir karışım ayrı ayrı karakterize edilmiştir. Sonuçlar, her ne kadar sadece KNT kullanımının, ECC karışımlarının hem kendiliğinden algılama hem de kendi çatlaklarını iyileştirmede etkin olduğunu gösterse de, NS ve KNT'nin ikili kullanıldığı durumlarda çatlak kapanma performansı çok daha üst seviyede meydana gelmiştir. Özellikle kendiliğinden iyileşen çatlaklarda C-S-H ve CaCO3'ün yoğunluğu ve miktarının NS ve KNT malzemelerinin eklenmesi ile arttığı gözlemlenmiştir. Karışımlarda sadece NS kullanımı, tam anlamıyla kendiliğinden iyileşmeye performansı için iki nano malzemenin kombine edilmesine kıyasla yetersiz kalmıştır. Bunun yanında kontrol karışımlarının ve sadece NS içeren karışımların hasarlarını kendiliğinden algılama performansı özellikle düşük yükleme seviyelerinde yeterli değildir. Kendiliğinden algılama performansı açısından her ne kadar sadece KNT içeren karışımlar en iyi sonucu gösterse de, KNT ve NS'in beraber kullanıldığı karışımların piezo-dirençli davranışları da olumlu sonuçlanmıştır.