• icon+90(533) 652 66 86
  • iconnwsa.akademi@hotmail.com
  • icon Fırat Akademi Samsun-Türkiye

Article Details

Article Details

Issue Details

  • Year : 2024
  • Volume : 19
  • Issue : 1
  • Number of Articles Published : 1
  • Published Date : 1.01.2024

Cover Download Context Page Download
Dergi Kapağı
Engineering Sciences

Serial Number : 1A
ISSN No. : 1308-7231
Release Interval (in a Year) : 4 Issues

FARKLI MİNERAL KÖKENLİ AĞIR BETONLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI

Ayşe Elyiğit1 , Celalettin Başyiğit2 , Mehmet Hanifi Alkayış3

Teknolojinin gelişmesiyle birlikte nükleer güç santralleri, hastanelerde elektromanyetik radyasyon tipinin kullanıldığı röntgen üniteleri, nükleer tıp uygulamalarının yapıldığı görüntüleme odaları, otomotiv sektöründe test için yapılan radyonüklid yerleri, savunma ve sığınma yapıları, olası radyasyon salınımı ve tesislerin güvenliği için ağır beton kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı son zamanlarda yüksek performanslı beton ve ağır betonlarla ilgili araştırmalardaki ilerlemeyi takip etmek ve mineral kökenli agregaların ağır betonda kullanımına genel bakış açısı sunarak literatüre katkı sağlamaktır. Ağır beton üretiminde mineral kökenli agrega kullanılmasının betonun mekanik ve fiziksel özelliklerine etkileri gerekli literatür incelemesi neticesinde demir bileşeni en fazla olan manyetit agreganın diğer mineral kökenli agregalara göre en iyi performansı sağladığı anlaşılmıştır. Böylece ülkemizde demir içeriği fazla olan cevherlerin zenginliği göz önüne alındığında ağır beton agregası olarak kullanılabilecek demir cevherlerinin araştırılmalarının arttırılması önem arz etmektedir.

Keywords
Ağır beton, Betonun Mekanik Özellikleri , Radyasyon, Mineral Agregalar, Beton,

INVESTIGATION OF MECHANICAL PROPERTIES OF HEAVY CONCRETE OF DIFFERENT MINERAL ORIGIN

Ayşe Elyiğit1 , Celalettin Başyiğit2 , Mehmet Hanifi Alkayış3

With the development of technology, nuclear power plants, X-ray units in hospitals where electromagnetic radiation type is used, imaging rooms where nuclear medicine applications are performed, Radionuclide sites for testing in the automotive industry, heavy concrete is used in defense and shelter structures for possible radiation release and for the security of the facilities. This study aims to follow the recent progress in research on high-performance concrete and heavy concrete and to contribute to the literature by providing a general perspective on the use of mineral-based aggregates in heavy concrete. The effects of using mineral-based aggregate in the production of heavy concrete on the mechanical and physical properties of concrete were determined as a result of the necessary literature review ıt has been understood that magnetite aggregate, which has the highest iron component provides the best performance compared to other mineral origin aggregates. Thus, considering the abundance of ores with high iron content in our country, it is important to increase the research on iron ores that can be used as heavy concrete aggregate.

Keywords
Heavy Concrete, Radiation, Mechanical Properties of Concrete, Mineral Aggregates, Concrete,

Details
   

Authors

Ayşe Elyiğit (1) (Corresponding Author)
SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ
ayseperielyigit@gmail.com | 0009-0009-1001-7686

Celalettin Başyiğit (2)

celalettinbasyigit@sdu.edu.tr | 0000-0003-0084-1320

Mehmet Hanifi Alkayış (3)

mehmethanifialkayis@gmail.com | 0000-0003-0177-043X

Supporting Institution

 :

Project Number

 :

Thanks

 :
References
[1] Demir, İ., (2016). Siirt yöresinde farklı santrallerde üretilen betonların mekanik ve fiziksel özelliklerinin incelenmesi (Yüksek Lisans Tezi). Elazığ: Fırat Üni. Fen Bil. Enstitüsü.

[2] Baradan, B., Yazıcı, H. ve Aydın, S., (2015). Beton (2. Baskı). İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları.

[3] Dural, G. ve Ruacan, Ş., (2001). Elektromanyetik dalgalar ve insan sağlığı (Sıkça sorulan sorular ve yanıtları). Ankara: Tübitak-Bilten.

[4] Sürücü, A.M. ve Subaşı, S., (2021). Nanomateryallerin kompozit malzemelerin radyasyon zırhlama özelliklerine etkisinin incelenmesi. El-Cezeri, 8(1):182-194.

[5] Ouda, A.S., (2015). Development of high-performance heavy density concrete using different aggregates for gamma-ray shielding. Progress in Nuclear Energy, 79:48-55.

[6] Gharieb, M., El-Sayed, E.S., Abo-El-Enein, S., Sakr, K., Ali, A., and El-Sokkary, T.M., (2018). Influence of some industrial wastes as a heavy aggregate on durability of concrete upon utilization in the special constructions. Journal of Building Materials and Structures, 5(1):1-13.

[7] Read, H.H. and Read, H.H., (1970). Iron, Cobalt, Nickel. Rutley’s Elements of Mineralogy, 513-537.

[8] Asil, S., (2007). Demir cevheri numunelerinde x-ışını floresans yöntemiyle molibden ve kalay tayini (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul: İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[9] Aşan, B.B., (2016). Siderit cevherindeki demirin farklı sıcaklıklarda bazı metallerle olan ilişkisi(Yüksek Lisans Tezi). Elazığ: Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[10] Doğan, Z.M., (2012). Limonit ve siderit agregalarının ağır beton üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması.

[11] URL-1: https://en.wikipedia.org/wiki/Limonite.

[12] McLennan, A.R., Bryant, G.W., Bailey, C.W., Stanmore, B.R., ans Wall, T.F., (2000). An experimental comparison of the ash formed from coals containing pyrite and siderite mineral in oxidizing and reducing conditions. Energy&fuels, 14(2):308-315.

[13] Lin, C.Y., Turchyn, A.V., Krylov, A., and Antler, G., (2020). The microbially driven formation of siderite in salt marsh sediments. Geobiology, 18(2):207-224.

[14] Ayan, M., (1979). Dünyada barit ve geleceği. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 3(1):47-64.

[15] Binici, H., Sevinç, A.H. ve Durgun, M.Y., (2011). Pomza, barit, kolemanit ve yüksek fırın cürufu katkılı harçların dayanımı ve sülfat direnci. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7(1):39-51.

[16] URL-2: https://www.maden.itu.edu.tr/muze/sulfat.htm.

[17] Kletetschka, G., Wasilewski, P.J., and Taylor, P.T., (2002). The role of hematite-ilmenite solid solution in the production of magneticanomalies in ground-andsatellite-based data. Tectonophysics, 347:167–177.

[18] Tao, T., Glushenkov, A.M., Liu, H., Liu, Z., Dai, X.J., Chen, H., Ringer, S.P., and Chen, Y., (2011). Ilmenite FeTiO³ nano flower sand their pseudo capacitance. The Journal of Physical Chemistry C, 115(35):17297-17302.

[19] İçdem, C., (2007). Saf titanyum ve Ti6Al4V, Ti6Al7Nb alaşımlarının akışkan yatak ortamında termal oksidasyonu (Doktora Tezi). İstanbul: İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü).

[20] URL-3: https://tr.wikipedia.org/wiki/İlmenit.

[21] Doğantepe, G., (2013). Hematit karakterli demir cevherinden ve yüksek fırın baca tozundan sünger demir üretilebilirliğinin araştırılması (Yüksek Lisans Tezi).Karabük: Karabük Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[22] Abi, E., Öztürk, B. ve Emrullahoğlu, Ö.F., (2005). Hematit katkısı ile tuğla özelliklerinin geliştirilmesi. TMMOB Metalurji Mühendisleri Odası 12. Uluslararası Metalurji Malzeme Kongresi ve Fuarı, 28 Eylül-2 Ekim 2005 CNR Dünya Ticaret Merkezi İstanbul.

[23] URL-4: https://tr.wikipedia.org/wiki/Hematit.

[24] Öztürk, C., Taner, Ü.N.L.Ü. ve Sayılı, S., (2012). Yellice (Çetinkaya-Sivas) manyetit oluşumlarının maden jeolojisi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 36(2):125-169.

[25] Ovalıoğlu, R., (1969). Marin Sedimanter Demir Yataklarının önemi ve Jönezleri Hakkında Yeni Düşünceler. Scientific Mining Journal, 8(3):181-184.

[26] Oral, K., (1965). Türkiye Demir Envanteri M.T.A. Rapor. (Neşredilmemiş) Ankara.

[27] Çelebi, H., (2009). Türkiye apatitli manyetit yatakları: jeolojisi, jeokimyası ve ekonomik potansiyeli. İstanbul Yerbilimleri Dergisi, 22(1):67-83.

[28] URL-5: Wikipedia: https://tr.wikipedia.org/wiki/Manyetit.

[29] Boyrazlı, M., (2008). Demir cevheri içerisindeki safsızlıkların olumsuz etkilerinin giderilme yollarının araştırılması (Yüksek Lisasn Tezi). İstanbul: Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[30] Telli, E., (2019). Demir bileşiklerinin (hematit, limonit, wüstit, demir sülfat) seramik döküm çamuru, astar ve sırın (11600c) bünye özelliklerine etkilerinin araştırılması (Yüksek Lisans Tezi). Eskişehir: Anadolu Üniversitesi Güzel Sanatlar Enstitüsü.

[31] Bonnissel-Gissinger, P., Alnot, M., Ehrhardt, J.J., and Behra, P., (1998). Surface oxidation of pyrite as a function of pH. Environmental Science & Technology, 32(19):2839-2845.

[32] Kibici, Y., (2002). Seramik hammaddeleri ve teknolojik özellikleri. Afyon: Afyon Kocatepe Üniversitesi Yayınları.

[33] Helvacı, C., Gündoğan, İ., Oyman, T., Sözbilir, H. ve Parlak, O., (2013). Çaldağ (Turgutlu-Manisa) lateritik Ni-Co yatağının jeolojisi, mineralojisi ve jeokimyasal özellikleri. Yerbilimleri, 34(2):141-168.

[34] Şükrü, K., Caner, K. ve Öksüz, N., (2008). Karacaali (Kırıkkale) demir cevherlerinin mineralojik özellikleri. Selçuk Üni. Mühendislik Bilim ve Teknoloji Dergisi, 23(3):49-60.

[35] URL-6: https://www.mta.gov.tr/v3.0/bilgi-merkezi/gotit.

[36] Bonewitz, R., (2012). Rocks and minerals (pp:1–337).

[37] Deer, W.A., Howie, R.A., and Zussman, J., (1962). Rock-forming minerals. Non-silicates, 118–121.

[38] Vapur, H. and Soner, T., (2016). Spekülarit cevherinin kalite özelliklerinin iyileştirilmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(1):293-300.

[39] Tanriverdi, M., Sen, S., and Ciçek, T., (2018). Micaceous iron oxide production by application of magnetic separation. Physicochemical Problems of Mineral Processing, 54.

[40] URL-7: https://www.mta.gov.tr/v3.0/bilgi-merkezi/kromit.

[41] Fisher, L.W., (1929). Chromite: Its mineral and chemical composition. American Mineralogist: Journal of Earth and Planetary Materials, 14(10):341-357.

[42] Akbulut, M., (2009). Güneybatı Anadolu kromit yataklarının platin grubu element (PGE) potansiyelleri (Doktora Tezi). Eskişehir: Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[43] Afacan, H.D., (2006). Tufal'dan demir sülfat üretimi (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul: Yıldız Teknik Üni. Fen Bil. Enstitüsü.

[44] Özen, S., Şengül, C., Taşdemir, M.A., Erenoğlu, T., Ekim, H., ve Ilıca, T., (2012). Farklı agregalarla üretilen ağır betonların tasarımı ve mekanik özelikleri.

[45] https://www.thbbakademi.org/wp-content/uploads/2020/12/40-51.pdf

[46] URL-8: http://www.kucukaligeridonusum.com/Tufal.

[47] Fathalizadeh, A., (2013). Eski çağda demir üretim, teori ve teknolojisi. Türk Mühendis Mimar Odaları Birliği Mühendisler Odası Dergisi, 164:53-60.

[48] Demirci, M., (2018). Pirit, krom ve magnetit agregalı ağır betonların mekanik ve radyasyon soğurma özelliklerinin tayini (Yüksek Lisans Tezi). Rize: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[49] Gross, G.A. and McLeod, C.R., (1980). A preliminary assessment of the chemical composition of iron formations in Canada. The Canadian Mineralogist, 18(2):223-229.

[50] Avşin, N., Kıvrak, A. ve Kavak, E., (2019). Budaklı (Bitlis) kaplıcasının jeokimyasal özellikleri ile alanın jeolojik ve coğrafi yapısı arasındaki ilişki. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, Özel sayı.

[51] URL-9: https://www.mta.gov.tr/v3.0/metalik-madenler/kursun.

[52] URL-10: https://www.researchgate.net/figure/Composition-of-lead-slags_tbl1_11043496.

[53] URL-11: https://tr.wikipedia.org/wiki/Kurşun.

[54] Karadağ, H., Fırat, S. ve Işık, N.S., (2020). Çelikhane cürufunun yol temel ve alt temel malzemesi olarak kullanılması. Politeknik Dergisi, 23(3):799-812.

[55] Soysal, B., (2014). Çelikhane cürufunun yapı malzemesi olarak değerlendirilmesi (Yüksek Lisans Tezi). İstanbul: Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[56] Kirk, D., (2011). Properties of carbon steel shot. Shot Peener, 25(2):24-34.

[57] URL-12: https://www.researchgate.net/figure/Average-mineral-chemistry-WDS-EDS-wt-of-brownmillerite-subgroup-minerals-from_tbl14_334777332.

[58] Anandu, S., Arunroy, N.S, Noel, F., Mathew, P., and Vasugi, V., (2018). Influence of steel shots in achieving high density concrete. International Journal of Civil Engineering and Technology, 9(13):1745-1750.

[59] Bakırhan, E., (2017). Kurşun maden atığı katkılı ağır betonların radyasyon soğurma katsayılarının 662-1460 Kev enerji aralığında incelenmesi (Yüksek Lisans Tezi). Gümüşhane: Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü.

[60] Gharieb, M., Mosleh, Y.A., Alwetaishi, M., Hussein, E.E., and Sultan, M.E., (2021). Effect of using heavy aggregates on the high performance concrete used in nuclear facilities. Construction and Building Materials, 310:125111.

[61] El-Samrah, M.G., Abdel-Rahman, M.A., and Kany, A.M., (2018). Study characteristics of new concrete mixes and their mechanical, physical, and gamma radiation attenuation features. Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie, 644(2):92-99.

[62] Özen, S., (2013). Denge ağırlığı ve radyasyonlu ortamlarda zırh işlevi amacına yönelik ağır beton tasarımı (Doktora Tezi). Bursa: Bursa Uludag University Fen Bilimleri Enstitüsü.

[63] Kılınçarslan, Ş., Başyiğit, C., Molla, T. ve Sancar, S., (2011). Radyoaktif Işınlardan Korunaklı Ekolojik Yapılar. Politeknik Dergisi, 14(2):93-99.

[64] Soykan, O., Zengin, B. ve Özel, C., 2013). Kendiliğinden yerleşen ağır agregalı betonun sülfat etkisi altındaki özellikleri. Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 4(1):7-12.

[65] Mohamed, A.H., Abdel Wahab, M.M., and El Ashaal, A.A.S., (2010). Enhancement of ilmenite-serpentine heavy weight concrete by adding rice husk ash as a replacement for a part of cement. In The International Conference on Civil and Architecture Engineering, 8:1-13.

[66] Abu el-Hassan, K., Hakeem, I.Y., Amin, M., Tayeh, B.A., Zeyad, A.M., Agwa, I.S., and Elsakhawy, Y., (2023). Effects of nano titanium and nano silica on high-strength concrete properties incorporating heavyweight aggregate. Structural Concrete, 25(1):239-264.