Browsing by Author "Aslan, Salih"

Now showing 1 - 4 of 4

Citation - WoS: 11
Citation - Scopus: 12
The Effects of Fly Ash, Blast Furnace Slag, and Limestone Powder on the Physical and Mechanical Properties of Geopolymer Mortar
(MDPI, 2024) Aslan, Salih; Erkan, İbrahim Hakkı
This study investigates the alterations in the ratios of components such as class C fly ash (FA), blast furnace slag (BFS), and waste stone powder (WSP) types of limestone powder (LP) used in the production of geopolymer concrete. These components are meticulously examined concerning the physical and mechanical attributes of geopolymer concrete. Using the mixture-design method, 10 different mixing ratios were determined using FA, BFS, and LP, and experimental research on the mechanical attributes and workability of geopolymer mortar is presented. A series of experimental tests, including tests for compressive strength, impact strength, setting time, flow table, flexural strength, and water absorption, were carried out on the geopolymer mortars that were made using FA, BFS, and LP, to investigate and enhance their overall performance. The experimental study aimed to ascertain the extent to which variations in the materials used in the formation of geopolymer mortar affected its mechanical and physical properties. To achieve this objective, certain parameters for geopolymer mortar formulation were fixed, according to the literature (molarity: 10; aggregate/binder ratio: 2.5; plasticizer ratio: 2%; sodium silicate (SS)/sodium hydroxide (SH): 1.5; additional water content: 14.5%; alkali activators/binder: 0.5). Subsequently, mortars were produced according to the 10 different mixing ratios determined by the mixture-design method, and the experiments were completed. The samples of the 10 different mixes were subjected to air curing at an ambient temperature (23 degrees C +/- 2 degrees C) for 28 days. Following the curing period, the tests revealed that mix No. 9 exhibited the best compressive, flexural, and impact strengths, while mix No. 10 demonstrated superior workability of geopolymer mortar. It was shown that impact, compressive, and flexural strength values decreased as the ratios of FA and LP increased. In contrast, the increases in the ratios of FA and LP positively influenced the workability of geopolymer mortar.
An Experimental and Numerical Investigation on Reinforced Concrete Beams Damaged at Different Levels of Shear Damage and Strengthening With CFRP Sheets
(Pontificia Univ Catolica Chile, Escuela Construccion Civil, 2025) Aslan, Salih; Erkan, Ibrahim Hakki
In this study, a series of investigations have been planned to examine the altered mechanical properties of reinforced concrete beams that have experienced different levels of shear damage under vertical loads, through the application of Carbon Fiber-Reinforced Polymer (CFRP) strengthening. Both experimental and numerical approaches will be utilized to analyze these effects comprehensively. Within the scope of this study, four reinforced concrete beams with rectangular cross-sections and inadequate shear strength were subjected to vertical loads. One of these beams was designated as the reference beam, while the other three beams were loaded to induce varying levels of damage, corresponding to 50%, 65%, and 85% of the reference beam's shear capacity. Subsequently, these beams were strengthening with CFRP strips at shear spans of 12.5/10 cm width and spacing. The experiments were then repeated with this strengthening. Models were created using the ABAQUS finite element program, considering support, load, and material conditions, to simulate the experiments accurately. At the conclusion of the study, the maximum load-carrying capacity obtained from the Finite Element Model (FEM) was found to be between 95% to 105% of the maximum experimental Load-Carrying Capacity (Pu). Additionally, the study demonstrated that the crack mechanisms occurring in the beams during the experiments were in perfect agreement with those predicted by the finite element analysis.
Geopolimer ve Geleneksel Betondan Üretilen Gövde Boşluklu Kirişlerin Statik ve Çarpma Yükleri Altında Davranışının Deneysel Olarak Araştırılması
(Konya Teknik Üniversitesi, 2024) Aslan, Salih; Erkan, İbrahim Hakkı
Geopolimer betonların, düşük karbon emisyonu nedeniyle inşaat sektörünün temel yapı taşı olan çimentolu betonun yerini alıp alamayacağı konusu günümüzde yoğun olarak araştırılan konuların başında gelmektedir. Henüz çok yeni bir malzeme olan geopolimer betonların üretim esasları henüz tam olarak belirlenebilmiş değildir. Ayrıca geopolimer betonların donatılı bir yapı elemanında göstereceği yapısal davranışları ortaya koyan çalışmalar oldukça kısıtlıdır. Statik yükler altındaki yapılara, patlama veya çarpmadan dolayı bir dinamik darbe yükü etki edebilmektedir. Ani patlamaların oluşturduğu şoklar, depremler, doğalgaz sistemlerinde meydana gelen patlamalar, kaya çarpması, roket çarpması gibi bir ivmeye sahip olan bu etkiler taşıyıcı sistem üzerinde hasarlara neden olmaktadır. Dinamik yüklerden biri olan çarpma yükü özellikleri ve etkisi en az bilinen ve çalışılan yüklemelerden birisi olup özellikle son yıllarda yapıların darbe yüküne karşı göstermiş olduğu dayanım ve davranışın belirlenmesi amacıyla deneysel, numerik ve teorik olarak incelemeler yapılmaktadır. Yapıyı oluşturan taşıyıcı elemanların en önemli özelliği sünekliği yani şekil değiştirmeye olan yatkınlığıdır. Gerilme-şekil değiştirme eğrisi altında kalan alan, elemanın enerji sönümleme kapasitesini başka bir deyişle sünekliğini ifade etmektedir. Yapı elemanlarına etkiyen statik ve dinamik yükler birbirinden farklı karakterlere sahip olduklarından dolayı elemanda oluşturacakları şekil değiştirmeler yani enerji sönümleme kapasiteleri birbirinden farklı olacaktır. Bu tez çalışması kapsamında, kullanım alanı her geçen gün artan geopolimer beton ve geleneksel olarak kullanılan Portland çimentolu beton ile oluşturulmuş kiriş elemanları çarpma(darbe) ve eğilme dayanımları deneysel olarak incelenmiştir. Özellikle betonarme kirişlerde, sıhhi tesisat, kalorifer boruları ve havalandırma kanalları gibi tesisatın tavandan geçirilişi sırasında kiriş gövdelerinde kontrolsüz boşluklar oluşturulmaktadır. Açılan boşlukların kiriş davranışına etkileri önemlidir. Bu amaçla çalışma kapsamında öncelik olarak geopolimer beton tasarımı için Mixture Design yöntemi kullanılarak uçucu kül (UK), yüksek fırın cürufu (YFC) ve pişirilmiş taş tozu (PTT) atıkları ile 10 farklı karışım oluşturularak geopolimer harçların mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Oluşturulan karışımlar üzerine basınç mukavemeti, eğilme dayanımı, çarpma dayanımı, birim hacim ağırlığı, su emme, priz süreleri tayini ve yayılma deneyleri yapılmıştır. Daha sonra istenilen özelliklere sahip bir geopolimer beton üretebilmek için silis dumanı, metakaolin vb farklı atık malzemeler eklenip ilave karışımlar hazırlanarak geopolimer betonun optimum karışım oranları belirlenmiştir. Daha sonra mekanik, fiziksel ve işlenebilirlik bakımından ideal karışım oranı kullanılarak geopolimer beton üretilmiştir. Benzer mekanik özelliklere sahip geopolimer ve geleneksel beton kullanılarak boşluksuz ve kiriş mesnet bölgelerinde açılmış farklı boşluk çapı/kiriş yüksekliği oranına sahip (D/H= %25.0, %41.5 ve %55.0) boşluklu dikdörtgen kesitli toplam 32 adet kiriş numunesi üretilmiştir. Üretilen kirişlerin statik ve dinamik yüklemeler altında davranışları, dayanımları, hasar durumları, çatlak şekilleri, rijitlikleri, enerji yutma kapasiteleri detaylı olarak incelenmiştir. Çalışmanın sonucunda ön karışım deneylerinde kullanılan C sınıfı uçucu kül miktarının artması, su emme değerini artırmış, basınç eğilme çarpma mukavemetleri, birim hacim ağırlığı ve yayılma değerlerini düşürmüş, priz başlangıç ve bitiş sürelerini oldukça kısaltarak harcın işlenebilirliğini olumsuz yönde etkilemiştir. Yine ön karışım deneylerinde YFC oranının artmasıyla basınç, eğilme, çarpma mukavemetleri ile birim hacim ağırlık değerleri artmıştır aynı zamanda YFC miktarının artmasıyla priz başlangıç ve bitiş süreleri ile yayılma değerlerinin olumsuz etkilendiği görülmüştür. Ancak karışımlara pişirilmiş taş tozunun ilavesi ile işlenebilirliğin yani priz başlangıç ve bitiş süreleri ile yayılma değerlerinin uygulama bakımından ideal koşullara geldiği görülmüştür. Bununla beraber PTT oranının artmasıyla harçların mekanik özelliklerinde (basınç, eğilme ve çarpma mukavemetleri) bir düşüş görülmüştür. Karışımlarda silis dumanının kullanılması basınç mukavemetine ve priz başlangıç süresine olumlu katkı sağlamıştır. Geopolimer ve geleneksel betonarme kesme ve eğilme kirişlerinde boşluk açıldığında 50mm çapın (D/H=%25.0) üstünde açılan boşluklarda yük taşıma kapasiteleri önemli miktarda azalır aynı zamanda süneklik oranı artmıştır. Bu düşüş ve artma oranları boşluk çaplarına uyumludur. Geopolimer ve geleneksel betonarme kesme kirişlerindeki açılan boşluklar sebebiyle meydana gelen yük kapasitesindeki azalmalar, eğilme kirişlerine kıyasla çok daha fazla meydana gelmiştir. Bu yüzden betonarme boşluklu kirişlerde etriye aralığı çok önemli bir faktördür. Daha düşük basınç dayanımı. Geopolimer beton, genellikle Portland çimentolu betona kıyasla daha düşük basınç dayanımına sahiptir. Bu, geopolimer betonun belirli bir yük altında daha kolay çatlayabileceği veya deformasyona uğrayabileceği anlamına gelebilir. Geleneksel betonarme kirişlerin uygulanan sabit enerjili çarpma yüklemesinden Geopolimer kirişlere göre daha fazla etkilendiğini, daha fazla deplasman yaptığını, daha fazla kalıcı plastik deformasyon oluşarak geleneksel betonarme kirişlerin daha fazla enerji yuttuğunu göstermektedir. Elde edilen bu sonuçlar Geopolimer kirişlerin çarpma yüklemesi etkisi altındaki performansının geleneksel betonarme kirişlerden daha yüksek maksimum ivme değerleri göstermiş aynı zamanda daha iyi olduğunu gösteren önemli bir bulgudur.
Citation - WoS: 2
Citation - Scopus: 2
Investigation of the Effects of Shear Reinforcement Ratio and Opening Size on the Impact Behavior of Rc Beams Produced With Geopolymer Concrete
(Elsevier Science inc, 2025) Erkan, I. Hakki; Aslan, Salih; Erol, Hakan; Sengel, H. Selim; Yilmaz, Tolga; Arslan, M. Hakan; Anil, Ozgur
Investigations have revealed that construction, manufacturing, and the construction sector collectively account for a significant proportion of global energy consumption and emissions. The issue of climate change has become a matter of significant concern, with the slowing down of problems caused by it and the prevention of some of them before they occur occupying a prominent position on the global agenda. Concrete remains the most prevalent building material globally. The primary component of concrete utilized in its production is cement. However, cement is a building material that requires significant energy inputs during manufacture and generates substantial carbon emissions. Consequently, research on environmentally benign alternative concrete formulations that can be produced using alternative binding agents and recycled waste materials instead of cement has witnessed a gradual surge. Research on geopolymer concrete, one of these types, has intensified increasingly in the last decade. Research investigating the behavior of reinforced concrete structural elements produced using geopolymer concrete under static and cyclic earthquake loading has gradually increased in the literature. However, a literature review reveals a paucity of studies examining the behavior of reinforced concrete (RC) members produced using geopolymer concrete under sudden dynamic loading, such as that caused by impact forces. For this reason, an experimental study was planned, and 16 RC beams produced using standard concrete and geopolymer concrete, without and with circular web openings of different sizes, with insufficient and sufficient shear strength, were tested under impact loading using a drop weight test setup. Under the effect of constant energy level impact loading applied to the specimens, the variations of acceleration, displacement, and impact loading values for time were measured, general impact behavior, failure mechanisms, and energy dissipation values were calculated and interpreted, and it was investigated how they were affected by the experimental variables examined in the study. The openings in the RC beams and the increase in the size of the openings negatively affected the performance of all beams under impact loading. In addition, the RC beams tested in the experimental study were modeled using Ls-Dyna finite element software. The values obtained from the numerical analysis were compared with the experimental results, and the extent to which successful analyses could be performed was interpreted.