Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması

YILMAZ, Kemalettin; AFSHARI, Faraz

Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması

Yürütücü

Kemalettin YILMAZ (SAKARYA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)

Araştırmacı(lar)

Faraz AFSHARI (SAKARYA ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)

9 2

Proje Grubu: MAG Sayfa Sayısı: 90 Proje No: 119M164 Proje Bitiş Tarihi: 15.07.2020 Metin Dili: Türkçe İndeks Tarihi: 25-03-2021

Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması

Öz:

Betonda hasara yol açan donma-çözülme etkisinin azaltılması için ya daha yogun ve gözeneksiz yapıya sahip betonlar veya hava sürekleyici kimyasal katkılarla kapalı gözeneklige sahip betonların üretilmesi önerilmektedir. Bu klasik yöntemlerde amaç, kar ve buzun birikmesini kabul ederek, donma-çözülmeye karsı daha dayanaklı betonların üretilmesidir. Dolayısıyla bu yöntem donma çözülme döngülerinin artması durumda meydana gelecek hasarı önleyen bir yöntem degildir. Son yıllarda havalimanı pistlerinde kar ve buz birikmesini önlemek için modern bir yöntem olarak elektriksel iletken betonların uygulanması önerilmektedir. Mevcut çalısmada, havalimanı pistlerinde kullanılmak amacıyla üretilen elektriksel iletken betonlarda atık lastiklerden piroliz yöntemi ile elde edilen nano karbon siyahı ve kesme islemlerinden elde edilen atık tel erezyonun degerlendirilmesi amaçlanmıstır. Bunun için, 36 farklı karısım dizaynlarında elektriksel iletkenlige sahip betonların öncelikle laboratuvar ortamında genel mekaniksel ve elektriksel iletkenlik özellikleri incelenmistir. Genel özelliklerinin sonucu ortaya çıktıktan sonra, 3D modelleme yönteminden de faydalanarak 10 adet farklı karısıma sahip beton plakalar üretilmistir. Iletken beton plakaların elektrotermal deneyleri -10 oC?de bir sogutucu içerisinde gerçeklestirilmistir. Yapılan deney sonuçlarına göre farklı karısımlardaki nano karbon siyahı, karbon fiber ve tel erezyon içeren numunelerin mekaniksel ve elektriksel özellikleri gelismistir. Farklı karısımlardan elde edilen elektriksel iletken beton plakaların farklı sıcaklık/h hızıyla ısınabilmeleri için 180-1315 W/m2 gücün gerekli oldugu anlasılmıstır. Literatüre göre soguk havalarda kar ve buzun erimesi için 300-550 W/m2 gücün yeterli oldugu belirtilmistir, bu çalısmada da tüketilen 300-550 W/m2 arasında güç degerlerine göre karısım optimizasyonu yapılmıstır.

Anahtar Kelime: karbon fiber nano karbon siyahı elektriksel iletken beton kar ve buz birikmesi

Konular: İnşaat Mühendisliği

Erişim Türü: Erişime Açık

Abdualla, H. (2018). "Design, construction, and performance of heated concrete pavements system."
Arabzadeh, A., Ceylan, H., Kim, S., Gopalakrishnan, K. and Sassani, A. (2016). Fabrication of polytetrafluoroethylene-coated asphalt concrete biomimetic surfaces: a nanomaterialsbased pavement winter maintenance approach. International Conference on Transportation and Development 2016.
Arabzadeh, A., Ceylan, H., Kim, S., Gopalakrishnan, K., Sassani, A., Sundararajan, S. and Taylor, P. C. (2017). "Superhydrophobic coatings on Portland cement concrete surfaces." Construction and Building Materials 141: 393-401.
Arabzadeh, A., Ceylan, H., Kim, S., Gopalakrishnan, K., Sassani, A., Sundararajan, S., Taylor, P. C. and Abdullah, A. (2017). Influence of deicing salts on the water-repellency of Portland cement concrete coated with polytetrafluoroethylene and polyetheretherketone. Airfield and Highway Pavements 2017: 217-227.
Barnard, E. (1965). "Electrically Conductive Cement and Concrete." US3166518 A. ÇAVAS, M. (2011). NANO YAPILI METAL OKS T YARI LETKENLER KULLANILARAK FOTO D YOTLARIN ÜRET LMES Doktora Tezi.
Cengel, Y. A., Klein, S. and Beckman, W. (1998). Heat transfer: a practical approach, McGraw-Hill New York.
Ceylan, H., Arabzadeh, A., Sassani, A., Kim, S. and Gopalakrishnan, K. (2016). Innovative nano-engineered asphalt concrete for ice and snow controls in pavement systems. Proc., 6th Eurasphalt &Eurobitume Congress.
Chang, C., Song, G., Gao, D. and Mo, Y. (2013). "Temperature and mixing effects on electrical resistivity of carbon fiber enhanced concrete." Smart materials and structures 22(3): 035021.
Dehghanpour, H., Yilmaz, K. and Ipek, M. (2019). "Evaluation of recycled nano carbon black and waste erosion wires in electrically conductive concretes." Construction and Building Materials 221: 109-121.
El-Dieb, A. S., El-Ghareeb, M. A., Abdel-Rahman, M. A. and El Sayed, A. N. (2018). "Multifunctional electrically conductive concrete using different fillers." Journal of Building Engineering 15: 61-69.
Gomis, J., Galao, O., Gomis, V., Zornoza, E. and Garcés, P. (2015). "Self-heating and deicing conductive cement. Experimental study and modeling." Construction and Building Materials 75: 442-449.
Gopalakrishnan, K., Ceylan, H., Kim, S., Yang, S. and Abdualla, H. (2015). "Electrically conductive mortar characterization for self-heating airfield concrete pavement mix design." International Journal of Pavement Research and Technology 8(5): 315-324.
Howser, R., Dhonde, H. and Mo, Y. (2011). "Self-sensing of carbon nanofiber concrete columns subjected to reversed cyclic loading." Smart materials and structures 20(8): 085031. Ipek, M. (2017). "Analysis of Usability of Waste Erosion Wires as Fiber in Reactive Powder Concrete." JOURNAL OF POLYTECHNIC-POLITEKNIK DERGISI 20(2): 451-457.
Joerger, M. and Martinez, F. (2006). Electrical Heating of I-84 in Land Canyon, Oregon, Report No. FHWA-OR-RD06-17. Oregon Department of Transportation, Salem, OR.
Mikulova, Z., Sedenkova, I., Matejova, L., Večeř, M. and Dombek, V. (2013). "Study of carbon black obtained by pyrolysis of waste scrap tyres." Journal of thermal analysis and calorimetry 111(2): 1475-1481.
Nili, M. and Afroughsabet, V. (2010). "The effects of silica fume and polypropylene fibers on the impact resistance and mechanical properties of concrete." Construction and Building Materials 24(6): 927-933.
Norouzi, M. (2016). ATIK LASTİKLERİN PİROLİZİ İLE ÜRETİLEN NANO KARBON KARASININ HARÇTA KULLANIMI VE HARCIN ÖZELLİKLERİNE ETKİLERİ (Y.Lisans Tezi) Fen Bilimleri Enstitüsü, Atatürk Üniversitesi, Erzurum.
Sadati, S. S., Cetin, K. and Ceylan, H. (2017). Numerical modeling of electrically conductive pavement systems. Congress on Technical Advancement.
Sassani, A., Ceylan, H., Kim, S., Arabzadeh, A., Taylor, P. C. and Gopalakrishnan, K. (2018). "Development of carbon fiber-modified electrically conductive concrete for implementation in Des Moines International Airport." Case studies in construction materials 8: 277-291.
Sassani, A., Ceylan, H., Kim, S., Gopalakrishnan, K., Arabzadeh, A. and Taylor, P. C. (2017). "Influence of mix design variables on engineering properties of carbon fiber-modified electrically conductive concrete." Construction and Building Materials 152: 168-181.
Shah, S. P., Daniel, J. I., Ahmad, S. H., Arockiasamy, M., Balaguru, P., Ball, C. G., Ball, H. P., Batson, G. B., Bentur, A. and Craig, R. J. (1988). "Measurement of properties of fiber reinforced concrete." ACI Materials Journal 85(6): 583-593.
Systèmes, D. (2010). "Abaqus 6.10: Analysis user’s manual." Providence, RI: Dassault Systèmes Simulia Corp.
Tang, Z., Li, Z., Qian, J. and Wang, K. (2005). "Experimental study on deicing performance of carbon fiber reinforced conductive concrete." JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE & TECHNOLOGY 21(1): 113-117.
Tuan, C. Y. (2008). "Implementation of conductive concrete for deicing (Roca Bridge)." Tuan, C. Y. and Yehia, S. (2004). "Evaluation of electrically conductive concrete containing carbon products for deicing." Materials Journal 101(4): 287-293.
Tungjitkusolmun, S., Woo, E., Cao, H., Tsai, J., Vorperian, V. and Webster, J. (2000). "Thermal—electrical finite element modelling for radio frequency cardiac ablation: effects of changes in myocardial properties." Medical and Biological Engineering and Computing 38(5): 562-568.
Wen, S. and Chung, D. (2004). "Electromagnetic interference shielding reaching 70 dB in steel fiber cement." Cement and Concrete Research 34(2): 329-332.
Whittington, H., McCarter, J. and Forde, M. (1981). "The conduction of electricity through concrete." Magazine of concrete research 33(114): 48-60.
Wu, J., Liu, J. and Yang, F. (2015). "Three-phase composite conductive concrete for pavement deicing." Construction and Building Materials 75: 129-135.
Xi, Y. and Olsgard, P. J. (2000). Effects of Deicing Agents (magnesium Chloride and Sodium Chloride) on Corrosion of Truck Components, Colorado Department of Transportation, Research Branch.
Yahaghi, J., Muda, Z. C. and Beddu, S. B. (2016). "Impact resistance of oil palm shells concrete reinforced with polypropylene fibre." Construction and building materials 123: 394- 403.
Yehia, S. and Tuan, C. Y. (1999). "Conductive concrete overlay for bridge deck deicing." Materials Journal 96(3): 382-390.
Yehia, S., Tuan, C. Y., Ferdon, D. and Chen, B. (2000). "Conductive concrete overlay for bridge deck deicing: mixture proportioning, optimization, and properties." Materials Journal 97(2): 172-181.
Zenewitz, J. A. (1977). Survey of alternatives to the use of chlorides for highway deicing.

APA	YILMAZ K, AFSHARI F (2020). Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. , 1 - 90.
Chicago	YILMAZ Kemalettin,AFSHARI Faraz Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. (2020): 1 - 90.
MLA	YILMAZ Kemalettin,AFSHARI Faraz Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. , 2020, ss.1 - 90.
AMA	YILMAZ K,AFSHARI F Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. . 2020; 1 - 90.
Vancouver	YILMAZ K,AFSHARI F Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. . 2020; 1 - 90.
IEEE	YILMAZ K,AFSHARI F "Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması." , ss.1 - 90, 2020.
ISNAD	YILMAZ, Kemalettin - AFSHARI, Faraz. "Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması". (2020), 1-90.

APA	YILMAZ K, AFSHARI F (2020). Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. , 1 - 90.
Chicago	YILMAZ Kemalettin,AFSHARI Faraz Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. (2020): 1 - 90.
MLA	YILMAZ Kemalettin,AFSHARI Faraz Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. , 2020, ss.1 - 90.
AMA	YILMAZ K,AFSHARI F Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. . 2020; 1 - 90.
Vancouver	YILMAZ K,AFSHARI F Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması. . 2020; 1 - 90.
IEEE	YILMAZ K,AFSHARI F "Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması." , ss.1 - 90, 2020.
ISNAD	YILMAZ, Kemalettin - AFSHARI, Faraz. "Havalimanı Pistlerinde Donmayı Engellemek Amacıyla Elektriksel İletken Beton Üretiminin Araştırılması". (2020), 1-90.