Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları

• 1

• MakaleAçık Erişim2026Scopus SJRQ1/r/bayburt/11301
  Performance level controlled efficiency of graphene nanoplatelets in cementitious composites

  Şahin, Yaren; Öksüzer, Nurullah; Kütük, Sezai; Gökçe, Hacı Süleyman

  Graphene nanoplatelets (nGP) have been widely reported as effective nano-reinforcements for cementitious composites; however, their optimal dosage remains inconsistent across existing studies. This variability is commonly attributed to nanomaterial-related parameters, whereas the influence of the cementitious matrix’s inherent performance is rarely systematically examined. In this study, cementitious matrices with distinct performance levels were designed by varying water-to-binder ratios (0.55, 0.40, and 0.30) and incorporating silica fume. Their interaction with nGP was experimentally investigated, with contents up to 2.4% being used. A total of 25 mix designs were evaluated for fresh-state behavior, mechanical performance, transport properties, and microstructural characteristics. The results indicate that the efficiency and optimal utilization of nGP are strongly governed by the matrix performance level. High-performance matrices (water-to-binder (w/b) = 0.30, 11% silica fume) achieved peak performance at 1.2% nGP, yielding compressive strength of 118.2 MPa and up to 50% reduction in capillary water transport, whereas low-performance matrices (w/b = 0.55) exhibited limited sensitivity to nGP incorporation. Microstructural observations confirmed that matrix densification improved nGP integration and hierarchical pore refinement by enhancing interfacial bonding, thereby restricting capillary water transport. The findings demonstrate that optimal nGP dosage cannot be treated as an intrinsic material parameter and should instead be defined in relation to matrix performance level, enabling performance-based dosage guidelines for nano-engineered composites in high-durability applications.

  • 
  AtıfWoS1·OpenAlex1

  İncele
• Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2025/r/bayburt/17464
  Harç performansının optimum nano grafen plaka kullanım oranına etkisi

  Yaren Şahin

  Bu çalışma, nano grafen plaka (nGP) katkısının harç performansına etkisini belirlemeyi amaçlamaktadır. Çalışmada, farklı su/bağlayıcı oranlarına sahip beş farklı harç karışımı tasarlanmış ve bunlara çeşitli oranlarda nano grafen plaka eklenerek fiziksel, mekanik ve mikroyapısal özellikleri incelenmiştir. Kullanılan malzemeler arasında çimento, silis dumanı, kuvars kumu ve süper akışkanlaştırıcı yer almakta olup, karışımlara belirli oranlarda nGP eklenerek deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında, taze harç özelliklerini belirlemek amacıyla yayılma tablası deneyi uygulanmış, sertleşmiş harçlar için ise basınç dayanımı, yoğunluk, su emme ve kılcal su emme testleri yapılmıştır. Ayrıca, harçların mikroyapısal gelişimlerini incelemek için taramalı elektron mikroskobu (SEM) analizi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, düşük oranlarda nGP katkısı (%0,3 - %0,6) harçların basınç dayanımı ve dayanıklılığını artırırken, %1,2 ve üzerindeki oranlarda mekanik performansın genel olarak azaldığı gözlemlenmiştir. Özellikle %0,6 nGP içeren karışımların optimum dayanım sağladığı belirlenmiştir. Silis dumanı ve kuvars kumu katkısı içeren serilerde ise nGP katkısının dayanım ve dayanıklılık açısından daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak, nano grafen plakanın çimento esaslı malzemelerde optimum oranlarda kullanımının harç performansı üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu ortaya konulmuştur. Bu çalışma, inşaat mühendisliği alanında yeni nesil nano malzeme katkılarının kullanımı konusunda önemli bulgular sunmaktadır.

  İncele