Comparison of radioactive radiation absorption, compressive strength,thermal insulation and antibacterial properties of ulexite, colemanite, clinoptiloite zeolite plasters

Year 2025, Volume: 27 Issue: 2, 609 - 625, 15.07.2025

Ali Deniz Küçüközer , Tuana Kaya , İrem Yalçın , Nuriye Sibel Özatlı

https://doi.org/10.25092/baunfbed.1556787

Abstract

In this study, it was aimed to investigate the usability of plasters with urexite, colemanite and clinoptiloid zeolite as construction materials in terms of radioactive radiation absorption, thermal insulation, water retention capacity, sound insulation, antibacterial properties and compressive strength. Clinoptiloite zeolite, urexite and colemanite were obtained and mixed in certain proportions and applied on aerated concrete. The plaster samples were repeated ten times and values were taken for radioactive radiation absorption using a Geiger Müller detector. As a result of the study, it was determined that the highest radioactive radiation absorption value with 0.48 Bq in 30% clinoptiloite zeolite-render mortar mixtures was found in the clinoptiloite zeolite sample. It was determined that the radioactive radiation absorption value of the plaster with clinoptiloite zeolite was higher than the plasters with urlexite and colemanite. In this context, it is recommended to use clinoptiloite zeolite plasters in environments with radioactive radiation. In addition, thermal insulation, water absorption, sound transmission, compressive strength measurements and antibacterial properties were made for clinoptiloid zeolite, urexite and colemanite at 30% material-70% plaster mortar ratio where clinoptiloid zeolite gives the best absorption value and the data were evaluated in terms of their use as construction materials. In water absorption measurements, the lowest thermal conductivity was 20.35% for colemanite plaster; the lowest thermal conductivity was 0.3384 W/mK for urlexite plaster; and the lowest sound conductivity was 46.55 dB for clinoplitoite plaster. In compressive strength measurements, it was determined that 100% plaster mortar had the highest strength with 4.028mPa.

Keywords

Radioactive radiation , compressive strength , thermal insulation , sound transmission

Üleksit, kolemanit, klinoptiloit zeolitli sıvaların radyoaktif ışınım soğurumu, basınç mukavameti, ısı yalıtımı ve antibakteriyel özelliklerinin karşılaştırılması

Abstract

Bu çalışmada, üleksit, kolemanit ve klinoptiloit zeolitli sıvaların radyoaktif ışınım soğurumu, ısı yalıtkanlığı, su tutma kapasitesi, ses yalıtkanlığı, antibakteriyel özellik ve basınç dayanım açısından inşaat malzemesi olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi amaçlanmıştır. Klinoptiloit zeolit, üleksit ve kolemanit temin edilip, belirli oranlarda karıştırılarak gaz beton üzerine uygulanmıştır. Sıva örnekleri onar tekrar ile Geiger Müller dedektörü kullanılarak radyoaktif ışınım soğurumu için değerler alınmıştır. Çalışma sonucunda klinoptiloit zeolit-sıva harcı karışımlarında; %30 klinoptiloit zeolit örneğinde 0.48 Bq ile en yüksek radyoaktif ışınım soğurumu değerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Klinoptiloit zeolitli sıvanın radyoaktif ışınım soğurum değerinin üleksitli ve kolemanitli sıvalara göre daha yüksek olduğu tespit edilmiştir. Bu bağlamda klinoptiloit zeolitli sıvaların radyoaktif ışınım olan ortamlarda kullanımı önerilmektedir. Ayrıca klinoptiolit zeolitin en iyi soğurum değerini verdiği %30 malzeme-%70 sıva harcı oranında klinoptiloit zeolit, üleksit ve kolemanit için ısı yalıtkanlığı, su emme, ses iletim, basınç mukavamet ölçümleri yapılarak ve antibakteriyel özellikler incelenerek inşaat malzemesi olarak kullanımları açısından veriler değerlendirilmiştir. Su emme ölçümlerinde %20.35 ile kolemanitli sıva; en düşük ısı iletkenliğine 0.3384 W/mK ile üleksitli sıva; en az ses iletkenliğine 46.55 dB ile klinoplitoitli sıvanın sahip olduğu ölçülmüştür. Basınç mukavameti ölçümlerinde %100 sıva harcının 4.028 mPa ile en yüksek dayanıma sahip olduğu tespit edilmiştir.

Keywords

Radyoaktif ışınım , basınç mukavameti , ısı yalıtımı , ses iletimi

References

• Fakı, A., Reaktif tekstil boyar maddelerinin zeolit kolonda adsorpsiyon yolu ile giderilmesi, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, (2007).
• Gülen, J., Zorbay, F.ve Arslan, S., Zeolitler ve kullanım alanları, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 2(1), 63-68, (2012).
• Turanlı, L., Yücel, H., Göncüoğlu, C., Çulfaz, A., Uzal, B., Doğal zeolitlerin inşaat endüstrisinde kullanımı. TÜBİTAK Araştırma Projesi, Proje No: 104M393,Ankara, (2007).
• Bideci, Ö.S., Bideci, A.ve Oymael, S., Zeolit katkılı çimentoların özelliklerinin incelenmesi, SDÜ Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 5(3), 70-76, (2013).
• Zal, B., Zeolit, tras ve uçucu kül ile tuğla üretimi ve standart tuğla ile karşılaştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, (2010).
• Küçükönder, E. ve Çetin, N.B., Zeolit mineralli filtrelerin derin kuyu sularındaki radyoaktivite seviyesine etkisinin araştırılması, Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(1), 22-36, (2020).
• Kuş, K., Radyasyon nedir?, (2011).http://bilheal.bilkent.edu.tr/aykonu/ay2011/radyasyonturk.htm, (25.11.2022)
• Taylor, J.R., Zafiratos, C.D.ve Dubson, M.A., Fen ve Mühendislikte Modern Fizik Kitabı, Okutman Yayıncılık, Ankara, (2008).
• AFAD, Radyasyondan korunmada temel prensipler, (2021).https://www.afad.gov.tr/kbrn/radyasyondan-korunmada-temel-prensipler, (22.11.2022)
• AFAD, İçsel ve dışsal radyasyondan korunma, (2021).https://www.afad.gov.tr/kbrn/icsel-ve-dissal-radyasyondan-korunma, (22.11.2022)
• Akkurt I., Başyiğit C., Mavi B., Günoğlu K., Kılınçarslan Ş.ve Akkaş A., Ağır agregaların radyasyon zırhlama özellikleri, Engineering Sciences, 6(4), 1481-1485, (2011).
• Seven, A., Baritli hazır sıva kaplamalarının radyasyon zırh elemanı olarak kullanılabilirliğinin görüntü işleme yöntemi ile araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, (2011).
• Çalık, A., Akkurt, I., Akyıldırım, H. ve Günoğlu, K., Borun radyasyon zırh malzemesi olarak kullanılmasının araştırılması, 5.Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, (2009).
• Sakarya, G.K., ve Ubay, E., Antibakteriyel özellikli duvar karolarının geliştirilmesi,Bayburt Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 4(2), 106-112, (2021).
• Canbaz, M., Güldaş, M.ve Orhan, M., Zeolit katkısının antibakteriyel ve kendi kendini temizleyen harç özelliklerine etkisi, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(3), 987-998, (2021).
• Oltulu, M. Ve Altun, G.M., Betonun darbe yönlendirmesinin tespitinde ağırlık düşürme deneme yöntemi ve yapılan çalıştırma, Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 8 (1), 155-163, (2018).
• Alkayış, M.H.ve Başyiğit, C., Lif katkısının beton darbe dayanımına etkisi, Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, (24), 455-462, (2021).
• Kaya, A.İ.ve Dalgar, T., Ses yalıtımı açısından doğal liflerin akustik özellikleri, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(Özel (Special) 1), 25-37, (2017).
• Turan, O.ve Aslan, R., Bağlayıcı püskürtme tekniği ile üretilmiş gözenekli alçı yapıların ses yutma katsayılarının incelenmesi, 4th International Congress On 3D Printing (Additive Manufacturing) Technologies And Digital Industry, Antalya, (2019).
• Geliş, K.ve Yeşildal, F., Klasik ve modern yapı elemanları kullanılması durumunda ısı iletim katsayısının değişimi ile minimum yalıtım kalınlığının tayini, Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(4), 869-877, (2020).
• Köse, H., Pamukçu, Ç., Yalçın, N. ve Seçer, T., Pomza ve yapı malzemesi olarak kullanım olanakları, Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir, (1997).
• Özdemir, A., Bazı yapı malzemelerin kapiler su emme potansiyelleri, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 26(1), 19-32, (2002).
• Dinçer, İ., Özvan, A., Akın, M., Tapan, M.ve Oyan, V., İgnimbiritlerin kapiler su emme potansiyellerinin değerlendirilmesi: ahlat taşı örneği, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17(2), 64-71, (2012).
• Telli, Ö.F.G., Bor uç ürünleri ve üretim yöntemleri, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İzmir, (2008).
• Tekin, G., Kalsine üleksit’in amonyum klorür çözeltileri içinde çözünürleştirilmesi kinetiği, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 6(1), 100-114, (2004).
• Kütük, T., Sub-mikron boyutlarında üleksit mineralinin asfalt karışımların suya hassasiyetine etkisinin incelenmesi, Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 7(2), 141-152, (2017).
• Kartal, S., Ülkemiz inşaat sektöründe gaz beton kullanımı, Yüksek Lisans Tezi, Trakya Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Edirne, (2001).
• Bekar, M., Şapcı, N.ve Gündüz, L., Aksaray bölgesi volkanik tüf serilerinin sıva malzemesi olarak kullanımı, IV. Ulusal Kırmataş Sempozyumu, İstanbul, (2006).
• Geothermal Energy Research and Application Center, Thermal Conductivity Meter (KEM QTM 500), https://geocen.iyte.edu.tr/en/isi-iletim-katsayisi-olcme-cihazi-kem-qtm-500/, (07.12.2022)
• Uşaklı, A.B., Nükleer Radyasyon ve Etkileri, Türk Silahlı Kuvvetleri Dergisi, Ankara, (1997).
• Binici, H., Atık mukavva, alçı, pomza, perlit, vermikülit ve zeolit ile yapılan kompozitlerin yangın direncinin araştırılması, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 31(1), 1-10,(2016).
• Gülen, J., Zorbay, F.ve Arslan, S., Zeolitler ve kullanım alanları, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 2(1), 63-68, (2012).
• Bideci, Ö.S., Bideci, A. ve Oymael, S., Zeolit katkılı çimentoların özelliklerinin incelenmesi, SDÜ Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 5(3), 70-76, (2013).
• Türkmen, İ., Fındık, S.B., & Bingöl, A.F., Cam tozu, cüruf ve zeolit ile üretilen ve perlit agregası içeren harçların ısı iletkenlikleri ve mukavameti, International ready mixed concrete congress proceedings, İstanbul, Turkey (2008).
• Aruntaş, H.Y., & Beycioğlu, A.,Puzolanik Zeolit (Klinoptilolit) Katkılı Çimentoların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması, Science and Engineering, 1(2), 57-67, (2014).
• Canbaz, M., Güldaş, M.ve Orhan, M., Zeolit katkısının antibakteriyel ve kendi kendini temizleyen harç özelliklerine etkisi, Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(3), 987-998, (2021)