Ünal, EsinAkbulut, Zehra FundaIşık, Nurullah2026-04-022026-04-022026https://hdl.handle.net/123456789/30227https://tez.yok.gov.tr/UlusalTezMerkezi/TezGoster?key=CtwiQkYvArAb95Ufpfs_vutlWC2yTy3Z8JqGxi6DLbmdPahrepemFctwdEJ4EorlIn recent years, numerous studies have been conducted to reduce the use of Portland cement and to produce more environmentally friendly materials. Research has shown that materials exhibiting binding and pozzolanic properties can be used as partial replacements for cement. Volcanic ashes are among the materials commonly utilized as pozzolans. In this study, the use of Süphan (SVK) and Nemrut (NVK) volcanic ashes, located in the Eastern Anatolia region of Türkiye, in cement-based materials and their effects on the physical, mechanical, and microstructural properties of mortars were investigated. Workability properties were evaluated through flow diameter tests, while mechanical properties were analyzed using compressive strength tests. Microstructural characteristics were examined in detail using XRD and SEM analyses. For this purpose, SVK and NVK samples were first collected from the field. The collected ashes were subjected to size reduction and sieving processes in the laboratory, after which their characterization properties were determined. Following material characterization, mortar specimens were produced. SVK and NVK were used as cement replacements at ratios of 10%, 20%, and 30%. According to geochemical data, SVK is classified as rhyolite and NVK as trachyte. Chemical analysis results revealed that the total content of SiO₂, Al₂O₃, and Fe₂O₃ oxides in both volcanic ashes exceeded 70%, indicating pozzolanic properties in accordance with ASTM C618. According to the flow diameter test results, workability was positively affected at low replacement ratios (10% and 20%), particularly in SVK-containing mortars. In contrast, the use of NVK at all replacement levels (10%, 20%, and 30%) negatively affected workability. Water absorption tests showed that all volcanic ash-containing mortars exhibited higher water absorption rates compared to the control specimens. This increase was more pronounced at higher replacement ratios, and NVK-containing mortars demonstrated higher water absorption values than those containing SVK. Compressive strength results indicated that an increase in compressive strength was achieved only in mortars with 10% SVK replacement. Conversely, NVK replacement led to a reduction in compressive strength, with the strength loss being more pronounced in NVK-containing mortars compared to SVK-containing ones. XRD and SEM analyses further demonstrated that SVK replacement reduced the amount of portlandite and promoted the formation of secondary C–S–H gel to a greater extent. In conclusion, the use of Süphan volcanic ash (SVK) at a replacement ratio of 10% was identified as the most suitable substitution level in terms of workability, strength, and microstructural performance. Keywords: Building Material, Cement, Sustainability, Volcanic AshPortland çimentosu kullanımını azaltmak ve daha çevreci malzeme üretmek amacıyla günümüzde birçok araştırma yapılmaktadır. Araştırmalar, bağlayıcı ve puzolan özellik gösteren malzemelerin çimento ile ikame olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Volkanik küller de puzolan olarak kullanılan malzemeler arasındadır. Bu çalışmada, Türkiye'nin Doğu Anadolu bölgesinde yer alan Süphan (SVK) ve Nemrut (NVK) volkanik küllerinin, çimento esaslı malzemelerde kullanımı ve harçların fiziksel, mekanik ve içyapı özelliklerine etkileri araştırılmıştır. İşlenebilirlik özellikleri, yayılma çapı testleri ile değerlendirilirken, mekanik özellikler basınç dayanımı testleri ile analiz edilmiştir. İçyapı özellikleri ise XRD ve SEM analizleri kullanılarak detaylı bir şekilde incelenmiştir. Bu amaçla, ilk olarak, araziden SVK ve NVK'leri temin edilmiştir. Araziden alınan küller laboratuvarda boyut küçültme ve eleme işlemlerine tabii tutulmuş ve daha sonra malzemelerin karakterizasyon özellikleri belirlenmiştir. Karakterizasyon özellikleri belirlendikten sonra harç numunelerinin üretimine geçilmiştir. SVK ve NVK'lar çimento ile %10, %20 ve %30 oranlarında ikame edilerek kullanılmıştır. Jeokimyasal verilere göre, SVK riyolit, NVK trakit olarak adlandırılmıştır. Kimyasal analiz sonuçları, her iki volkanik külün de SiO₂, Al₂O₃ ve Fe₂O₃ oksitleri toplamının %70'in üzerinde olduğunu ve ASTM C618 standardına göre puzolan özellik gösterdiğini ortaya koymuştur. Yayılma çapı deney sonuçlarına göre, düşük ikame oranlarında (%10 ve %20) özellikle SVK katkılı harçlarda işlenebilirliğin olumlu yönde etkilendiği tespit edilmiştir. NVK katkı kullanımının (%10, %20 ve %30) işlenilebilirlik özelliğini olumsuz yönde etkilediği görülmüştür. Su emme deneyleri, volkanik kül katkılı tüm harçların kontrol numunesine kıyasla daha yüksek su emme oranları sergilediğini ortaya koymuştur. Bu artış, özellikle yüksek ikame oranlarında daha belirgin olup, NVK katkılı harçların SVK katkılı harçlara göre daha yüksek su emme değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir. Basınç dayanımı sonuçları, sadece %10 SVK ikameli harçlarda basınç dayanım artışı sağlandığı görülmüştür. Buna karşılık, NVK ikamesinin basınç dayanımını azalttığı tespit edilmiştir. NVK katkılı harçlarda dayanım kaybı SVK'ya kıyasla daha belirgin bulunmuştur. XRD ve SEM analizlerinde de özellikle, SVK ikamesinin portlandit miktarını azalttığını ve ikincil C–S–H jel oluşumunu daha fazla oranda desteklediği görülmüştür. Sonuç olarak, özellikle %10 oranında Süphan volkanik külü (SVK) kullanımı, işlenebilirlik, dayanım ve mikro yapısal performans açısından en uygun ikame oranı olarak belirlenmiştir. Anahtar kelimeler: Çimento, Sürdürülebilirlik, Volkanik Kül, Yapı malzemesitrJeoloji MühendisliğiGeological EngineeringMaster Thesis