Sanayi tesislerinde elde edilen atık malzemlerin beton karışımlarının performasına etkilerinin araştırılması

Abstract

Beton içerisinde kullanılan çimentonun üretiminin yanı sıra tüketiminin, çevreye ve insan sağlığına olan zararları 21.yüzyılda teknolojinin gelişmesi ve bu etkilerinin gözlemlenmesiyle birlikte sağlık ve çevre açısından sorun teşkil ettiği daha net bir şekilde görülmektedir. Sera gazı olan karbondioksitin yaklaşık yüzde 6 civarı, çimento üretimi sebebiyle meydana gelmektedir. Çimento üretiminden kaynaklanan başlıca çıktı ürünler; ağır metaller, sülfür oksitler, nitrojen oksit, karbon monoksit, karbon dioksit, toz ve parçacık maddeler olarak tanzim edilebilir. Bu sebeplerden dolayı beton üretimde atık ve daha çevreci ürünlerin kullanımına olan ilgi artmış, geleneksel beton kadar iyi veya kabul edilebilir derecede yakın mühendislik özelliklerine sahip sanayi atıkları, puzolanlar ve madenler gibi alternatif ürünlerin kullanımına yönelik araştırmalar gün geçtikçe önem kazanmıştır. Bu çalışmada, Niğde bölgesinden elde edilen mikronize kalsit ile Elazığ ferrokrom tesislerinden temin edilen ferrokrom cürufunun kırma kum ve atık poliüretan lastik agregalı çimento harçları üzerindeki etkisi incelenmiştir. Üretilen karışımlarda su/bağlayıcı oranı, bağlayıcı miktarı ve kimyasal katkı ilavesi sabit tutulmuştur. Elazığ ferrokrom cürufu ve mikronize kalsit çimento yerine %10, %15 ve %20 oranlarında hem birlikte hem de ayrı ayrı olarak ikame edilmiştir. Agrega yerine ise hacimce %0, %10 ve %20 oranlarında atık lastik agregası yer değiştirilerek toplamda 39 adet karışım hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımlar 7 ve 28 gün boyunca farklı kür koşullarına (su-hava) maruz bırakılmıştır. Taze harçta birim hacim ağırlık değerleri hesaplanmış, sertleşmiş harç numuneleri üzerinde birim hacim ağırlık, ultrases geçiş hızı, basınç dayanımı, eğilme dayanımı bulunarak, elastisite modülü değerleri hesaplanmış ve SEM-EDS analizleri yapılmıştır.

The development of technology in the 21st century and the observation of these effects more clearly show that the consumption of cement used in concrete, as well as its production, poses a health and environmental problem. About 6 percent of the greenhouse gas carbon dioxide is produced by cement production, and the main output products from cement production are; heavy metals, sulfur oxides, nitrogen oxides, carbon monoxide, carbon dioxide, dust and particulate matter. For these reasons, the interest in the use of waste and more environmentally friendly products in concrete production has increased, and research on the use of alternative products, such as industrial wastes, pozzolans, mines, whose engineering properties are as good or acceptably close as conventional concrete, has gained day by day. In this study, the effects of micronized calcite obtained from Niğde region and ferrochrome slag obtained from Elazığ ferrochrome plants on crushed sand and waste tire aggregate cement mortars were investigated. The water/binder ratio, binder amount, and chemical additive addition were kept constant in the produced mixtures. Elazığ ferrochrome slag and micronized calcite cement were substituted for 10%, 15% and 20% both together and separately. Instead of aggregate, a total of 39 mixtures were prepared by replacing 0%, 10% and 20% of waste polyurethane aggregate by volume. The prepared mixtures were exposed to different curing performances (water-air) for 7 and 28 days. Unit volume weight values were calculated in fresh mortar, unit volume weight, ultrasound transmission velocity, pressure height, bending tendency were calculated on hardened mortar samples, and elastic modulus values were calculated and SEM-EDS analyzes were performed.