Köpük Beton Üretiminde İnşaat Yıkıntı Atığı İnce Agregası Kullanımı ve Optimum Su/Çimento Oranının Belirlenmesi

Yıl 2024, Cilt: 27 Sayı: 1, 263 - 271, 29.02.2024

Yusuf Özçelik Osman Şimşek

https://doi.org/10.2339/politeknik.1122611

Öz

İnşaat sektöründe hammadde temini doğal kaynaklarımız hızlı azalmasına veya tahrip edilmesine neden olmaktadır. Doğal kaynakların azalmasını veya tahrip edilmesini azaltmak için inşaat yıkıntı atıklarının geri kazanılması, hammaddeye ihtiyacını ve aynı zamanda çevresel kirliliğini de azaltılacaktır. Bu çalışmada inşaat yıkıntı atığı ince (kum) agrega ile köpük beton üretile bilirliği araştırılmıştır. Karışımlarda agrega olarak 4 mm elekten geçen inşaat yıkıntı atığı kullanılarak 5 farklı su/çimento oranı ile köpük beton üretilmiştir. Üretilen köpük beton numunelerinin birim hacim ağırlıkları, basınç dayanımları, su emme oranı, ultra ses geçiş hızı ve ısıl iletkenlik katsayıları gibi özellikleri incelenmiştir. Bu özeliklerden en uygun olanlar S/Ç oranı 0,45 olan karışım tasarımı vermiştir.

Anahtar Kelimeler

İnşaat yıkıntı atığı, köpük beton, ısı iletkenlik

Use of Fine Aggregate From Construction Debris in Foam Concrete Production and Determination of Optimum Water/Cement Ratio

Öz

The supply of raw materials in the construction sector causes the rapid decrease or destruction of our natural resources. Recycling of construction demolition waste in order to reduce the reduction or destruction of natural resources will reduce the need for raw materials as well as environmental pollution. In this study, the feasibility of producing foam concrete with fine (sand) aggregate from construction debris was investigated. Foam concrete was produced with 5 different water/cement ratios by using construction debris that passed through a 4 mm sieve as aggregate in the mixtures. The properties such as unit volume weight, compressive strength, water absorption ratio, ultra sound transmission rate and thermal conductivity coefficients of the produced foam concrete samples were investigated. The most suitable of these properties gave a mixture design with a W/C ratio of 0.45.

Anahtar Kelimeler

Construction debris waste, foam concrete, thermal conductivity

Kaynakça

• [1] Gürer, C., Akbulut, H., & Kürklü, G. “İnşaat endüstrisinde geri dönüşüm ve bir hammadde kaynağı olarak farklı yapı malzemelerinin yeniden değerlendirilmesi”. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, İzmir- Türkiye, 28-36, (2004).
• [2] Korkut, M. K. & Şimşek, O. “İri agrega olarak inşaat yıkıntı atığı, ince agrega olarak doğal ve kırma kum kullanılan betonun bazı mühendislik özelliklerinin incelenmesi” . International Journal of Engineering Research and Development, 13 (2) , 508-520, (2021).
• [3] Ölmez, E., & Yıldız, Ş. “İnşaat ve yıkıntı atıklarının yönetimi ve planlanan İstanbul modeli”. Kent Yönetimi, İnsan ve Çevre Sorunları, 8, 02-06, (2008).
• [4] Wang, B., Yan, L., Fu, Q., & Kasal, B. “A comprehensive review on recycled aggregate and recycled aggregate concrete”. Resources, Conservation and Recycling, 171, 105565, (2021).
• [5] Demir, İ. “İnşaat yıkıntı atıklarının beton üretiminde kullanımı ve beton özelliklerine etkisi”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9(2), 105-114, (2009).
• [6] Özçelik Y. İnşaat yıkıntı atıklarının köpük beton üretiminde kullana bilirliğinin araştırılması. Yüksek Lisans. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, (2022).
• [7] Demirel, C., & Şimşek, O. “Erken yaşdaki atık betonların geri dönüşüm agregası olarak beton üretiminde kullanılabilirliği ve sürdürülebilirlik açısından incelenmesi”. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3(1), 226-235, (2015).
• [8] Lan X. , Zhang X., Hao Z. And Wang Y. “Strength and shrinkage properties of cement stabilized macadam bases incorporating 0–2.36 millimetre recycled fine aggregate”. Short Communication. Case Studies in Construction Materials 16 e00984, (2022).
• [9] Sonawane, T. R., & Pimplikar, S. S. “Use of recycled aggregate concrete”. IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 52(59), (2013).
• [10] İnternet: İnşaat ve Yıkıntı Atıklarından İlk Endüstriyel Uygulama Tamamlanarak "Yeşil Tuğla" ve "Yeşil Çimento" Üretildi. Son Erişim Tarihi: 28.03.2022.
• [11] Kou S.C., Poon C.S. & Chan D.C. “Influence of fly ash as cement replacement on the properties of recycled aggregate concrete”. ASCE Journal of Material In Civil Engineering, 19(9), 709-715, (2007).
• [12] Maçin, K. E., & Demir, İ. “Kentsel dönüşüm sürecinde İstanbul’da inşaat ve yıkıntı atıkları yönetimi”. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9, 188-201, (2018).
• [13] Aydın, Ş. , Çelik, A. G. & Güneş, İ. “Geri dönüştürülmüş beton ve tuğla agregalarının beton üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması”. MT Bilimsel, (20), 11-22, (2021).
• [14] Ramamurthy, K., Nambiar, E. K., & Ranjani, G. I. S. “A classification of studies on properties of foam concrete”. Cement and concrete composites, 31(6), 388-396, (2009).
• [15] Başpınar, M. S. & Kurtuluş, C. “Kompozisyon değişiminin geopolimer köpük beton temel özelliklerine etkisi” . Afyon Kocatepe Üniversitesi Uluslararası Mühendislik Teknolojileri ve Uygulamalı Bilimler Dergisi ,1(1), 5-11, (2018).
• [16] Khawaja, S. A., Javed, U., Zafar, T., Riaz, M., Zafar, M. S., & Khan, M. K. “Eco-friendly incorporation of sugarcane bagasse ash as partial replacement of sand in foam concrete”. Cleaner Engineering and Technology, 4, 100164. (2021).
• [17] Ekinci D. “Yapı Teknolojisi ve Malzeme. Türkiye’de köpük beton”. Mimarlık dergisi, sayı 376 Mart-Nisan (2014).
• [18] Koru M,. “Köpük betonun yoğunluk ve sıcaklığa bağlı ısıl iletkenlik katsayısının ısı akış ölçer yöntemiyle belirlenmesi”. SDÜ. Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(2), 614-622, (2017).
• [19] Kulaksızoğlu, Z. Isı Yalıtım Sektör Araştırması. İstanbul Ticaret Odası (2006).
• [20] Şeker B. Ş., Gökçe M., Toklu K. “Investigation of the effect of silica fume andsynthetic foam additive on cell structure in ultra-low density foam concrete”. Case Studies in Construction Materials. (2022).
• [21] He, Y., Gao, M., Xu, D., & Yu, X. “Influence of sub-zero temperatures on the dynamic behaviour of foam concrete with sand”. KSCE Journal of Civil Engineering, 25(10), 3843-3851, (2021).
• [22] Demir, İ., Başpınar, M. S., & Kahraman, E. “Köpük beton üretiminde uygun akışkanlaştırıcı/priz hızlandırıcı katkı türünün araştırılması”. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19(2), 390-400. (2019),
• [23] Sahu, S. S., & Gandhi, I. S. R. “Studies on influence of characteristics of surfactant and foam on foam concrete behaviour”. Journal of Building Engineering, 40, 102333, (2021).
• [24] Kılınçarslan, Ş., Davraz, M. & Işıldar, N. “Genleştirilmiş polistrenin uçucu kül içeren köpük beton özellikleri üzerine etkileri”. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi , 7 (2) , 224-231, (2019).
• [25] Ören, O. H. Granüle yüksek fırın cürufunun köpük beton özelliklerine etkisi. Yüksek Lisans, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın, (2017).
• [26] Oğuz, M. (2019). Geri dönüştürülmüş betonların köpük betonda kullanılabilirliğinin araştırılması. Yüksek Lisans, Bartın Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Bartın, (2019).
• [27] Amran, Y. M., Farzadnia, N., & Ali, A. A. Properties and applications of foamed concrete; a review. Construction and Building Materials, 101, 990-1005, (2015).
• [28] Bing, C., Zhen, W., & Ning, L. Experimental research on properties of high-strength foamed concrete. Journal of materials in civil engineering, 24(1), 113-118, (2012).
• [29] Mydin, M. A. O., & Wang, Y. C. Mechanical properties of foamed concrete exposed to high temperatures. Construction and Building Materials, 26(1), 638-654, (2012).
• [30] Song, Q., Bao, J., Xue, S., Zhang, P., & Mu, S. Collaborative disposal of multisource solid waste: Influence of an admixture on the properties, pore structure and durability of foam concrete. Journal of Materials Research and Technology, 14, 1778-1790, (2021).
• [31] Nambiar, E. K., & Ramamurthy, K. “Air‐void characterisation of foam concrete”. Cement and concrete research, 37(2), 221-230, (2007).
• [32] Atabey, V. Mermer atıklarından köpük betonda blok üretimi. Yüksek Lisans, Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Afyon, (2018).
• [33] İnternet: Genfil Köpük Ajanı. URL: https://sites.google. com/site/ yuzeykoruyucu /.Son Erişim Tarihi:01.03.(2022).
• [34] İnternet:Rotowash. URL:www.rotowash. com. tr/kopuk-puskurtme-pompalari-2/88645---30-lt-kopuk-puskurtme-pompasi-88645.html. Erişim Tarihi:11.02.2022.
• [35] Jones, M., McCarthy, M., & Mccarthy, A. “Moving Fly Ash Utilisation in Concrete Forward: A UK Perspective”. In T. Robl, & T. Adams (Eds.), 2003 WOCA Proceedings Papers (pp. 1-24). University Press of Kentucky.(2003).
• [36] TS EN 12390-7.“Beton- Sertleşmiş beton deneyleri- Bölüm 7: Sertleşmiş betonun birim hacim kütlesinin tayini” ( 2019).
• [37] TS EN 12390-3. “Beton- Sertleşmiş beton deneyleri- Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayin” ( 2019).
• [38] TS EN 480-11. 8. “Kimyasal katkılar- Beton, harç ve şerbet için- Deney metotları- bölüm 11: Sertleşmiş betonda hava boşluğu özelliklerinin tayini” (2008).
• [39] TS EN 12504-4. “Yapılarda beton deneyleri- Bölüm 4: Ultrasonik atımlı dalga hızının tayini” (2021).
• [40] TS ISO 8301/A1. “Isı yalıtımı- Kararlı halde ısıl direncin ve ilgili özelliklerin tayini- Isı akış tayini için metotlar” (2015).
• [41] TS EN 12664. “Yapı malzemeleri ve mamulleri- Isıl direncin, korumalı tablalı ısıtıcı ve ısı akı ölçerin kullanıldığı metotlarla tayini- Isıl direnci orta ve düşük seviyede olan kuru ve rutubetli mamuller” (2009).
• [42] TS EN 825. Isı yalıtım malzemeleri-Binalar için-Yüzey düzlüğünün tayini. (2013).
• [43] TS 13655/T1. “Kâgir birimler- Özellikler- Köpük beton kâgir birimler”(2022).