Usability of Tea Waste in Concrete as Natural Fiber

Abstract

In this study, the effect of tea waste (CA) obtained from Artvin-Borçka Muratlı tea factory as natural fiber on the fresh and hardened properties of the concrete was investigated. For this purpose, C20 / 25 class concrete was produced, then 0, 1, 3, 5, 7 and 9 kg tea waste was reinforced into 1 m³ mix and thus 6 different concrete types (CA0, CA1, CA3, CA5, CA7, CA9) were prepared. After determining the amount of collapse and the air content, the CA-reinforced fresh concrete was placed in molds of 100 mm x 100 mm x 400 mm, 150 mm x 150 mm x 150 mm and 70.7 mm x 70.7 mm x 70.7 mm.  On the 7th and 28th day, the capillary water absorption, concrete test hammer, ultrasonic pulse velocity, flexural strength, compressive strength and abrasion resistance tests were performed to the concretes held in the appropriate curing environment. As a result, it was determined that the reinforcing concrete with CA increased the need for water, filled the gaps in the concrete and that the ultrasonic pulse velocity, concrete test hammer, flexural strength and compressive strength values were increased with the use of up to 7 kg waste in 1 m³ concrete. When more than 5 kg of waste was used in 1 m³ concrete, it was seen that the amount of abrasion was increased while the water absorption was decreased. As a result, it was concluded that up to 7 kg tea wastes in 1 m³ concrete could be used as natural fiber, but it would be appropriate to use up to 5 kg in places where there might be exposion to abrasion.

Keywords

• Concrete,Strength,Tea,Waste,Fiber

Çay Atığının Doğal Lif Olarak Betonda Kullanılabilirliği

Abstract

Bu çalışmada, Artvin-Borçka Muratlı çay fabrikasından temin edilen çay atığının (CA) doğal lif olarak kullanımı ile betonun taze ve sertleşmiş özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, C20/25 sınıfı beton üretimi yapılarak, 1 m³ karışıma 0, 1, 3, 5, 7 ve 9 kg çay atığı takviye edilmiş ve böylece 6 farklı beton türü (CA0, CA1, CA3, CA5, CA7, CA9) hazırlanmıştır. CA takviyeli taze betonların çökme miktarı ve hava içeriği belirlendikten sonra 100 mm x 100 mm x 400 mm, 150 mm x 150 mm x 150 mm ve 70.7 mm x 70.7 mm x 70.7 mm kalıplara yerleştirilmiştir. Uygun kür ortamında bekletilen betonlara 7. ve 28. gün sonra kapiler su emme, beton test çekici, ultrases geçiş hızı, eğilme dayanımı, basınç dayanımı ve aşınma dayanımı deneyleri yapılmıştır. Sonuç olarak betonda CA takviyesinin su ihtiyacını arttırdığı, beton içerisindeki boşlukları doldurduğu ve 1 m³betonda 7 kg’a kadar atığın kullanılması ile ultrases geçiş hızı, beton test çekici, eğilme dayanımı ve basınç dayanımı değerlerini arttırdığı belirlenmiştir. Atığın 1 m³betonda 5 kg’dan fazla kullanılması ise kapiler su emmeyi azaltırken aşınma miktarını arttırdığı görülmüştür. Sonuç olarak çay atığının doğal lif olarak 1 m³ betonda 7 kg’a kadar kullanılabileceği ancak aşınmaya maruz kalacak yerlerde 5 kg’a kadar kullanılmasının uygun olacağı kanısına varılmıştır.

Keywords

• Beton,Dayanım,Çay,Atık,Lif

References

1. Abo-Qudais, S.A., (2005), Effect of concrete mixing parameters on propagation of ultrasonic waves, Construction and Building Materials, 19, 257-263.
2. Açıkel H., Altun F., Elcuman H., (2005), Miskantus bitkisinin öğütülmüş halde ve lif katkısı olarak betonun mekanik özelliklerinin deneysel incelenmesi, Antalya Yöresinin İnşaat Mühendisliği Sorunları Kongresi, Antalya, Türkiye, ss.244-252.
3. Akalın T., Kılınç C., Işık A., Zengin H., (2013), Hazır beton sektörü ve beton kullanımındaki gelişmeler, Hazır Beton Dergisi, 116, 66-72.
4. ASTM C 597-83, (2009), Beton - Standard Test Method for Pulse Velocity Through Concrete, United States.
5. Bekem İ., Gültekin A.B., Dikmen Ç.B., (2009), Yapı ürünlerinin ‘’hizmet ömrü’’ açısından irdelenmesi: betonarme örneği, 5. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), Karabük, Türkiye, ss.2155-2160.
6. Bekem İ., Gültekin A.B., Dikmen Ç.B., (2015), Yapılarda sürdürülebilirlik ölçütleri kapsamında yangın olaylarının incelenmesi, 2. Uluslararası Sürdürülebilir Yapılar Sempozyumu (ISBS’15), Ankara, Türkiye, ss.288-293.
7. Çelik Ç., Gürdal E., (2005), Yerfıstığı kabuğunun agrega olarak kullanım olanakları, itüdergisi/a mimarlık, planlama ve tasarım, 4(1), 37-46.
8. Çıtak S., Sahriye S., Öktüren F., (2006), Bitkisel kökenli atıkların tarımda kullanılabilme olanakları, Derim, 23(1), 40-53.

9. Koç B., Birinci F., (2012), Lifli betonda boyut etkisi ve kırılma enerjisi, SDU International Technologic Science, 4(3), 24-40.
10. Kütük A.C., Çaycı G., Baran A., (1995), Çay atıklarının bitki yetiştirme ortamı olarak kullanılabilme olanakları, Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi Tarım Bilimleri Dergisi, 1(1), 35-40.
11. Mirsayar M.M., Razmi A., (2017), On the mixed mode I/II fracture properties of jute fiber-reinforced concrete, Construction and Building Materials, 148, 512-520.
12. Pereira M.V., Fujiyama R., Darwish F., Alves G.T., (2015), On the Strengthening of Cement Mortar by Natural Fibers, Materials Research, 18(1), 177-183.
13. Qasrawi H.Y., (2000), Concrete strength by combined nondestructive methods simply and reliably predicted, Cement and Concrete Research, 30(5), 739-746.
14. Raheem A.A., Adesanya D.A., (2009), A study of the workability and compressive strength characteristics of corn cob ash blended cement concrete, Construction and Building Materials, 23(1), 311-317.
15. Sisman C.B., Gezer E., Kocaman I., (2011), Effects of organic waste (rice husk) on the concrete properties for farm buildings, Bulgarian Journal of Agricultural Science, 17(1), 40-48.
16. Topçu İ.B., Demir A., (2007), Atık lastik ve uçucu küllü harçların özellikleri, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 20(2), 189-200.
17. TS 706 EN 12620+A1, (2009), Beton agregaları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
18. TS 802, (2016), Beton karışım tasarımı hesap esasları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
19. TS EN 1097-6, (2013), Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-Bölüm 6: Tane yoğunluğunun ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
20. TS EN 12350-2, (2010), Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 2: Çökme (Slump) deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
21. TS EN 12350-7, (2010), Beton - Taze beton deneyleri - Bölüm 7: Hava muhtevasının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
22. TS EN 12390-3, (2010), Beton – Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 3: Deney numunelerinin basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
23. TS EN 12390-5, (2010), Beton – Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 5: Deney numunelerinin eğilme dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
24. TS EN 12504-2, (2013), Yapılarda beton deneyleri - Bölüm 2: Tahribatsız muayene- Geri sıçrama sayısının belirlenmesi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
25. TS EN 14157, (2017), Doğal taşlar - Deney yöntemleri – Aşınma direncinin tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
26. TS EN 206:2013+A1, (2017), Beton - Özellik, performans, imalat ve uygunluk, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
27. TS EN 772-11, (2012), Kagir birimler - Deney yöntemleri - Bölüm 11: Betondan, gazbetondan, yapay ve doğal taştan yapılmış kagir birimlerde kapiler su emme ve kil kagir birimlerde ilk su emme hızının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
28. TS EN 933-1, (2012), Agregaların geometrik özellikleri için deneyler-Bölüm 1: tane büyüklüğü dağılımı tayini-eleme metodu, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
29. Yazıcıoğlu S., Kara C., (2017), Betonda atık mermer tozu kullanımının karbonatlaşmaya etkisi, Politeknik Dergisi, 20(2), 369-376.
30. Yıldız S., Balaydın İ., Ulucan Z.Ç., (2007), Pirinç kabuğu külünün beton dayanımına etkisi, Fırat Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 19(1), 85-91.
31. Zebari Z., Bedirhanoğlu İ., Aydın E., (2016), Beton basınç dayanımının ultrasonik ses dalgası yayılma hızı ile tahmin edilmesi, Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 8(1),43-52.