Atık Taşıt Lastik Çelik Lifinin Beton Davranışına Etkisi

Year 2024, Volume: 15 Issue: 2, 525 - 532, 30.06.2024

Ersin Ayhan , Murat Doğruyol , Fırat Kıpçak , Abdulhalim Karaşin

https://doi.org/10.24012/dumf.1468070

Abstract

Sürdürülebilirlik kavramı Dünyada ve insan hayatında önemli bir yer teşkil etmektedir. Teknolojinin ilerlemesi ile farklı sektörler çözümler geliştirerek insana yatırım adı ile hayatın zorluklarını kolaylaştırmaya çalışmaktadır. Taşıtlar da bu söylemi doğrulayan etmenlerden birisidir. Dünyanın artan nüfusu karşısında ortaya çıkan taşıt arzı bu sayının çoğalmasına sebep olmaktadır. Böylece artan taşıt sayısına bağlı olarak servis ömrünü tamamlayan atık taşıt lastikleri de ortaya çıkmaktadır. Atıkların düzgün ve akıllı yöntemler ile bertaraf edilmemesi hem ekonomik hem de çevresel zorlukları beraberinde getirmektedir. Bu zorlukların yenilmesi bağlamında gelişen teknoloji bir takım çareleri beraberinde getirmiştir. Atık taşıt lastiklerinin akıllı yöntemlerle bertaraf edilmesine ilişkin enerji üretimi, hammadde sağlama, dönüştürme gibi bir takım uygulamalar bulunmaktadır. Cesaret verici uygulamalar bilim insanlarının daha çok dikkatini çekerek onları, atık lastiklerinin bazı türevlerinin inşaat sektörünün en çok talep gören malzemesi olan betonda kullanımına yönelik çalışmalara itmiştir. Bu türevlerden biri olan atık lastik çelik lifi ile ilgili birçok bilimsel çalışma yapılmıştır. Ancak yapılan araştırmalar çelik lifin betonda kullanımına yönelik daha çok çalışma yapılması ve bu yönde bilgi alınması gerektiğini göstermektedir. Bu bakımdan çalışma kapsamında atık çelik lifler kullanılarak literatürün zenginleşmesi ve neden sonuç ilişkisi ile sonuçların irdelenerek tartışılması amaçlanmıştır. Deneysel çalışmalar kapsamında 150×300 mm ebatlarında silindir ve 150×150×600 ebatlarında kiriş numuneler üretilmiştir. Çelik lifler betona hacimce %0.4 ve %0.8 oranlarında agrega yerine ikame olarak kullanılmıştır. Basınç, Eğilme, Ultrases Darbe Hızı deneyleri yapılarak sonuçlar tartışılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda atık araç lastik çeliği katkısının beton basıncına bir olumlu katkısının olmadığı ancak eğilme dayanımını artırdığı, beton basıncı ile ultrases dalga hızları arasında paralel bir ilişki olduğu sonucuna varılmıştır.

Keywords

Atık Taşıt Çelik Lifi, Ultrases Darbe Hızı, Geri Dönüşüm, Çelik Lifli Beton, Basınç ve Eğilme Testi

Ethical Statement

“Hazırlanan makalede etik kurul izni alınmasına gerek yoktur” “Hazırlanan makalede herhangi bir kişi/kurum ile çıkar çatışması bulunmamaktadır” Yazar Katkıları • -Çalışma konsepti ve tasarım “Ayhan, Doğruyol, Kıpçak, Karaşin” • -Veri toplama “ Ayhan ” • -Verilerin analizi ve yorumlanması “ Ayhan, Doğruyol, Karaşin” • -Taslağın oluşturulması “Ayhan, Doğruyol, Kıpçak, Karaşin” • -Revizyon “ Ayhan, Doğruyol, Karaşin” • -Deneysel Çalışma “ Ayhan ”

Supporting Institution

DİCLE ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMA PROJELERİ BİRİMİ

Project Number

MÜHENDİSLİK 23.006 NOLU DİCLE ÜNİVERSİTESİ BAP PROJESİ

Thanks

“Atık Araç Lastiklerinin Geri Dönüşüm Malzemelerinin Beton Davranışına Etkisi “ adlı doktora tez çalışması kapsamında yapılan ve başvurusu kabul edilen MÜHENDİSLİK.23.006 proje numaralı Bilimsel Araştırma Projesi kapsamındaki destek için Dicle Üniversitesi BAP birimine teşekkürlerimizi sunarız.

References

• [1] Czajczyńska, D., Krzyżyńska, R., Jouhara, H., & Spencer, N. (2017). Use of pyrolytic gas from waste tire as a fuel: A review. Energy, 134, 1121-1131.
• [2] Siddika, A., Al Mamun, M. A., Alyousef, R., Amran, Y. M., Aslani, F., & Alabduljabbar, H. (2019). Properties and utilizations of waste tire rubber in concrete: A review. Construction and Building Materials, 224, 711-731.
• [3] Baran, Y., Gökçe, H. S., & Durmaz, M. (2020). Physical and mechanical properties of cement containing regional hazelnut shell ash wastes. Journal of cleaner production, 259, 120965.
• [4] Sathiskumar, C., & Karthikeyan, S. (2019). Recycling of waste tires and its energy storage application of by-products–a review. Sustainable Materials and Technologies, 22, e00125
• [5] Karabörk, F. Atık Taşıt Lastiklerinin Geri Kazanımında Sürdürülebilir Uygulamaların Geliştirilmesi Ve Önemi. Türkiye’de Sıfır Atık: Tespitler, Beklentiler, 198
• [6] Eisa, A. S., Elshazli, M. T., & Nawar, M. T. (2020). Experimental investigation on the effect of using crumb rubber and steel fibers on the structural behavior of reinforced concrete beams. Construction and Building Materials, 252, 119078
• [7] Mehdipour, S., Nikbin, I. M., Dezhampanah, S., Mohebbi, R., Moghadam, H., Charkhtab, S., & Moradi, A. (2020). Mechanical properties, durability and environmental evaluation of rubberized concrete incorporating steel fiber and metakaolin at elevated temperatures. Journal of Cleaner Production, 254, 120126
• [8] Wu, Z., Shi, C., He, W., & Wu, L. (2016). Effects of steel fiber content and shape on mechanical properties of ultra high performance concrete. Construction and building materials, 103, 8-14.
• [9] Günaslan, S. E., Karasin, A., & Öncü, M. E. (2014). Properties of FRP materials for strengthening. International Journal of Innovative Science, Engineering & Technology, 1(9), 656-660.
• [10] S.Y.Çetin, “Kesikli granülometriye sahip betonların lineer olmayan kırılma mekaniği prensipleriyle incelenmesi/Investigation of gap-graded concrete by nonlinear fracture mechanic principles,” Ph.D. dissertation, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye, 2015.
• [11] Mohod, M. V. (2012). Performance of steel fiber reinforced concrete. International Journal of Engineering and Science, 1(12), 1-4.
• [12] Lakhiar, M. T., Sohu, S., Bhatti, I. A., Bhatti, N., Abbasi, S. A., & Tarique, M. (2018). Flexural performance of concrete reinforced by plastic fibers. Engineering, Technology & Applied Science Research, 8(3), 3041-3043. [13] Obla, K. H. (2009). What is green concrete. The Indian Concrete Journal, 24, 26-28.
• [14] Bedirhanoglu, I., & Ilki, A. (2018, November). Fiber reinforced cementitious composites for retrofit of reinforced concrete members-A Review. In International workshop on advanced materials and innovative systems in structural engineering: seismic practices (p. 122).
• [15] Karasin, A., Hadzima-Nyarko, M., Işık, E., Doğruyol, M., Karasin, I. B., & Czarnecki, S. (2022). The effect of basalt aggregates and mineral admixtures on the mechanical properties of concrete exposed to sulphate attacks. Materials, 15(4), 1581.
• [16] Kaplan, G., Bayraktar, O. Y., Gholampour, A., Gencel, O., Koksal, F., & Ozbakkaloglu, T. (2021). Mechanical and durability properties of steel fiber‐reinforced concrete containing coarse recycled concrete aggregate. Structural Concrete, 22(5), 2791-2812.
• [17] Liew, K. M., & Akbar, A. (2020). The recent progress of recycled steel fiber reinforced concrete. Construction and Building Materials, 232, 117232.
• [18] Karasin, A., & Doğruyol, M. (2014). An experimental study on strength and durability for utilization of fly ash in concrete mix. Advances in Materials Science and Engineering, 2014.
• [19] Baikerikar, A. (2014). A review on green concrete. Journal of emerging technologies and innovative research, 1(6), 472-474.
• [20] Bedirhanoglu, I., Ilki, A., & Kumbasar, N. (2013). Precast fiber reinforced cementitious composites for seismic retrofit of deficient RC joints–a pilot study. Engineering Structures, 52, 192-206.
• [21] Domski, J., Katzer, J., Zakrzewski, M., & Ponikiewski, T. (2017). Comparison of the mechanical characteristics of engineered and waste steel fiber used as reinforcement for concrete. Journal of Cleaner Production, 158, 18-28.
• [22] Song, P. S., & Hwang, S. (2004). Mechanical properties of high-strength steel fiber-reinforced concrete. Construction and Building Materials, 18(9), 669-673.
• [23] Shende, A. M., Pande, A. M., & Pathan, M. G. (2012). Experimental study on steel fiber reinforced concrete for M-40 grade. International Refereed Journal of Engineering and Science, 1(1), 043-048.
• [24] Centonze, G., Leone, M., & Aiello, M. A. (2012). Steel fibers from waste tires as reinforcement in concrete: A mechanical characterization. Construction and Building Materials, 36, 46-57.
• [25] Amin, M. N., Khan, K., Nazar, S., & Deifalla, A. F. (2023). Application of waste recycle tire steel fibers as a construction material in concrete. Reviews on Advanced Materials Science, 62(1), 20220319.
• [26] Sengul, O. (2016). Mechanical behavior of concretes containing waste steel fibers recovered from scrap tires. Construction and Building Materials, 122, 649-658.
• [27] Sengul, O. (2018). Mechanical properties of slurry infiltrated fiber concrete produced with waste steel fibers. Construction and Building Materials, 186, 1082-1091.
• [28] Pilakoutas, K., Neocleous, K., & Tlemat, H. (2004, September). Reuse of tyre steel fibres as concrete reinforcement. In Proceedings of the Institution of Civil Engineers-Engineering Sustainability (Vol. 157, No. 3, pp. 131-138). Thomas Telford Ltd.
• [29] Carrillo, J., Lizarazo-Marriaga, J., & Lamus, F. (2020). Properties of steel fiber reinforced concrete using either industrial or recycled fibers from waste tires. Fibers and Polymers, 21, 2055-2067.
• [30] Samarakoon, S. S. M., Ruben, P., Pedersen, J. W., & Evangelista, L. (2019). Mechanical performance of concrete made of steel fibers from tire waste. Case Studies in Construction Materials, 11, e00259.
• [31] Aiello, M. A., Leuzzi, F., Centonze, G., & Maffezzoli, A. (2009). Use of steel fibres recovered from waste tyres as reinforcement in concrete: Pull-out behaviour, compressive and flexural strength. Waste management, 29(6), 1960-1970.
• [32] Shahjalal, M., Islam, K., Rahman, J., Ahmed, K. S., Karim, M. R., & Billah, A. M. (2021). Flexural response of fiber reinforced concrete beams with waste tires rubber and recycled aggregate. Journal of Cleaner Production, 278, 123842.
• [33] Aksoylu, C., Özkılıç, Y. O., Hadzima-Nyarko, M., Işık, E., & Arslan, M. H. (2022). Investigation on improvement in shear performance of reinforced-concrete beams produced with recycled steel wires from waste tires. Sustainability, 14(20), 13360.
• [34] TS 802, “Beton Karışım Tasarımı Hesaplama Esasları”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2009.
• [35] TS 10514, “Çelik Tellerin Betonda Karıştırılması ve Kontrol Kuralları”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2002.
• [36] TS EN 206+A2, ‘’ Beton - Özellik, performans, imalat ve uygunluk ”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2021.
• [37] TS EN 12390-1, “Sertleşmiş Beton Deneyleri”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2021.
• [38] Dezhampanah, S., Nikbin, I., Charkhtab, S., Fakhimi, F., Bazkiaei, S. M., & Mohebbi, R. (2020). Environmental performance and durability of concrete incorporating waste tire rubber and steel fiber subjected to acid attack. Journal of cleaner production, 268, 122216.
• [39] Simalti, A., & Singh, A. P. (2021). Comparative study on performance of manufactured steel fiber and shredded tire recycled steel fiber reinforced self-consolidating concrete. Construction and Building Materials, 266, 121102.
• [40] Gul, S., & Naseer, S. (2019). Concrete containing recycled rubber steel fiber. Procedia Structural Integrity, 18, 101-107.
• [41] Hu, J., Han, C., Gu, J., Schossler, R. T., dos Santos Rodrigues de L, I., & Yu, X. B. (2019). Experimental Characterization of Recycled Steel Fiber Reinforced Concrete (No. 19-06054).
• [42] Guo, Y. C., Zhang, J. H., Chen, G., Chen, G. M., & Xie, Z. H. (2014). Fracture behaviors of a new steel fiber reinforced recycled aggregate concrete with crumb rubber. Construction and Building Materials, 53, 32-39.
• [43] Agrawal, D., Waghe, U. P., & Raut, S. P. (2021). Performance evaluation of rubberized concrete with the use of steel fibers. In Advances in Civil Engineering and Infrastructural Development: Select Proceedings of ICRACEID 2019 (pp. 709-717). Springer Singapore.
• [44] Demircilioglu, E., Teomete, E., & Ozbulut, O. E. (2020). Strain sensitivity of steel-fiber-reinforced industrial smart concrete. Journal of Intelligent Material Systems and Structures, 31(1), 127-136.
• [45] TS EN 12390-2 “Beton –Sertleşmiş Beton Deneyleri”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara,2019
• [46] TS EN 12390-3 “Beton –Sertleşmiş Beton Deneyleri”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara,2019
• [47] TS EN 12504-4 “Beton –Sertleşmiş Beton Deneyleri”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara,2019
• [48] ASTM C 597-02, Pulse Velocity Through Concrete. American Society for Testing and Material: West Conshohocken, PA, USA., 2003.
• [49] TS EN 12390-5 “Beton –Sertleşmiş Beton Deneyleri”, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara,2019
• [50] Li, Y., & Li, Y. (2017). Experimental study on performance of rubber particle and steel fiber composite toughening concrete. Construction and Building Materials, 146, 267-275.
• [51] Abbass, W., Khan, M. I., & Mourad, S. (2018). Evaluation of mechanical properties of steel fiber reinforced concrete with different strengths of concrete. Construction and building materials, 168, 556-569.
• [52] Papakonstantinou, C. G., & Tobolski, M. J. (2006). Use of waste tire steel beads in Portland cement concrete. Cement and concrete research, 36(9), 1686-1691.
• [53] Yalcin, M., Taşdemir, C., & Taşdemir, M. A. (2011). Çelik lif donatılı betonların performans sınıflarının belirlenmesi. İTÜDERGİSİ/d, 8(6).
• [54] Neves, R. D., & Fernandes de Almeida, J. C. O. (2005). Compressive behaviour of steel fibre reinforced concrete. Structural concrete, 6(1), 1-8.
• [55] Doğruyol, M., Ayhan, E., & Karaşin, A. (2024). Effect of Waste Steel Fiber Use on Concrete Behavior at High Temperature. Case Studies in Construction Materials, e03051.
• [56] Lee, S. C., Oh, J. H., & Cho, J. Y. (2015). Compressive behavior of fiber-reinforced concrete with end-hooked steel fibers. Materials, 8(4), 1442-1458.
• [57] Liew, K. M., & Akbar, A. (2020). The recent progress of recycled steel fiber reinforced concrete. Construction and Building Materials, 232, 117232.
• [58] Isik, E., Karasin, A., & Kayan, Y. (2020). Pomzadan imal edilmiş çelik lif katkılı bimsblokların mekanik özelliklerinin araştırılması. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 11(2), 723-730.
• [59] Abdullah, V., Aydın, E., & Bedirhanoğlu, İ. (2017). Beton elasatisite modülünün ultrasonik ses dalgası yayılma hızı ile tahmin edilmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 8(3), 475-484.
• [60] 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.
• [61] Mohana, M. H. (2020). Assessment of concrete compressive strength by ultrasonic pulse velocity test. Iraqi Journal of Civil Engineering, 14(1), 39-46.
• [62] Zárate, D. M., Cárdenas, F., Forero, E. F., & Peña, F. O. (2022). Strength of concrete through ultrasonic pulse velocity and uniaxial compressive strength. International Journal of Technology, 13(1), 103-114.