Atık Lastik Katılmış Betonun Süspansiyon Teorisi İle İncelenmesi

Abstract

Çeşitli atıkların harç ve beton içinde kullanımı son zamanlarda yaygınlaşmıştır. Büyük miktarda çevresel kirliliğe sebep olan otomobil lastiklerinin beton içinde kullanımı da bunlardan biridir. Lastiklerin betonda kullanımıyla betona ait pek çok özelik geliştirilmektedir. Lastikli betona ait özeliklerin farklı yöntemlerle analizi ve modellemesi yapılmaktadır. Bu çalışmada ise lastikli betonların süspansiyon teorisi ile analizi yapılmaya çalışılmıştır. Birim ağırlık, basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve ultrases geçiş hızı deneysel sonuçlarından elde edilen verilerinden alınan değerler süspansiyon teorisi formülünde yerine konularak “k” değerleri hesaplanmıştır. Hesaplanan “k” değerleri matris ve dağılı fazın E-modül değerlerine, tane boyutlarına, tane yüzey ve şekline bağlı olarak elde edilen bir boyutsuz değerdir. Bu çalışmada beton içerisine katılan atık lastiklerin yüzdelerine göre değişen birim ağırlık, basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve ultrases geçiş hızlarına göre elde edilen k değerleri tablo ve grafikte gösterilmiş ve elde edilen sonuçlar yorumlanmıştır. Kuru birim ağırlık, basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve ultrases geçiş hızı için “k” değerleri sırasıyla-0.039 ile -0.187, -0.137 ile -3.553, -0.778 ile -1.939 ve -0.098 ile -0.922 arasında değişen değerleri almaktadır.

Keywords

• kompozit malzeme
• süspansiyon teorisi
• lastik agregalı beton

Investigation of Waste Rubberized Concrete With Suspension Theory

Abstract

The use of various wastes in mortar and concrete has recently become widespread. The use of automobile tires in concrete, which causes a large amount of environmental pollution, is one of them. With the used tires in concrete, many properties of concrete are developed. Analysis and modeling of the properties of rubber concrete are made with different methods. This study has tried to analyze rubber concrete with suspension theory. The values obtained from the experimental results of unit weight, compressive strength, bending strength, and ultrasound velocity were replaced in the suspension formula and the "k" values were calculated. The calculated “k” values are dimensionless values obtained depending on the E-modulus, grain size, grain surface, and shape of the matrix and dispersed phase. In this study, the k values obtained according to the unit weight, compressive strength, bending strength, and ultrasound transmission velocities varying according to the percentages of the waste rubbers included in the concrete are shown in the table and graph and the results are obtained interpreted. The “k” values calculated for dry unit weight, compressive strength, bending strength, and ultrasound velocity take values varying between -0.039 and -0.187, -0.137 and -3.553, -0.778 to -1.939 and -0.098 to -0.922, respectively.

Keywords

• composite material
• suspansion theory
• rubberized concrete

References

1. [1] Karakurt, C. (2015). Microstructure properties of waste tire rubber composites: an overview. J Mater Cycles Waste Manag 17, 422–433. [2] Topçu, İ.B., Ünal, Ç. “Lastik Agregalı Harçlarda Deniz Suyu Etkisi” Bitirme Ödevi, Osmangazi Üniversitesi, Müh.-Mim. Fak., İnş. Müh. Böl., Eskişehir, 2003, s.36.
2. [3] Topçu, İ.B., Eser, Ö.F., “Lastik Agregalı Betonların Fiziksel ve Mekanik Özelikleri” TMMOB, İMO İzmir Şubesi Haber Bülteni 1996.
3. [4] Topçu, İ.B., Özçelikörs, Y., “Lastik Agregalı Beton”, Akdeniz Üniv., Müh. Fak., VII. Müh. Haf., Isparta, 25-29 Mayıs 1992.
4. [5] Topçu, İ.B., Uğurlu, A., “Betonda Elastisite Kuramı ve Baraj Betonları İçin Statik E-Modülünün Kompozit Modellerle Tahmini” İMO Teknik Dergi, Cilt 18, Sayı 1, Ocak 2007, ss.4055-4067.
5. [6] Topçu, İ.B., Uğurlu, A., Sümer, M., “Betondaki Sıvı Hareketinin Kompozit Malzeme Kuramı İle İncelenmesi” 2008.
6. [7] Ersoy, H. Y. (2001). Kompozit malzeme. İstanbul: Literatür Yayıncılık.
7. [8] Rad E., Rubberized Concrete, New Horizons in Construction Materials, Envo Publishing Company, Vol. 1, 287-292, 1976.
8. [9] Issa, C. A., Salem, G, Utilization of recycled crumb rubber as fine aggregates in concrete mix design, Construction & Building Mat.., Vol. 42, 48 – 52. 2013.

9. [10] Prasad, M. G., Golla, S. Y., Prabhanjan, N., Krishna, A. S., & Alok, G. (2021). Mechanical properties of rubberized concrete using truck scrap rubber. Materials Today: Proceedings, 39, 849-854.
10. [11] İ.B. Topçu, “The Properties of Rubberized Concretes”, Cement and Concrete Research, Vol. 25, No. 2, pp. 304-310, 1995.
11. [12] İ.B. Topçu, “Assessment of the Brittleness Index of Rubberized Concretes”, Cement and Concrete Research, Vol. 27, No. 2, pp. 177-183, 1997.
12. [13] İ.B. Topçu, N. Avcular, “Collision Behaviours of Rubberized Concrete”, Cement and Concrete Research, Vol. 27, No. 12, pp. 1893-1898, 1997.
13. [14] İ.B. Topçu, “Lastik Agregalı Betonların Dinamik Özelikleri”, İMO Ankara Şubesi, Endüstriyel Atıkların İnşaat Sektöründe Kullanılması Sempozyumu, ss. 339-352, Ankara, Kasım 1993.
14. [15] İ.B. Topçu, “Lastik Agregalı Betonların Kompozit Malzeme Kuralları İle İncelenmesi”, Dumlupınar Üniv., Yapı Mekanigi Semineri 94, Bildiriler Kitabı, ss.71-80, Kütahya, Haziran 1994.
15. [16] İ.B. Topçu, Ö.F. Eser, “Lastik Agregalı Betonların Özelikleri”, Balıkesir Üniv., Müh.-Mim. Fak., III. Balıkesir Müh.-Mim. Sem., ss. 173-181, 10-11,1995.
16. [17] İ.B. Topçu, Ö.F. Eser, “Lastik Agregalı Betonların σ−Ɛ Diyagramları”, Balıkesir Üniv., Müh.-Mim. Fak., III. Balıkesir Müh.-Mim. Semp., ss. 183-190, 1995.
17. [18] İ.B. Topçu, “Lastik Katılmıs Çimento Harçlarının Özelikleri”, Balıkesir Üniv., Müh.-Mim. Fak., III. Balıkesir Müh.-Mim. Sem., ss. 192-200, 10-11 1995.
18. [19] İ.B., Topçu, “Properties of Concretes Containing Waste Rubber Chips”, 3rd International Symposium on Environmental Geotechnology, pp. 386-394, San Diego CA, USA, June 10-12 1996.
19. [20] İ.B. Topçu, A. Demir, “Durability of Rubberized Mortar and Concrete”, ASCE, Journal of Materials in Civil Engineering, Vol.19, pp.173-178, 2007.
20. [21] Wang, J., & Du, B. (2020). Experimental studies of thermal and acoustic properties of recycled aggregate crumb rubber concrete. Journal of Building Engineering, 32, 101836.
21. [22] Al-Mutairi Nayef, Al-Rukaibi Fahad, Bufarsan Ahmed, “Effect of microsilica addition on compressive strength of rubberized concrete at elevated temperatures”, J Mater Cycles Waste Manag (2010) 12:41–49, 18 September 2009
22. [23] Miguel Bravo, Jorge de Brito, “Concrete made with used tyre aggregate: durability-relat performance”, J. of Cleaner Production 25 (2012) 42-50, 6, 2011
23. [24] F. Azevedo, F. Pacheco-Torgal, C. Jesus, J.L. Barroso de Aguiar, A.F. Camões, “Properties and durability of HPC with tyre rubber wastes”, Construction & Building Materials 34 (2012) 186–191, 2012.
24. [25] Topçu İ. B, Demir A (2007). Atık lastik ve uçucu küllü harçların özellikleri. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 20(2), 189 - 201.
25. [26] Karimipour, A., Ghalehnovi, M., & De Brito, J. (2020). Mechanical and durability properties of steel fibre-reinforced rubberised concrete. Construction and Building Materials, 257, 119463.
26. [27] Shaji, R., Ramkrishnan, R., & Sathyan, D. (2020). Strength characteristics of crumb rubber incorporated self-compacting concrete. Materials Today: Proceedings.
27. [28] Writing-review, H. Z., Cheng Wei Software, V., & Conceptualization, L. L. (2021). Investigation of freeze-thaw mechanism for crumb rubber concrete by the online strain sensor. Measurement, 174, 109080.
28. [29] Han, Q., Wang, N., Zhang, J., Yu, J., Hou, D., & Dong, B. (2021). Experimental and computational study on chloride ion transport and corrosion inhibition mechanism of rubber concrete. Construction and Building Materials, 268, 121105.
29. [30] Topçu, İ. B. (1995). Beton oto korkuluklarında lastik agregalı betonların kullanım olanakları. TÜBİTAK İNTAG Proje İNTAG-612.
30. [31] İ.B. Topçu, T. uygunoğlu, Sustainability of using waste rubber in concretes, Sustainability of Construction Materials, Chapter 23, Edited by Jamal, M. Khatib, Woodhead Publishing Ltd, August 19, 2016, B978-0-08-100995-6.00023-1, 00023, 978-0-08-100995-6, http://dx.doi.org/10.1016/B978-0-08-100995-6.00023-1, pp. 597-620.