COMPARISON OF THE MECHANICAL PROPERTIES, HEAT PERMEABİLİTY CHARACTERISTICS AND RESISTANCE AGAINST HIGH TEMPERATURE OF LIGHT MORTARS MADE WITH EPS AND WASTE POLYURETHANE

Abstract

In this study, the use of waste polyurethane released after industrial processing in light mortar production has been investigated. Lightweight mortar samples were produced using EPS (Expanded polystyren foam) and waste polyurethane, which are currently used in lightweight mortar production. The produced samples were compared according to their equivalent unit weights and the use of waste and polyurethane in light mortar production was examined. Within the scope of the study, 40x40x160 mm prismatic mortar samples were produced by replacing 20%, 40%, 60%, 80%, 100% by volume with EPS and waste polyurethane aggregate.The unit weight values, ultrasonic pulsed wave velocities, thermal conductivity coefficients and flexural and compressive strengths of the produced mortar samples were measured. In addition, mortar samples produced with both EPS and waste polyurethane were subjected to high temperatures at 300⁰C, 600⁰C, 900⁰C, and then the mechanical strength and microstructures of the samples were examined. Microstructure studies were performed on dough samples with FESEM images. According to the data obtained, it has been concluded that mortars produced with waste polyurethane perform better than mortars with EPS in both medium strength lightweight concrete mortars and mortars in the carrier light concrete class. Especially when the mechanical strengths after high temperature are examined, it has been determined that waste polyurethane mortar samples give higher flexural and compressive strengths compared to EPS samples.

Keywords

• Light Mortar
• Waste Polyurethane
• EPS
• Mechanical Properties
• Thermal Conductivity
• High Temperature

Project Number

2241

EPS VE ATIK POLİÜRETAN İLE ÜRETİLMİŞ HAFİF HARÇLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN, ISI GEÇİRİMLİLİK ÖZELLİKLERİNİN VE YÜKSEK SICAKLIĞA KARŞI DİRENÇLERİNİN KARŞILAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışmada endüstriyel işlem sonrası açığa çıkan atık poliüretanın hafif harç imalatında kullanımı araştırılmıştır. Hali hazırda hafif harç üretiminde kullanılan EPS (Expanded polystyren foam) ve atık poliüretan kullanılarak hafif harç numuneler üretilmiştir. Üretilen numuneler eşdeğer birim ağırlıklarına göre karşılaştırılarak, atık poliüretanın hafif harç imalatında kullanımı araştırılmıştır. Çalışma kapsamında EPS ve atık poliüretan agrega ile hacimce %20, %40, %60, %80, %100 oranlarında yer değiştirilerek kullanılmış ve 40x40x160 mm’lik prizmatik harç numuneler üretilmiştir. Üretilen harç numunelerin birim ağırlık değerleri, ultrasonik atımlı dalga hızları, ısı iletkenlik katsayıları ile eğilme ve basınç dayanımları ölçülmüştür. Ayrıca hem EPS hem de atık poliüretan ile üretilmiş harç numuneler 300⁰C, 600⁰C, 900⁰C’de yüksek sıcaklığa tabi tutulmuş ve sonrasında numunelerin mekanik dayanımları ile içyapıları incelenmiştir. İçyapı incelemeleri hamur numuneler üzerinde FESEM görüntüleri ile gerçekleştirilmiştir. Elde edilen verilere göre hem orta mukavemetli hafif beton sınıfına giren harçlarda, hem de taşıyıcı hafif beton sınıfına giren harçlarda atık poliüretan ile imal edilen harçların EPS’li harçlara göre daha iyi performans gösterdiği sonucuna varılmıştır. Özellikle yüksek sıcaklık sonrası mekanik dayanımlar incelendiğinde atık poliüretanlı harç numunelerin, EPS’li numunelere oranla daha yüksek eğilme ve basınç dayanımları verdiği tespit edilmiştir.

Keywords

• Hafif Harç
• Atık Poliüretan
• EPS
• Mekanik Özellikler
• Isı İletkenlik
• Yüksek Sıcaklık

Supporting Institution

TUBİTAK

Project Number

2241

Thanks

Bu proje Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurum (TÜBİTAK) 2209 B Sanayiye yönelik lisans araştırma projeleri 2241 nolu proje kapsamında desteklenmiştir.

References

1. Akçaözoǧlu, S., Atiş, C. D., & Akçaözoǧlu, K. (2010). An investigation on the use of shredded waste PET bottles as aggregate in lightweight concrete. Waste Management, 30(2). https://doi.org/10.1016/j.wasman.2009.09.033
2. Alshihri, M. M., Azmy, A. M., & El-Bisy, M. S. (2009). Neural networks for predicting compressive strength of structural light weight concrete. Construction and Building Materials, 23(6). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.12.003
3. ASTM C 642-13. (2013). Standard Test Method for Density , Absorption , and Voids in Hardened Concrete. American Society for Testing and Material. https://doi.org/10.1520/C0642-13.5.
4. Beycioğlu, A., Başyiğit, C., & Kılınçarslan, Ş. (2010). Pomza Agregalı Hafif Beton Özelliklerine Silis Dumanının Etkisi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 14(2), 200–205.
5. Davraz, M., Gökçe, Y., Koru, M., & Akdağ, A. E. (2020). Çimento esaslı köpük sıvanın fiziksel, mekanik ve termal özellikleri. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 8(1). https://doi.org/10.21923/jesd.567408
6. Davraz, M., Gündüz, L., & Başpınar, E. (2011). Lightweight Aggregated Foam Plaster for Thermal Insulation in Buildings. Journal of Engineering Science and Design, 1(3), 150–155.
7. Gadea, J., Rodríguez, A., Campos, P. L., Garabito, J., & Calderón, V. (2010). Lightweight mortar made with recycled polyurethane foam. Cement and Concrete Composites, 32(9). https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.07.017
8. Gönen, T. (2009). Kendiliğinden yerleşen pomza ve perlit agregalı hafif harçların mekanik özellikleri. E-Journal of New World Sciences Academy, 4(2).

9. Gönen, T., & Yazıcıoğlu, S. (2020). Pomza agregalı kendiliğinden yerleşen hafif betonların donma çözülme direncine mineral katkıların etkisi. El-Cezeri Fen ve Mühendislik Dergisi. https://doi.org/10.31202/ecjse.778058
10. Gutt, W., & Nixon, P. J. (1979). Use of waste materials in the construction industry - Analysis of the RILEM Symposium by Correspondence. Matériaux et Constructions, 12(4). https://doi.org/10.1007/BF02473543
11. Ke, Y., Beaucour, A. L., Ortola, S., Dumontet, H., & Cabrillac, R. (2009). Influence of volume fraction and characteristics of lightweight aggregates on the mechanical properties of concrete. Construction and Building Materials, 23(8). https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.02.038
12. Kılıç, F. M. (2018). Hafif şap ile normal şap uygulamasının özelliklerinin karşılaştırılması. Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi.
13. Kılınçarslan, Ş., Davraz, M., & Işıldar, N. (2019). Genleştirilmiş Poli̇streni̇n Uçucu Kül İçeren Köpük Beton Özelli̇kleri̇ Üzeri̇ne Etki̇leri̇. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi, 7(2), 224–231. https://doi.org/10.21923/jesd.476358
14. Koksal, F., Gencel, O., & Kaya, M. (2015). Combined effect of silica fume and expanded vermiculite on properties of lightweight mortars at ambient and elevated temperatures. Construction and Building Materials, 88. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.04.021
15. Taşdemir, C. (2003). Hafif Betonların Isı Yalıtım ve Taşıyıcılık Özellikleri. Türkiye Mühendislik Haberleri, 5(427), 57–61.
16. TS EN 1015-11. (2000). Mortar Testing Method, Part 11. Measurement of Compressive and Flexural Tensile Strength of Mortar. TSE.
17. TS EN 1015-3. (2000). Methods of test for mortar for masonry: Part 3. Determination of consistence of fresh mortar (by flow table). TSE.
18. TS EN 12504-4. (2012). Testing concrete - Part 4: Determination of ultrasonic pulse velocity. TSE.
19. TS EN 197-1. (2012). Cement-composition, specifications and conformity criteria-part 1: commmon cements. TSE.
20. TS EN 206:2013+A1. (2013). Concrete - Specification, performance, production and conformity.
21. TS EN 933-1. (2012). Tests for geometrical properties of aggregates - Part 1: Determination of particle size distribution - Sieving method. TSE.
22. Yazıcıoğlu, S., & Bozkurt, N. (2006). Pomza ve mineral katkılı taşıyıcı hafif betonun mekanik özelliklerinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 21(4), 675–680.
23. Yılmaz, H., Sallı Bideci, Ö., & Bideci, A. (2018). Pomza agregalı hafif beton özelliklerine kalsiyum alüminat çimentosunun etkisi. Mühendislik Bilimleri ve Tasarım Dergisi. https://doi.org/10.21923/jesd.400770
24. Zevenhoven, R. (2004). Treatment and disposal of polyurethane wastes: options for recovery and recycling.