Effects of Boron and Boron Waste with Recycling Aggregate on Normal Concrete

Abstract

Construction debris wastes (CDW) need to be recycled, considering the cost of dumping construction debris to landfills and transportation costs, as well as less consumption of natural resources. With the re-joining of the construction debris waste in production, the material savings required for concrete production will be achieved. In this study, the recycling of construction debris wastes that will occur within the scope of urban transformation and its usability in concrete pavement were investigated. Experiments were carried out using 100% cleared CDW, 100% normal aggregate (NA), and 50% CDW–50% NA. Compressive strengths of cube samples produced by adding 2%, 5% boron and 2%, 5% boron waste to 50% CDW–50% NA of these samples were measured. The 28 -day average compressive strength was found to be 42.1 MPa for 50% CDW–50% NA sample, 36.2 MPa for 2% boron waste added sample, 26.7 MPa for 5% boron waste added sample, 35.1 MPa for 2% boron added sample and 30.7 MPa for 5% boron added sample.

Keywords

• Urban transformation
• Construction Debris waste
• Boron
• Concrete
• Compressive strength

Bor ve Bor Atığının İnşaat Yıkıntı Atığı ile Normal Beton Üzerindeki Etkileri

Abstract

İnşaat yıkıntı atıklarının (İYA) depolama sahalarına döküm ücreti ve nakliye bedeli göz önüne alındığında ve ayrıca doğal kaynakların da az tüketilmesi açısından İYA'nın geri dönüşümünün sağlanması gerekmektedir. İYA'nın tekrar üretime katılmasıyla, beton üretimi için gerekli olan malzeme tasarrufu sağlanacaktır. Bu çalışmada, kentsel dönüşüm kapsamında oluşacak inşaat yıkıntı atıklarının (İYA) geri dönüşümü sağlanarak betonda kullanılabilirliği araştırılmıştır. %100 İYA, %100 normal agrega (NA) ve %50 İYA–%50 NA kullanılarak deneyler yapılmıştır. Bu numunelerden %50 İYA–%50 NA olanına %2, %5 bor ve %2, %5 bor atığı eklenerek, üretilen küp numunelerin basınç dayanımları ölçülmüştür. 28 günlük ortalama basınç dayanımı %50 İYA–%50 NA numunesi için 42,1 MPa, %2 bor atığı numunesi için 36,2 MPa, %5 bor atığı numunesi için 26,7 MPa, %2 bor katkısı numunesi için 35,1 MPa ve %5 bor katkısı numunesi için ise 30,7 MPa olarak bulunmuştur.

Keywords

• Kentsel dönüşüm
• İnşaat yıkıntı atığı
• Bor
• Beton
• Basınç dayanımı

Thanks

Yazarlar, deneylerin yapılmasına yardımcı olan Öğr. Gör. M. Selçuk GÜNER’e, bor minerallerin temininde Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü’ne, İnşaat Mühendisliği Bölümü Bitirme Tezi kapsamında çalışmayı yürüten öğrencilerimiz Atilla HACIMUSTAFAOĞLU, Emine KAYA, Halil HARBUTOĞLU ve Selin AKTAŞ'a teşekkür etmektedir.

References

1. Abbas, A., Fathifazl, G., Isgor, O. B., Razaqpur, A. G., Fouriner, B., & Foo, S. (2006). Environmental benefits of green concrete. (s. 1-8). Climate Change Technology. BandehLou, A. K., Parvishi, A., & Kheradranjbar, M. (2016). Study of Construction Debris Waste and the Role of Recycling to Protect the Environment. International Journal of Advanced biotechnology and Research, 1748-1754.
2. Batar, T., Köksal, S., & Yersel, E. (2009). Atık bor, atık kağıt ve perlit katkılı sıva malzemesinin üretimi ve karakterizasyonu. Ekoloji, 45-53. Bayca, S. U., Batar, T., Sayın, E., Solak, O., & Kahraman, B. (2008). The influence of coal ash and tincal (boron mineral) additions on the physical properties and microstructures of ceramic bodies. Journal of Ceramic Processing Reserch, 118-122.
3. Behera, M., Bhattacharyya, S. K., Minocha, A. K., Deoliya, R., & Maiti, S. (2014). Recycled aggregate from C&D waste & its use in concrete – A breakthrough towards sustainability in construction sector: A review. Construction and Building Materials, 501-516.
4. Buluttekin, B. (2008). Bor maden ekonomisi: Türkiye'nin dünya bor piyasasındaki yeri. 2. Ulusal İktisat Kongresi. İzmir: Dokuz Eylül Üniversitesi, İktisat Bölümü.
5. Demirel, C., & Şimşek, O. (2015). Erken yaşdaki atık betonların geri dönüşüm agregası olarak beton üretiminde kullanılabilirliği ve sürdürülebilirlik açısından incelenmesi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 226-235.
6. Durmuş, G., Şimşek, O., & Dayı, M. (2009). Geri dönüşümlü iri agregaların beton özelliklerine etkisi. Gazi Üniversitesi Mühenfislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 183-189.
7. Eti Maden. (2022). 2020 Yılı Faaliyet Raporu. Ankara: Eti Maden İşletmeleri Genel Müdürlüğü. https://www.etimaden.gov.tr/storage/2021/Etimaden_2020_Faaliyet_Raporu.pdf adresinden alındı Kadiroğlu, İ., Öz, E., Tezcan, O., & Kuru, E. B. (2017). Geri dönüşümlü agreganın beton üretiminde kullanılabilirliği. Hazır Beton, 86-94.
8. Kara, C., Kütük-Sert, T., & Kütük, S. (2020). Öğütülmüş kolemanit içeren betonlarda sodyum klorür etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 499-510. Kosmatka, S. H., Panarese, W. C., & Kerkhoff, B. (2002). Design and control of concrete mixtures. Skokie: Portland Cement Association.

9. Kutuk-Sert, T. (2016). Stability analyses of submicron-boron mineral prepared by mechanical milling process in concrete roads. Construction and Building Materials 121, s. 255-264.
10. Kütük, S. (2017). Öğütülmüş nano boyutlu kolemanit mineralinin elementel ve kristal yapı özellikleri. Erzincan Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi , 303-313.
11. Kütük-Sert, T. (2020). An examination of nanoparticle colemanite mineral added warm mix asphalt. Construction and Building Materials 243 118252.
12. Kütük-Sert, T., & Kütük, S. (2013). Physical and Marshall Properties of Borogypsum Used as Filler Aggregate in Asphalt Concrete. Journal of Materials in Civil Engineering, 266-273.
13. Kütük-Sert, T., Kara, C., & Kütük, S. (2020). Öğütülmüş kolemanit minerali ikameli beton yollardaki aşınma kaybının araştırılması. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 287-295.
14. Li, X. (2008). Recycling and reuse of waste concrete in China: Part I. Material behaviour of recycled aggregate concrete. Resources, Conservation and Recycling, 36-44.
15. Li, Y., & Zang, X. (2013). Web-based construction waste estimation system for building construction projects. Automation in Construction, 142-156.
16. Lu, W., & Tam, V. W. (2013). Construction waste management policies and their effectiveness in Hong Kong: A longitudinal review. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 214-223. Mehta, P. K., & Meryman, H. (2009). Tools for reducing carbon emissions due to cement consumption. Structure Magazine, 11-15.
17. Öztürk, Ö., Çelikkol, M., & Erkan, M. (2007). Türkiye Agrega Sektör Raporu.
18. Rao, A., Jha, K. N., & Misra, S. (2007). Use of aggregates from recycled construction and demolition waste in concrete. Resources, Conservation and struction and demolition waste in concrete, 71-81.
19. Sönmez, E., Özdağ, H., Özler, A., & Sümer, G. (1993). Kırka Boraks İşletmesi atık killerinin seramik endüstrisinde kullanılabilirliğinin araştırılması. Türkiye XIII. Madencilik Kongresi (s. 561-566). İstanbul: TMMOB Maden Mühendisleri Odası.
20. TS 706 EN 12620+A1. (2009, Nisan 28). Beton Agregaları. Ankara.
21. TS 802. (2016). Beton Karışım Tasarımı Hesap Esasları.
22. TS EN 932-1. (1997, Şubat 25). Agregaların genel özellikleri için deneyler-Kısım 1 numune alma metotları. Ankara.
23. TS-EN 197-1:2012. (2012). Çimento- Bölüm 1: Genel çimentolar- Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri.