Effect of Recycled Concrete Aggregate (RCA) on Mechanical Properties of a Low Plasticity Clay

Abstract

In this study, an experimental research was conducted on the use of recycled concrete aggregates (RCA) obtained by pulverized of broken concrete samples which were used for determining the strength of concrete. Concrete samples were crushed in the laboratory and reduced to the required dimensions for the experiments. The clayey soil provided in the vicinity was chosen as the sub-base material to be used in road and embankment construction. RCA prepared by sieving 425-micron (No: 40) were mixed with sub-base soil at 5%, 10% and 15% thereby samples were prepared in different mixing ratios. Some geotechnical experiments were performed on the mixtures prepared to determine the effect of RCA on the water-density relationship and mechanical properties of clayey soil such as Proctor, Unconfined Compressive Strength (UCS) and California Bearing Ratio (CBR). According to the results of the experimental study, RCA improves the mechanical properties of low plasticity clayey soil.

Keywords

• Recycled concrete aggregates
• clayey soil
• soil stabilization

Geri Dönüştürülmüş Beton Agregasının Düşük Plastisiteli Bir Kilin Mekanik Özelliklerine Etkisi

Abstract

Bu çalışmada, beton dayanımını belirlemek amacı ile test edilmiş olan beton numunesi atıklarının ufalanması ile elde edilmiş olan geri dönüştürülmüş beton agregalarının (GDA) yol ve dolgu yapımında alt temel malzemesi olarak kullanımı üzerine deneysel bir araştırma yapılmıştır. Beton numunesi atıkları laboratuvar ortamında el yordamı ile kırılıp elenmek sureti ile deneyler için gerekli boyutlara indirilmiştir. Bölge civarında temin edilen killi zemin, dolgu yapımında kullanılacak alt temel malzemesi olarak seçilmiştir. 425 mikron boyutundan elenerek (40 nolu elek) hazırlanmış olan GDA, alt temel zemini ile %5, %10 ve %15 oranlarında karıştırılmak sureti ile farklı karışım oranlarında örnekler hazırlanmıştır. GDA nın killi zeminin mekanik özelliklerine etkisinin belirlenmesi için hazırlanan karışımlar üzerinde; standart Proctor, serbest basınç dayanımı (UCS) ve Kaliforniya taşıma oranı (CBR) şeklinde bir seri deney gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmanın sonuçlarına göre GDA düşük plastisiteli killi zeminin mekanik özelliklerini iyileştirmektedir.

Keywords

• Geri dönüştürülmüş beton egragası
• Killi Zemin
• Zemin Islahı

References

1. Çimen Ö, Günaydın H. İ, Keskin S. N, 2017. Yüksek plastisiteli kil zeminin mühendislik özelliklerine inşaat atıklarının etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23:3, 250-253.
2. Demir İ, 2009. İnşaat Yıkıntı Atıklarının Beton Üretiminde Kullanımı ve Beton Özelliklerine Etkisi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9:2, 105-114.
3. FedCenter.gov, Construction and Demolition (C&D) Debris. https://www.fedcenter.gov/assistance/facilitytour/construction/debris/ (Erişim tarihi: 5.01.2020)
4. Gao D, 2020. Durability of Steel Fibre-Reinforced Recycled Coarse Aggregate Concrete. Construction and Building Materials, 232, 117-119.
5. Kavak A, Bilgen G, 2016. Reuse of ground granulated blast furnace slag (GGBFS) in lime stabilized embankment materials. International Journal of Engineering and Technology, 8:3, 11.
6. KGM, 2013. Karayolu Teknik Şartnamesi, Karayolları Genel Müdürlüğü. https://www.tamyol.com.tr/UserFiles/Content/KGM_Teknik_Sartnamesi_2013.pdf (Erişim tarihi: 5.01.2020).
7. KGM, 2018. Karayolları Genel Müdürlüğü, Kgm-Arge-K-18-01 Karayolları Genel Müdürlüğü. https://www.kgm.gov.tr/SiteCollectionDocuments/KGMdocuments/Baskanliklar/BaskanliklarTeknikArastirma/ARGE%C3%87al%C4%B1%C5%9Fmalar%C4%B1/KGM%20AR-GE%20Projeleri%202018.pdf . (Erişim tarihi: 5.01.2020).
8. Le A. T, Nguyen T. H, 2020. A Study on Behaviour of Reinforcement Concrete Beam Using the Recycled Concrete. CIGOS 2019, Innovation for Sustainable Infrastructure. Springer, Singapore, pp. 379-384.

9. Ok B, Demir A, 2018. Yapım Yıkım Atıklarının Yol Temellerinde Kullanılabilirliğinin İncelenmesi. Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7:1, 224-236.
10. Söylemez H, Bayraktar O, Y, 2019. İnşaat Yıkıntı Atıklarının Asfalt Agregası Olarak Kullanılma Stratejisi. 3. Uluslararası Bilimsel Çalışmalarda Yenilikçi Yaklaşımlar Sempozyumu, Ankara, 2019.
11. Tutulmaz O, 2012. Sürdürülebilir Kalkınma: Sürdürülebilirlik için Bir Çözüm Vizyonu. Gaziantep Üniversitesi Sosyal Bilimler Dergisi, 11:3, 601-626.
12. United States Environmental Protection Agency, 2019. Advancing Sustainable Materials Management: 2017 Fact Sheet Assessing Trends in Material Generation, Recycling, Composting, Combustion with Energy Recovery and Landfilling in the United States. Available: https://www.epa.gov/smm/sustainable-management-construction-and-demolition-materials. (Erişim tarihi: 5.01.2020).
13. United States Environmental Protection Agency, Estimating 2003 Building-Related Construction and Demolition Materials Amounts, Available: https://www.epa.gov/smm/sustainable-management-construction-and-demolition-materials. (Erişim tarihi: 5.01.2020).