Bağlayıcı Türünün Atık Çelik Liflerle Üretilen SIFCON Kompozitlerin Mekanik Özeliklerine Etkisi

Abstract

Hurda lastikler doğada çözülemeyen atıklardandır. Her geçen gün artan araç sayısı ve buna bağlı olarak lastik üretimindeki artış ile
birlikte ortaya çıkan hurda lastik miktarı da çevresel problemlere neden olmaktadır. Küresel açıdan düşünüldüğünde, geri
dönüşümü sağlanmayan ve açık alanlara herhangi bir işleme tabi tutulmadan bırakılan hurda lastiklerin atık yönetimi hususu da
oldukça önemli hale gelmiştir. Bu nedenle bu atıkların uygun bir şekilde ekonomiye geri kazandırılması ile ekolojik ve ekonomik
fayda sağlanabilecektir. Bu çalışmada, çeşitli çevre problemlerine neden olan hurda lastiklerden geri dönüşümü sağlanan çelik lifler
kullanılarak üretilen SIFCON kompozitlerin mekanik özellikleri üzerine bağlayıcı türünün etkisi araştırılmıştır. SIFCON
üretiminde bağlayıcı olarak kalsiyum alüminatlı çimento (CAC), CEM I 42.5R ve CEM IV/B (P) 32.5 N çimentoları ayrı ayrı
kullanılmıştır. Üretilen SIFCON kompozitler üzerinde birim ağırlık, ultrases geçiş hızı, eğilme ve basınç dayanımı deneyleri
gerçekleştirilmiştir. Bağlayıcı türü, SIFCON numunelerin mekanik özelliklerinde % 40’a ulaşan oranda değişim göstermiştir. Atık
çelik liflerle elde edilen SIFCON numunelerinde 41.1 MPa basınç dayanımına, 25.3 MPa eğilme dayanımına ulaşılmıştır. Elde
edilen bu sonuçlar atık çelik liflerin SIFCON üretiminde değerlendirilebileceğini göstermiştir.

Keywords

• hurda lastik
• SIFCON
• eğilme dayanımı
• basınç dayanımı
• atık çelik lif

Influence of Binder Type on the Mechanical Properties of SIFCON Composites Made With Waste Steel Fibers

Abstract

Scrap tires are not biodegradable waste materials. The increase in the number of vehicles and in parallel with increased number of
produced tyres are caused to environmental concerns about the increased amount of scrap tires. Waste management of the disposed
scrap tires to landfills without any recovery process is become a very important ecologic topic globally. For this reason, the proper
recovery of these wastes can provide economic and ecologic benefits. In this study, the influence of binder type on the mechanical
properties of SIFCON composites produced with the waste steel fibres recovered from the scrap tires which cause several
environmental problems. CAC, CEM I 42.5R and CEM IV/B (P) 32.5 N cements are used as binders for the production of SIFCON
composites. The influence of the binder types on the unit weight, ultrasonic pulse velocity, flexural and compressive strength of
the manufactured SIFCON composites are investigated. The type of binder has changed up to 40% in the mechanical properties of
SIFCON. SIFCON produced with waste steel fibers reached a compressive strength of 41.1 MPa and a flexural strength of 25.3
MPa. The test results indicate that the waste steel fibres can be utilized for the production of SIFCON composites. 

Keywords

• Waste steel fibre
• scrap tyres
• SIFCON
• flexural strength
• compressive strength

References

1. [1] Lankard, D. R. “Slurry infiltrated fiber concrete (SIFCON): properties and applications”, MRS Online Proceedings Library Archive, 42, (1984).
2. [2] Naaman, A. E., Otter, D., and Najm, H, “Elastic modulus of SIFCON in tension and compression”, Materials Journal, 88(6), 603-613. (1992).
3. [3] Beglarigale, A., Yalçınkaya, Ç., Yiğiter, H., and Yazıcı, H, “Flexural performance of SIFCON composites subjected to high temperature”, Construction and Building Materials, 104, 99-108, (2016).
4. [4] Schneider, B., “Development of SIFCON through Applications”, In High Performance Fiber Reinforced Cement Composites (pp. 177-194). RILEM, (1992).
5. [5] Canbaz, M., ve Ünüvar, C., “Lif ve çimento türünün sifcon özeliklerine etkisi”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(6), 400-404, (2016).
6. [6] İpek, M., Canbay, M., and Yılmaz, K, “Çelik ve polipropilen liflerin yalın ve kombinasyonlu olarak kullanılmasının SİFCON'un mekanik ve fiziksel özelliklere etkisi”, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 19(1), 41-52, (2015).
7. [7] Giridhar, R., Rama, P., and Rao, M., “Determination of mechanical properties of slurry infiltrated concrete (SIFCON)”, International Journal for Technological Research in Engineering, 2(7), 1366-68, (2015).
8. [8] Sengul, O., “Mechanical properties of slurry infiltrated fiber concrete produced with waste steel fibers”, Construction and Building Materials, 186, 1082-1091, (2018).

9. [9] Sudhikumar, G. S., Prakash, K. B., and Rao, M. S., “Effect of freezing and thawing on the strength scaracteristics of slurry infiltrated fibrous ferrocement using steel fibers”, Global Journal of Research In Engineering, 14(5), (2014).
10. [10] Loloie, Z., Mozaffarian, M., Soleimani, M., and Asassian, N., “Carbonization and CO2 activation of scrap tires: Optimization of specific surface area by the Taguchi method”, Korean Journal of Chemical Engineering, 34(2), 366-375, (2017).
11. [11] Thomas, B. S., and Gupta, R. C., “A comprehensive review on the applications of waste tire rubber in cement concrete”, Renewable and Sustainable Energy Reviews, 54, 1323-1333, (2016).
12. [12] Dehghani, M., Keshtgar, L., Javaheri, M. R., Derakhshan, Z., Oliveri Conti, G., Zuccarello, P., and Ferrante, M., “The effects of air pollutants on the mortality rate of lung cancer and leukemia”, Molecular medicine reports, 15(5), 3390-3397, (2017).
13. [13] Wang, C., Tian, X., Zhao, B., Zhu, L., and Li, S., “Experimental Study on Spent FCC Catalysts for the Catalytic Cracking Process of Waste Tires”, Processes, 7(6), 335, (2019).
14. [14] Pipilikaki, P., Katsioti, M., Papageorgiou, D., Fragoulis, D., and Chaniotakis, E., “Use of tire derived fuel in clinker burning”, Cement and Concrete Composites, 27(7-8), 843-847, (2005).
15. [15] Gonen, T., “Freezing-thawing and impact resistance of concretes containing waste crumb rubbers”, Construction and Building Materials, 177, 436-442, (2018).
16. [16] Farina, A., Zanetti, M. C., Santagata, E., and Blengini, G. A., “Life cycle assessment applied to bituminous mixtures containing recycled materials: Crumb rubber and reclaimed asphalt pavement”, Resources, Conservation and Recycling, 117, 204-212, (2017).
17. [17] Mendis, A. S., Al-Deen, S., and Ashraf, M., “Effect of rubber particles on the flexural behaviour of reinforced crumbed rubber concrete beams”, Construction and Building Materials, 154, 644-657, (2017).
18. [18] Hesami, S., Hikouei, I. S., and Emadi, S. A. A., “Mechanical behavior of self-compacting concrete pavements incorporating recycled tire rubber crumb and reinforced with polypropylene fiber”, Journal of Cleaner Production, 133, 228-234, (2016).
19. [19] Huang, B., Li, G., Pang, S. S., and Eggers, J., “Investigation into waste tire rubber-filled concrete”, Journal of Materials in Civil Engineering, 16(3), 187-194, (2004).
20. [20] Olivares, F. H., Barluenga, G., Bollati, M., and Witoszek, B., “Static and dynamic behaviour of recycled tyre rubber-filled concrete”, Cement and Concrete Research, 32(10), 1587-1596, (2002).
21. [21] Canbaz, M. ve Çelikten, S. “Kırpılmış atık taşıt lastiklerinin SIFCON üretiminde farklı bağlayıcılarla değerlendirilmesi”, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, 28(1), 9-15, (2020).
22. [22] Çelikten, S. ve Canbaz, M., “Yüksek sıcaklığa maruz atık çelik lif takviyeli alkali ile aktive edilmiş yüksek fırın cüruflu harçların davranışı”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 26(6), 1110-1116, (2020).
23. [23] Eurohorizons Danışmanlık, “Avrupa Birliği’ne Uyum Sürecinde Sektör Rehberleri: Demir-Çelik Sanayii”, İstanbul Sanayi Odası Yayınları, ISBN: 978-605-137-163-4, Ömür Matbaacılık A.Ş., 68 s., 2012/16.
24. [24] Durna, E., Koz, G. ve Genç, N., “Türkiye’de ömrünü tamamlamış lastiklerin yönetiminde en uygun bertaraf seçeneğinin promethee ve bulanık promethee yöntemi ile belirlenmesi”, Politeknik Dergisi, 23 (4) : 915-927, (2020).
25. [25] Karabörk, F., “Atık araç tekerlek lastiklerinde mikrodalga devulkanizasyon parametrelerinin lastiğin mekanik özelliklerine etkileri”, Doktora tezi, Selçuk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 207 s., (2012).
26. [26] Bıyık, Y. ve Özkale, L., “Demir çelik endüstrisi üretim yöntemleri ile ihracat, katma değer ve karbon emisyonu azaltma politikaları arasındaki ilişki”, Uluslararası Yönetim İktisat ve İşletme Dergisi, 13(13), 718-735, (2017).