Year 2020, Volume 12 , Issue 2, Pages 787 - 798 2020-06-30

Investigation of Mechanical Properties of Granulated Waste Rubber Aggregates Substituted Self-Compacting Concrete Mortar Produced with Different Cement
Farklı Çimento ile Üretilen Granül Atık Kauçuk Agregaların İkame Edilmiş Kendiliğinden Yerleşen Beton Harcının Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Melek AKGÜL [1] , Orhan DOGAN [2] , Serkan ETLİ [3]


Storage or disposal of waste vehicle tires is difficult, costly and time consuming. Waste tires, which cause the release of pollutant gases to the environment due to its chemical structure in the process of destruction, are considered as an important recycling material in the context of developing and advancing technology and alternative products. Waste vehicle tires are granulated in certain sizes after the disintegration phase and reused in many different fields. With this experimental study, it is aimed to examine the fresh and hardened properties of 12 different self- setting mortar (SSM) samples of Ground Vehicle Tire Aggregates (GVTA), which are substituted with 5 different fine aggregates and prepared with two different cement types. The evaluation of the workability properties of fresh SLM samples prepared in accordance with EFNARC was done with mini spreading and mini V-hopper experiments. In order to determine the mechanical properties of the hardened SSM, pressure and three-point bending tests were performed on the 3rd, 7th and 28th days of prismatic samples in 40x40x160mm dimensions, and capillary water absorption test is carried out on cubic samples in 50x50x50 mm dimesions on the 28th day. The optimum usability rate of GVTA in SSM mixtures produced separately with CEM-V 42.5R and CEM-V 32.5R cement is interpreted through graphs and tables. With this study, it was observed that when the rate of GVTA was increased in the SSM mixture, the capillary water absorption amount increased, while the pressure and bending strengths decreased
Atık araç lastiklerinin depolanma ya da imha süreci zor, maliyetli ve zaman isteyen bir süreçtir. İmha edilme sürecinde kimyasal yapısı nedeni ile çevreye kirletici gazların salınımına sebep olan atık lastikler, gelişen ve ilerleyen teknoloji ile alternatif ürün bağlamında önemli bir geri dönüşüm malzemesi olarak değerlendirilmektir. Atık araç lastikleri parçalanma aşaması sonrası belirli boyutlarda granül haline getirilmekte ve farklı birçok alanda üretime tekrar kazandırılmaktadır. Bu deneysel çalışma ile, Öğütülmüş Araç Lastiği Agregasının (ÖALA) 5 farklı oranda ince agregaya ikame edilerek, iki farklı çimento türü ile hazırlanan toplamda 12 farklı Kendiliğinden Yerleşen Harç (KYH) numunelerinin taze ve sertleşmiş özelliklerinin incelenmesi amaçlanmıştır. EFNARC’e uygun hazırlanan taze KYH numunelerin işlenebilirlik özelliklerinin değerlendirilmesi mini yayılma ve mini V-hunisi deneyleriyle yapılmıştır. Sertleştirilmiş KYH'nin mekanik özelliklerini belirlemek için 40x40x160mm boyutlarında prizmatik numunelerin 3., 7. ve 28. günlerinde basınç ve üç noktalı bükme testleri yapılmış ve 28. gün 50x50x50mm kübik numuneler üzerinde kılcal su emme testi yapılmıştır. CEM-V 42.5R ve CEM-V 32.5R çimento ile üretilen KYH karışımlarında ÖALA’nın optimum kullanılabilirlik oranı grafikler ve tablolar aracılığı ile yorumlanmıştır. Bu çalışma ile KYH karışımında ÖALA oranı arttığında, kılcal su emme miktarının arttığı, basınç ve eğilme kuvvetlerinin azaldığı görülmüştür.
  • Açıkgenç, M., Karataş, M., Ulucan, Z.Ç. (2013). Effects of Elazig region waste brick and limestone powder on engineering properties of self-compacting mortar. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilim Dergisi, 19(6), 249-255 doi: 10.5505/pajes.2013.24633
  • Argunhan, Z. (2017). Yapı elemanlarında kullanılan atık lastiklerin ısıl performansının incelenmesi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 8 (3), 621-630. Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/dumf/issue/33629/408565
  • ASTM C109/C109M-13. (2016). Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic Cement Mortars (Using 2-in. or [50-mm] Cube Specimens). ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • ASTM C348-14 (2018).Standard Test Method for Flexural Strength of Hydraulic-Cement Mortars, American Society for Testing and Materials, ASTM International, West Conshohocken, United States.
  • ASTM C349 (2018). Standard Test Method for Compressive Strength of Hydraulic-Cement Mortars (Using Portions of Prisms Broken in Flexure), American Society for Testing and Materials, ASTM International, West Conshohocken, United States.
  • ASTM C642-13. (2013). Standard Test Method for Density, Absorption, and Voids in Hardened Concrete. ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • ASTM C1585-11. (2013). Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes, ASTM International, West Conshohocken, PA.
  • Cao, W.(2007). Study on properties of recycled tire rubber modified asphalt mixtures using dry process. Construction and Building Materials, 21, 1011–1015.
  • Chang N. B. (2008). Economic and policy instrument analyses in support of the scrap tire recycling program in Taiwan. Journal of Environmental Management, 86, 435–450. doi:https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2006.12.026
  • Chou, L.H., Yang, C.K., Lee, M.T., Shu, C.C. (2010). Effects of partial oxidation of crumb rubber on properties of rubberized mortar. Composites: Part B, 41, 613-616, doi: https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2010.09.009
  • De D., Das A., De D., Dey B., Debnath S. C., Roy B. C. (2006) Reclaiming of ground rubber tire (GRT) by a novel reclaiming agent. European Polymer Journal, 42, 917–927. doi: https://doi.org/10.1002/pen.20790
  • Demirel, S., Öz, H. (2017). Atık Malzemelerin Kendiliğinden Yerleşen Beton Performansına Etkisi. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20 (3), 40-48. doi: 10.17780/ksujes.309442
  • EFNARC. (2002). Specifications and Guidelines for Self- Compacting Concrete. EFNARC, Association House, 99 West Street, Farnham, UK, www.efnarc.org, ISBN 0 953973344, 32.
  • Emiroğlu, M, Yıldız, S, Özgan, E. (2013). Lastik Agregalı Betonlarda Elastisite Modülünün Deneysel ve Teorik Olarak İncelenmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 24 (3). Retrieved from https://dergipark.org.tr/tr/pub/gazimmfd/issue/6681/88294
  • Etli, S., Cemalgil, S., Onat, O. (2018). Mid-Temperature Thermal Effects on Properties of Mortar Produced with Waste Rubber as Fine Aggregate. International Journal of Pure and Applied Sciences, 4 (1), 10-22. doi:10.29132/ijpas.341413
  • Fedroff, D. (1996). Mechanical Properties of Concrete with Ground Rubber, MSc thesis, North Carolina State University, Raleigh, 1532, 66-72. doi: https://doi.org/10.1177/0361198196153200110
  • Gönüllü, M.T. (2004). Atık Lastiklerin Yönetimi. Katı Atık Geri Dönüşüm Teknolojileri Semineri, İstanbul Sanayi Odası, İstanbul.
  • Güneyisi, E., Gesoğlu, M. (2007). Uçucu Kül ve Metakaolın İçeren Kendiliğinden Yerleşen Harçlar. 2. Yapılarda Kimyasal Katkılar Sempozyumu, 161-172, Ankara: Türkiye.
  • Khatib, Z.K., Bayomy, F.M. (1999). Rubberized Portland Cement Concrete. ASCE Journal of Materials in Civil Engineering, 11, 206– 213. doi: https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(1999)11:3(206)
  • Koçak, Y., Alpaslan, L. (2011). Atık Lastiklerin Çimento ve Beton Sektöründe Kullanım Potansiyelleri. 6th International Advanced Technologies Symposium (IATS’11), Elâzığ: Türkiye.
  • Li G., Garrick G., Eggers J., Abadie C., Stubblefield M. A., Pang S. S. (2004). Waste tire fiber modified concrete, Composites: Part B, 35, 305–312. doi:https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2004.01.002
  • Lin C., Huang C. L., Shern C. C. (2008). Recycling waste tire powder for the recovery of oil spills. Conservation and Recycling, 52, 1162–1166. doi: 10.1016/j.resconrec.2008.06.003
  • Lo Presti, D. (2013). Recycled Tyre Rubber Modified Bitumens for road asphalt mixtures: A literature review. Construction and Building Materials, 49, 863–881. doi:https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.09.007
  • Ordu, E., Bicer, P., Ordu, S., Abanozoglu, E. (2017). An investigation on the soil stabilization with waste tyres materials in granular soils. Aksaray University Journal of Science and Engineering, 1 (1), 51-61. doi:10.29002/asujse.298083
  • Ömrünü Tamamlamış Lastiklerin Kontrolü Yönetmeliği. (2006). T.C. Resmî Gazete (26357 25 Kasım 2006).
  • Öz, H.Ö. (2017). Atık Cam Tozu ve Yüksek Fırın Cürufunun İçeren Kendiliğinden Yerleşen Harçların Taze, Mekanik ve Durabilite Özellikleri. KSU Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(4)
  • Raghavan, D., Huynh, H., Ferraris, C.F. (1998). Geri dönüştürülmüş lastik kauçuk dolgulu çimentolu bir kompozitin işlenebilirliği, mekanik özellikleri ve kimyasal stabilitesi. Journal of Material Science, 33, 1745-1752. doi: https://doi.org/10.1023/A:1004372414475
  • Richardson, A., Coventry, K., Edmondson, V., Dias, E. (2016). Crumb rubber used in concrete to provide freeze–thaw protection (optimal particle size). Elsevier, Journal of Cleaner Production. 112 (1), 599-606, doi: 10.1016 / j.jclepro.2015.08.028
  • Siad, H., Lachemi, M., Ismail, M.K, Sherir, M. AA, Sahmaran, M., Hassan A.AA. (2019). Effect of Rubber Aggregate and Binary Mineral Admixtures on Long-Term Properties of Structural Engineered Cementitious Composites. Journal of Materials in Civil Engineering, 31(11), doi: 10,1061 /% 28ASCE% 29MT.1943-5533.0002894
  • Thakur, A., Senthil, K., Sharma, R., Singh, A.P. (2020). Employment of crumb rubber tyre in concrete masonry bricks. Materials Today: Proceedings, doi: https://doi.org/10.1016/j.matpr.2020.02.106
  • Thomas, B. S., Gupta, R. C. (2016). Properties of high strength concrete containing scrap tire rubber. Journal of Cleaner Production, 113, 86-92. doi: https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.11.019
  • Topçu, İ. B., Demir, A. (2007). Atık Lastik ve Uçucu Küllü Harçların Özelikleri. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Dergisi, No:2
  • Topçu, İ., Karakurt, C., Işıkdağ, B. (2014). Atık Lastik Agregalı Harçların Mekanik ve Fiziksel Özelliklerinin İncelenmesi. Politeknik Dergisi, 17 (1), 3-7. Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/politeknik/issue/33069/367997
  • Topçu, İ.B. (1995). The Properties of Rubberized Concretes. Cement and Concrete Research, 25, 304-310. doi: https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00014-3
  • Topçu, İ.B. (1995). Lastik Katılmış Çimento Harçlarının Özelikleri. Balıkesir Üniv., Müh.-Mim. Fak., III. Balıkesir Müh.-Mim. Sempozyumu, 192-200, Balıkesir, Türkiye.
  • Topçu, İ. B., Demir, A. (2009). Farklı Çimentolarla Üretilen Lastik Agregalı Harçların Bazı Özellikleri. Politeknik Dergisi, 12, (3) https://hdl.handle.net/20.500.12438/917
  • Tosun, H., Fırat, F.K. (2016). Geri Dönüşümün Ekonomi Üzerine Etkileri, İnşaat Sektöründe Atık Lastik Kullanımı Örneği. Internatıonal Conference on Eurasıan Economıes 2016. 503-509
  • TS EN 197-1. (2012). Çimento- Bölüm 1: Genel çimentolar- Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri
  • TS EN 933-1. (2012). Agregaların geometrik özellikleri için deneyler- Bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımının tayini- Eleme yöntemi.
  • TS EN 934-2+A1. (2013). Kimyasal katkılar- Beton, harç ve şerbet için- Bölüm 2: Beton kimyasal katkıları - Tarifler, gerekler, uygunluk, işaretleme ve etiketleme
  • TS EN 1008. (2003). Beton-Karma suyu-Numune alma, deneyler ve beton endüstrisindeki işlemlerden geri kazanılan su dahil, suyun, beton karma suyu olarak uygunluğunun tayini kuralları
  • TS EN 12390-1.(2013). Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 1: Deney numunesi ve kalıplarının şekil, boyut ve diğer özellikleri
  • TUİK. (2020). Nüfus Projeksiyonları, 2013-2075. http://www.tuik.gov.tr/PreHaberBultenleri.do?id=15844
  • Turgut, P., Yeşilata, B. (2013). Atık Lastik Katkılı Harç Plak ve Briketlerin Termo-Mekanik Davranışlarının Araştırılması. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 24 (4), Retrieved from: https://dergipark.org.tr/tr/pub/gazimmfd/issue/6682/88323
  • Tüzüm Demir, A. P. (2020). Araç lastiklerinin geri dönüşümü üzerine bir derleme. http://www.plastik-ambalaj.com/tr.
  • Yıldırım, Z., Karacasu, M., Okur, D. (2018). Atık Lastik ve Cam Lif ile Modifiye Edilmiş Bitümün Asfalt Betonu Performansına Etkileri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 18 (3), 1019-1027. Retrieved from https://dergipark.org.tr/en/pub/akufemubid/issue/44157/544660
  • Zhang S. L., Xin Z. X., Zhang Z. X., Kim J. K. (2009). Characterization of the properties of thermoplastic elastomers containing waste rubber tire powder, Waste Management, 29, 1480-1485. doi: 10.1016/j.wasman.2008.10.004
Primary Language tr
Subjects Civil Engineering
Journal Section Articles
Authors

Orcid: 0000-0001-8815-3762
Author: Melek AKGÜL (Primary Author)
Institution: MUNZUR ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0002-4942-1725
Author: Orhan DOGAN
Institution: KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Orcid: 0000-0003-3093-4106
Author: Serkan ETLİ
Institution: MUNZUR ÜNİVERSİTESİ
Country: Turkey


Dates

Publication Date : June 30, 2020

APA Akgül, M , Dogan, O , Etli̇, S . (2020). Farklı Çimento ile Üretilen Granül Atık Kauçuk Agregaların İkame Edilmiş Kendiliğinden Yerleşen Beton Harcının Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi . International Journal of Engineering Research and Development , 12 (2) , 787-798 . DOI: 10.29137/umagd.734614