ÇİMENTO YERİNE ATIK BAZALT TOZU İKAMESİNİN BETONUN MEKANİK VE GEÇİRGENLİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Abstract

Atık bazalt tozunun (ABT) çimento ikame malzemesi olarak kullanılması, sürdürülebilirlik açısından önem arz etmektedir. Bu bağlamda çalışmada, çimento yerine %0, %5, %10, %15 ve %20 oranlarında ABT’u ikame edilerek, ABT’u ikameli beton numuneleri hazırlanmıştır. Üretilen beton numuneleri 28 gün kür havuzunda bekletilmiştir. 28 günün sonunda sırasıyla sertleşmiş birim hacim ağırlık, basınç altında su geçirimliliği, yarma ve basınç dayanımı deneylerine tabi tutulmuştur. ABT’nun %20 oranına kadar ikame edilmesi basınç dayanımını yalnızca %8.17 oranında ve birim hacim ağırlığında ise %1.98 oranında azalmasına neden olmuştur. Bununla birlikte, ikame oranı arttıkça betonun basınç altındaki su emme oranı yükselmiş, bu da ABT içeren betonların suya doğrudan maruz kalan yapılarda kullanılmaması gerektiğini ortaya koymuştur. Ayrıca bu çalışma, ABT kullanımıyla geleneksel çimentoya kıyasla daha düşük karbon ayak izine sahip hafif beton üretiminin mümkün olduğunu göstermektedir.

Keywords

• Atık bazalt tozu (ABT)
• Çimento ikamesi
• Beton dayanımı
• Permeabilite

Thanks

Bu çalışma, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi öğrencisi Abide GENÇER’in yüksek lisans tezinden üretilmiştir.

EFFECT OF WASTE BASALT POWDER AS A CEMENT REPLACEMENT ON THE MECHANICAL AND PERMEABILITY PROPERTIES OF CONCRETE

Abstract

The use of waste basalt powder (WBP) as a cement replacement material is significant in terms of sustainability. In this context, concrete specimens incorporating WBP were prepared by replacing cement at rates of 0%, 5%, 10%, 15%, and 20%. The produced concrete samples were cured in a water tank for 28 days. At the end of the curing period, hardened unit weight, water permeability under pressure, splitting tensile strength, and compressive strength tests were conducted. Replacing cement with WBP up to 20% resulted in only an 8.17% decrease in compressive strength and a 1.98% decrease in unit weight. However, as the replacement ratio increased, the water permeability of the concrete under pressure also increased, indicating that concretes containing WBP may not be suitable for structures directly exposed to water. Additionally, this study demonstrates that the use of ABT makes it possible to produce lightweight concrete with a lower carbon footprint compared to conventional cement.

Keywords

• Waste basalt powder (WBP)
• Cement replacement
• Concrete strength
• Permeability

Thanks

This study was produced from the master's thesis of Abide GENÇER, a student of Isparta University of Applied Sciences.

References

1. S.A. Özgünler, Tarihi yapılarda kullanılan volkanik tüflerin konservasyonu üzerine bir araştırma: Od taşı örneği, Doktora Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007.
2. A. Gençer, Atık Bazalt Tozu (ABT) ikameli betonların geçirimlilik özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Isparta Uygulamalı Bilimler Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2025.
3. M. Uysal, Mineral katkılar kullanılarak üretilen kendiliğinden yerleşen betonların mekanik özelliklerinin ve dayanıklılığının incelenmesi, Doktora Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010.
4. V. Akyüncü, M.T. Cihan, Bazalt tozu katkılı harçların mekanik ve geçirimlilik özelliklerinin araştırılması, Balıkesir Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(2) (2019), 697–707. https://doi.org/10.25092/baunfbed.636998
5. B. Kaçak, E. Ordu, R. Mutlu, Sonlu farklar yöntemi kullanılarak geçirimsiz baraj tabanına yerleştirilen palplanş perdesinin yerinin belirlenmesi, International Journal of Engineering Research & Development, 16(1) (2024), 356–372.
6. D. Chen, Y. Li, J. Tao, Y. Li, S. Zhang, X. Shan, Z. Zhou, Deep learning-based segmentation model for permeable concrete meso-structures, Computer-Aided Civil and Infrastructure Engineering, 39 (2024), 3626–3645. https://doi.org/10.1111/mice.13300
7. F. Özalp, Kür koşullarının çimento bulamacı modifiye lifli betonun (SIFCON) kırılma enerjisi ve geçirimlilik özelliklerine etkileri, Journal of the Institute of Science and Technology, 13(1) (2023), 406–418. https://doi.org/10.21597/jist.1195890
8. H. Yiğiter, Farklı bağlayıcılarla üretilmiş betonların geçirimlilik karakteristiklerinin değişik test yöntemleri ile incelenmesi, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 28(6) (2022), 812–817.

9. M. Özocak, Fındık kabuğu külünün puzolan malzeme olarak kullanılması ile üretilen betonun tarımsal yapılarda kullanılabilirliğinin araştırılması, Doktora Tezi, Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2021.
10. M. Tuyan, Atık tuğla tozunun mineral katkı olarak kullanımının kendiliğinden yerleşen betonun taze hal, mekanik ve durabilite özelliklerine etkisi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 23(2) (2019), 540–548. https://doi.org/10.19113/sdufenbed.547882
11. B.S. Thomas, R.C. Gupta, Properties of high strength concrete containing scrap tire rubber, Journal of Cleaner Production, 113 (2016), 86–92. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2015.11.019
12. U.K. Sevim, N. Okumuş, Zeolit ve silika dumanı katkılı betonların mekanik ve geçirimlilik özellikleri, Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 26(2) (2011), 57–63.
13. H. Binici, A.H. Sevinç, M.Y. Durgun, Barit, bazaltik pomza, kolemanit ve yüksek fırın cürufu katkılı betonların özellikleri, KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 13(1) (2010), 1–14.
14. TS EN 12390-8. Beton - Sertleşmiş Beton Deneyleri - Bölüm 8: Basınç Altında Su İşleme Derinliğinin Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, 2019.
15. TS EN 12390-6. Beton - Sertleşmiş Beton Deneyleri - Bölüm 6: Deney Numunelerinin Yarmada Çekme Dayanımının Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, 2024.
16. TS EN 12390-3. Beton - Sertleşmiş Beton Deneyleri - Bölüm 3: Deney Numunelerinin Basınç Dayanımının Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, 2019.