FARKLI BETON TÜRLERİNDE MERMER TOZU KULLANIMININ SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK AÇISINDAN KARŞILAŞTIRMALI ANALİZİ

Abstract

Bu çalışmada mermer tozu katkılı farklı beton türlerinin sürdürülebilirlik performansları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında pomza agregalı hafif beton numunelerine ait deneysel veriler kullanılmış, ayrıca literatürde yer alan mermer tozu katkılı normal beton, kendiliğinden yerleşen hafif beton ve gazbeton çalışmaları incelenmiştir. Farklı beton türlerine ait mekanik ve fiziksel verilerin birlikte değerlendirilebilmesi amacıyla “Sürdürülebilirlik Performans İndeksi (SPI)” adı verilen yeni bir değerlendirme yöntemi önerilmiştir. SPI yöntemi ile basınç dayanımı, mermer tozu kullanım oranı, birim hacim ağırlık ve çimento azaltımı parametreleri birlikte değerlendirilmiştir. Elde edilen sonuçlar mermer tozu kullanımının sürdürülebilir yapı malzemeleri açısından önemli avantajlar sağladığını göstermiştir. Özellikle pomza agregalı hafif betonlarda %20 mermer tozu kullanımının sürdürülebilirlik ve mekanik performans açısından optimum sonuç verdiği belirlenmiştir. Gazbeton çalışmalarında ise mermer tozunun ana hammadde olarak kullanılabileceği görülmüştür. Önerilen SPI yönteminin farklı beton türlerinin sürdürülebilirlik performanslarının karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesinde uygulanabilir olduğu sonucuna ulaşılmıştır.

Keywords

• Mermer tozu
• sürdürülebilir beton
• hafif beton
• SPI

COMPARATIVE ANALYSIS OF THE USE OF MARBLE POWDER IN DIFFERENT TYPES OF CONCRETE FROM A SUSTAINABILITY PERSPECTIVE

Abstract

In this study, the sustainability performances of different concrete types containing marble powder were comparatively evaluated. Experimental data obtained from pumice aggregate lightweight concrete mixtures were used within the scope of the study. In addition, marble powder incorporated normal concrete, self-compacting lightweight concrete and aerated concrete studies from the literature were also investigated. A new evaluation method called the “Sustainability Performance Index (SPI)” was proposed in order to evaluate the mechanical and physical properties of different concrete types together. In the SPI method, compressive strength, marble powder ratio, unit weight and cement reduction parameters were evaluated simultaneously. The results demonstrated that the use of marble powder provides significant advantages in terms of sustainable construction materials. Particularly, the use of 20% marble powder in pumice aggregate lightweight concrete provided optimum results in terms of sustainability and mechanical performance. In aerated concrete studies, marble powder was successfully used as the main raw material. It was concluded that the proposed SPI method is applicable for the comparative evaluation of sustainability performances of different concrete types.

Keywords

• Marble powder
• sustainable concrete
• lightweight concrete
• SPI

References

1. Erdoğan TY. Beton. Ankara: METU Press; 2003.
2. Ashish DK. Concrete made with waste marble powder and supplementary cementitious material for sustainable development. Journal of Cleaner Production. 2019;211:716-729. Doi:10.1016/j.jclepro.2018.11.245
3. Mohammadhosseini, H., & Abdul Awal, A. S. M. (2016). Green concrete production incorporating waste carpet fiber and palm oil fuel ash. Elsevier.
4. Ünal O, Kıbıcı Y. Mermer tozu atıklarının beton üretiminde kullanılmasının araştırılması. Türkiye III. Mermer Sempozyumu Bildiriler Kitabı. Afyon; 2001. p.317-326.
5. Demir İ, Başpınar MS, Abadan S, Kahraman E, Ünal O. Mermer tozunun gazbeton üretiminde geri dönüşüm malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması. ISEM2014 Proceedings. Adıyaman; 2014. p.1292-1301.
6. Türkiye Doğal Taş ve Mermer Sektörü Raporu. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü; 2019.
7. Özdemir, C., Çağlar, H., Ahıskalı, A., Çimen, S., & Avan, Ç. (2022). Kendiliğinden Yerleşen Hafif Betonda Mermer Tozu Kullanımının Araştırılması. Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 5(3), 1184-1200. https://doi.org/10.47495/okufbed.981460
8. Topçu İB. Hafif Beton Teknolojisi. Eskişehir: Nobel Yayınları; 2006.

9. Yazıcıoğlu, S., & Kara, C. (2017). Betonda Atık Mermer Tozu Kullanımının Karbonatlaşmaya Etkisi. Politeknik Dergisi, 20(2), 369-376. https://izlik.org/JA38SZ42EX
10. Gesoğlu, M., Güneyisi, E., Khoshnaw, G., & İpek, S. (2014). Investigating properties of pervious concretes containing waste tire rubbers. Construction and Building Materials, 63, 206–213. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.04.046
11. Alyamaç KE, İnce R. A preliminary concrete mix design for SCC with marble powders. Construction and Building Materials. 2009;23(3):1201-1210.doi:10.1016/j.conbuildmat.2008.08.012
12. Benjeddou O., Abdelzaher M.A. Experimental and Theoretical Study of Water Amount on the Rheological Features of Marble Sludge Grout. Civil Engineering and Architecture. 2024;12(3A):2403-2418. doi:10.13189/cea.2024.121
13. Luhar S., Luhar I. Sustainable Recycling and Reuse of Marble Waste in the Construction Industry: A Systematic Review Towards a Circular Economy. Journal of Composites Science. 2026;10:221. doi.org/10.3390/jcs10050221
14. Miller SA, Horvath A, Monteiro PJM. Readily implementable techniques can cut annual CO₂ emissions from the production of concrete by over 20%. Environmental Research Letters. 2016;11(7):074029. doi:10.1088/1748-9326/11/7/074029
15. Huang G., Liu Y., Benn T., Luo L., Xie T., Zhuge Y. A Comprehensive Framework for the Design and Optimisation of Limestone-Calcined Clay Cement: Integrating Mechanical, Environmental, and Financial Performance. Journal of Composites Science. 2024;8(12):524. doi.org/10.3390/jcs8120524
16. Siddique R, Cachim P. Waste and supplementary cementitious materials in concrete: Characterisation, properties and applications. Resources, Conservation and Recycling. 2018;136:85-96.