Alaçatı-Alaepietra Taşının Otoklavsız Gazbeton Üretiminde Değerlendirilebilirliği Üzerine Bir Analiz

Year 2022, , 467 - 488, 25.12.2022

Lütfullah Gündüz , Şevket Onur Kalkan

https://doi.org/10.53433/yyufbed.1095319

Abstract

Küresel ısınma, inşaat sektörü de dahil olmak üzere dünya çapında her sektörü yakından ilgilendiren hayati bir konudur. Bu sebeple, düşük enerji tüketilerek üretilen malzemeler geliştirmek için birçok girişimde bulunulmaktadır. Gazbeton üretiminde yüksek basınç ve sıcaklıkta otoklav kürlenmesi nedeniyle prosesin enerji tüketimi yüksektir. Bu çalışmada, ocak kesim artığı olarak depolanan, nispeten ince boyutlu Alaçatı-Alapietra taşının gazbetonda hafif agrega olarak geliştirilmesi ve daha düşük enerji tüketimi ile “otoklavsız gazbeton” üretimi araştırılmıştır. Çalışma sonuçlarına göre, beklendiği gibi karışımlarda alüminyum tozu oranı arttıkça, gazbetonların gözenek oranı ve gözenek çapı artmış ve sertleşmiş birim hacim ağırlıkları azalmıştır. Test örneklerinin basınç dayanımları 0.73-1.77 N/mm2 aralığında gözlemlenmiştir. Örneklerin, RILEM’e göre Sınıf III dolgu ve yalıtım amaçlı betonlar için öngörülen dayanım limitleri sağladığı görülmektedir. Örneklerinin ısı iletkenlik değerleri 0.086-0.189 W/mK aralığında değişmiştir. Çalışma bulgularına göre TS EN 771-4 standardında öngörülen minimum 1.5 N/mm2 basınç dayanım limitini sağlayabilen karışım tasarımları oluşturabildiği belirlenmiştir. Ayrıca, RILEM limitlerine göre enerji verimliliği bağlamında ısıl performansı yüksek olabilecek karışım kombinasyonları oluşturulabileceği de gözlemlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmada, otoklav kullanılmadan gazbeton üretilmiş ve Alaçatı taşının otoklavsız gazbetonlarda kullanılabileceği tespit edilmiştir.

Keywords

Alaçatı taşı, Analiz, Gazbeton, Hafif beton, Kagir blok, Otoklavsız

An Analysis on the Evaluation of Alaçatı-Alaepietra Stone in Non-Autoclaved Aerated Concrete Production

Abstract

Global warming is a vital issue that closely concerns every industry around the world, including the construction industry. Thus, many attempts have been made to develop materials that are produced with lower energy consumption. Autoclaved aerated concrete is a popular thermal insulation material in the construction industry. However, due to the autoclave curing at high pressure and temperature, the energy consumption of the process is high. In this study, the production of “non-autoclaved aerated concrete” with was investigated. In addition, the development of relatively fine size Alaçatı-Alapietra stone as lightweight aggregate in aerated concrete was examined. According to the results, the compressive strengths of the test samples were determined in the range of 0.73-1.77 N/mm2. All of the samples meet the strength limits stipulated for Class III concretes for filling and insulation purposes according to RILEM. The thermal conductivity values of the test samples varied in the range of 0.086-0.189 W/mK. According to the research findings, it has been determined that it could create mixture designs providing the minimum 1.5 N/mm2 compressive strength limit stipulated in the TS EN 771-4 standard. It has also been observed that mixture combinations with high thermal performance can be created in terms of energy efficiency according to RILEM limits. In the experimental study, it was determined that aerated concrete was produced without using an autoclave, and Alaçatı stone could be used in non-autoclaved aerated concrete.

Keywords

Aerated Concrete, Alaçatı stone, Analysis, Lightweight concrete, Masonry block

References

• Asadi, I., Shafigh, P., Hassan, Z. F. B. A., & Mahyuddin, N. B. (2018). Thermal conductivity of concrete–A review. Journal of Building Engineering, 20, 81-93. doi: 10.1016/j.jobe.2018.07.002
• Awang, H., Noordin, M. N., Ismail, M. R., & Hussein Al-Haidary, M. H. M. (2010, Aralık). Properties of hardened foam concrete. Proceeding of 4th. International Conference on Built Environment in Developing Countries, Penang, Malezya.
• Chen, X., Zhao, Z., Hao, M., & Wang, D. (2013). Research of hydrogen generation by the reaction of Al-based materials with water. Journal of Power Sources, 222, 188-195. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.08.078
• Gündüz, L., Kalkan, Ş. O., & Aydoğdu, N. K. (2016, Ekim). İzmir-Alaçatı taşının kuru karışım hafif beton agregası olarak kullanılabilirliği üzerine teknik bir analiz. 8th International Aggregates Symposium,Kütahya, Türkiye.
• Gündüz, L., Kalkan, Ş. O., & Ertan, F. (2017). Mikronize edilmiş İzmir-Alaçati Alapietra taşinin yalitimli kompozit dolgu harci üretiminde kullanımı üzerine bir inceleme. Celal Bayar Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 13(2), 503-514. doi: 10.18466/cbayarfbe.319931
• Hlaváček, P., Šmilauer, V., Škvára, F., Kopecký, L., & Šulc, R. (2015). Inorganic foams made from alkali-activated fly ash: Mechanical, chemical and physical properties. Journal of the European Ceramic Society, 35, 703–709. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2014.08.024
• Jin, H. Q., Yao, X. L., Fan, L. W., Xu, X., & Yu, Z. T. (2016). Experimental determination and fractal modeling of the effective thermal conductivity of autoclaved aerated concrete: Effects of moisture content. International Journal of Heat and Mass Transfer, 92, 589-602. doi: 10.1016/j.ijheatmasstransfer.2015.08.103
• Jones, M., & McCarthy, A. (2005). Utilising unprocessed low-lime coal fly ash in foamed concrete. Fuel, 84, 1398–1409. doi: 10.1016/j.fuel.2004.09.030
• Kalkan, Ş. O., & Gündüz L. (2018). Effect of Porous Aggregate Size on the Techno-Mechanical Properties of Cementless Lightweight Mortars. El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 5(1), 168-175. doi: 10.31202/ecjse.354569
• Koutný, O., Opravil T., & Pořízka J. (2015). Application of metakaolin in autoclaved aerated concrete technology. Advanced Materials Research, 1000, 174-177. doi: 10.4028/www.scientific.net/AMR.1000.174
• Koutný, O., & Opravil T. (2016). The basics of low volume weight aerated autoclaved concrete preparation. Materials Science Forum, 851, 69-74. doi: 10.4028/www.scientific. net/MSF.851.69
• Melnyk, A. Y., Poznyak O. R., & Soltysik R. A. (2013). Non-Autoclaved aerated concrete produced using industrial wastes. https://science.lpnu.ua/sites/default/files/journal-paper/2017/jun/4469/28-melnyk-161-166.pdf Erişim tarihi: 29.03.2022.
• Özcan, Ş. P., & Gündüz, L. (2021a). Otoklavsız gazbeton kâgir blok elemanlarının üretiminde endüstriyel atık liflerin kullanımı üzerine teknik bir analiz. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi, 24, 202-212. doi: 10.31590/ejosat.900083
• Özcan, Ş. P., & Gündüz, L. (2021b). Pamuk-sentetik bileşenli lif katkısı ve genleştirme ajanı miktarlarının otoklavsız gazbetonun teknik özelliklerine etkileri. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 21(6), 1404-1423. doi: 10.35414/akufemubid.933359
• Poznyak, O., & Melnyk, A. (2014). Non-autoclaved aerated concrete made of modified binding composition containing supplementary cementitious materials. Budownictwo i Architektura, 13(2), 127-134. doi: 10.35784/bud-arch.1887
• Qu, M. L., Tian, S. Q., Fan, L. W., Yu, Z. T., & Ge, J. (2020). An experimental investigation and fractal modeling on the effective thermal conductivity of novel autoclaved aerated concrete (AAC)-based composites with silica aerogels (SA). Applied Thermal Engineering, 179, 115770. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2020.115770
• RILEM, L. C. (1978). Functional Classification of Lightweight Concrete., 11(4), 281-282. https://link.springer.com/content/pdf/10.1007/BF02551774.pdf Erişim Tarihi: 28/03/2022.
• Ropelewski, L., & Neufeld, R. (1999). Thermal inertia properties of autoclaved aerated concrete. Journal of Energy Engineering, 125, 59–75. doi: 10.1061/(ASCE)0733-9402(1999)125:2(59)
• Soultana, A., & Galetakis, M. (2020). Utilization of quarry dust and calcareous fly ash for the production of lightweight cellular micro- concrete—synthesis and characterization. Buildings, 10, 214. doi: 10.3390/buildings10120214
• Straube, B., & Walther, H. (2011). AAC with low thermal conductivity. Xella Technologie, Kloster Lehnin. http://gazobeton.org/sites/default/files/sites/all/uploads/acc_with_low_termal_conductivity.pdf Erişim Tarihi: 28/03/2022.
• Teng, H., Lee, T., Chen, Y., Wang, H. & Cao, G. (2012). Effect of Al(OH)3 on the hydrogen generation of aluminum–water system. Journal of Power Sources, 219, 16-21. doi: 10.1016/j.jpowsour.2012.06.077
• Töreyen, G., Özdemir, İ., & Kurt, T. (2010). ArcGISTM 10 Desktop Uygulama Dokümanı. Ankara, Türkiye: Esri Türkiye, İşlem Şirketler Grubu Eğitim Dokümanları.
• TS EN 1015-10. (2007). Kâgir harcı-Deney metotları- Bölüm 10: Sertleşmiş harcın boşluklu kuru birim hacim kütlesinin tayini. Ankara, Türkiye: TSE.
• TS 825. (2013). Binalarda Isı Yalıtım Kuralları. Ankara, Türkiye: TSE.
• TS EN 771-4 (2015). Kâgir birimler - Özellikler - Bölüm 4: Gazbeton kâgir birimler. Ankara, Türkiye: TSE.
• Ulykbanov, A., Sharafutdinov, E., Chung, C. W., Zhang, D., & Shon, C. S. (2019). Performance-based model to predict thermal conductivity of non-autoclaved aerated concrete through linearization approach. Construction and Building Materials, 196, 555–563. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.11.147
• Uysal, M., Gündoğdu B. C., & Sümer, M. (2012). Gazbetonun kuruma rötresine bağlayıcı malzeme miktarı değişiminin etkisi. Erciyes Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 28(4), 303-308.
• Walczak, P., Szymański, P., & Różycka, A. (2015). Autoclaved aerated concrete based on fly ash in density 350kg/m3 as an environmentally friendly material for energy-efficient constructions. Procedia Engineering, 122, 39-46. doi: 10.1016/j.proeng.2015.10.005