Elektrik Ark Ocağı Cürufunun Geleneksel Aşınma Tabakalarındaki Performansı ve Sürdürülebilirliği

Elektrik ark ocağı çelik cürufu, hem doğal agrega kaynakları üzerindeki baskıyı azaltma hem de çelik üretiminden kaynaklanan endüstriyel yan ürünlerin değerlendirilmesi açısından asfalt kaplamalarda umut verici bir alternatif malzeme olarak değerlendirilmektedir. Bu çalışma, elektrik ark ocağı cürufunun geleneksel yoğun gradasyonlu asfalt aşınma tabakalarında kullanımına ilişkin mevcut literatürü kapsamlı biçimde inceleyerek malzeme özellikleri, karışım tasarımı, mekanik performans, yüzey fonksiyonelliği ve çevresel sürdürülebilirlik boyutlarını değerlendirmektedir. Literatür bulguları, elektrik ark ocağı cürufunun yüksek sertlik, köşelilik ve pürüzlü yüzey dokusu sayesinde kalıcı deformasyon direncini ve kayma-sürtünme performansını belirgin biçimde artırabildiğini göstermektedir. Özellikle iri agrega fraksiyonunda %25–50 civarındaki ikame oranlarının kalıcı deformasyon direnci ile yorulma performansı arasında dengeli sonuçlar verdiği rapor edilmektedir. Bununla birlikte, yüksek yoğunluk ve gözenekli yapı nedeniyle bağlayıcı absorpsiyonu artabilmekte ve optimum bağlayıcı içeriğinin genellikle %0,3–0,7 oranında artırılması gerekmektedir. Hacimsel stabilite açısından serbest CaO ve MgO kaynaklı genleşme potansiyeli önemli bir risk oluşturmaktadır; ancak yaşlandırma ve stabilizasyon işlemleri bu riski önemli ölçüde azaltabilmektedir. Çevresel değerlendirmeler, bitüm kapsüllemesi sayesinde ağır metal liçinin önemli ölçüde sınırlandığını ve uygun lojistik koşullar altında sera gazı emisyonlarında anlamlı azalmalar sağlanabildiğini göstermektedir. Genel olarak elektrik ark ocağı cürufu, uygun stabilizasyon ve performans temelli karışım tasarımı ile birlikte uygulandığında, geleneksel aşınma tabakalarında hem teknik performans hem de sürdürülebilirlik açısından uygulanabilir bir agrega alternatifi olarak değerlendirilmektedir.

Electric Arc Furnace steel slag is considered a promising alternative material in asphalt pavements, both for reducing pressure on natural aggregate resources and for promoting the utilization of industrial by-products generated during steel production. The present study comprehensively reviews the existing literature on the use of electric arc furnace slag in conventional dense-graded asphalt wearing courses, evaluating material characteristics, mixture design, mechanical performance, surface functionality, and environmental sustainability aspects. Literature findings indicate that the high hardness, angularity, and rough surface texture of electric arc furnace slag can significantly enhance resistance to permanent deformation and improve skid resistance performance. In particular, replacement ratios of approximately 25–50% in the coarse aggregate fraction are reported to provide a balance between rutting resistance and fatigue performance. However, due to its relatively high density and porous structure, binder absorption may increase, and the optimum binder content generally needs to be increased by approximately 0,3–0,7%. In terms of volumetric stability, the expansion potential associated with free CaO and MgO represents an important risk; nevertheless, aging and stabilization processes can substantially reduce this risk. Environmental assessments demonstrate that heavy metal leaching is significantly limited by bitumen encapsulation and that meaningful reductions in greenhouse gas emissions can be achieved under appropriate logistical conditions. Overall, when used in conjunction with proper stabilization and performance-based mixture design, electric arc furnace slag can be considered a technically viable and sustainable aggregate alternative for conventional asphalt wearing courses.