Geri Dönüştürülmüş Atık EPS'nin Yüksek Dayanımlı Hafif Şap Üretiminde Kullanımının Araştırılması

Yıl 2023, , 288 - 301, 31.01.2023

İsmail İsa Atabey , Zehra Almaz , Serhan İlkentapar , Uğur Durak , Okan Karahan , Cengiz Atiş

https://doi.org/10.29130/dubited.1069044

Öz

Bu çalışmada, atık genleştirilmiş polistiren (EPS) agregası dere kumu ile yer değiştirerek yüksek dayanımlı hafif şap harçları üretilmiştir. Kaplama ve tesviye amacı ile kullanılan şap harçlarında, atık EPS kullanarak harçların birim hacim ağırlığının azaltılması, ısıl performanslarının arttırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla, bir grup geleneksel şap harcı ve beş grup atık EPS içeren, 400 kg/m³ -500 kg/m³ arasında değişen çimento dozajlarına sahip hafif şap harcı hazırlanmıştır. Atık EPS agregaları, dere agregası ile hacimce %0, %20, %40, %60, %80 ve %100 oranında yer değiştirilmiştir. Geleneksel ve hafif şap harçlarının yayılma çapı, birim ağırlık, su emme oranı, görünür boşluk oranı, kılcal su emme, basınç ve eğilme dayanımı, aşınmaya karşı direnç ve ısıl iletkenlik performansı ölçülmüştür. Atık EPS içeren harçların birim hacim ağırlıkları 750 kg/m³ –1950 kg/m³ arasında belirlenerek hafif ağırlıklı şap harcı elde edilmiştir. Ayrıca geleneksel şap harcının ısıl iletkenlik katsayısı 0,6617 W.m/K’dan tamamen atık EPS ikamesi ile 0,2553 W.m/K’ya düşerek %61 daha düşük ısıl iletkenlik elde edilmiştir. Deneysel sonuçlar atık EPS agregasının yer değişim oranına bağlı olarak 6,1 MPa-43,4 MPa aralığında hem orta dayanımlı hem de taşıyıcı hafif beton sınıfında hafif şap harçlarının elde edilebildiğini ortaya koymuştur. Harçlardaki birim ağırlığın düşmesi, yapı ağırlığının azalmasına ve ısıl yalıtım özelliğinin iyileşmesine katkı sunmaktadır. Böylece deprem yükü, yalıtım özellikleri ve atık EPS’nin geri dönüşümü açısından sürdürülebilir hafif şap harcı elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Atık EPS, hafif şap, geri dönüşüm, yüksek dayanım, ısıl iletkenlik

Destekleyen Kurum

Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Proje Numarası

FBA-2014-5191

Teşekkür

Bu çalışmanın yürütülmesine FBA-2014-5191 nolu proje ile destek veren Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimine ve Atık EPS temininde destek veren Koyuncu Kimya Ltd. Şti.’ye teşekkür ederiz.

Kaynakça

• A. Bicer, “Investigation of waste EPS foams modified by heat treatment method as concrete aggregate,”Journal of Building Engineering, 42, 102472, 2021.
• M. Kaya, Z. B. Yıldırım, F. Köksal, A. Beycioğlu, and I. Kasprzyk, “Evaluation and Multi-Objective Optimization of Lightweight Mortars Parameters at Elevated Temperature via Box–Behnken Optimization Approach,” Materials, vol. 14, no. 23, p. 7405, 2021.
• F. Koksal, E. Mutluay and O. Gencel, “Characteristics of isolation mortars produced with expanded vermiculite and waste expanded polystyrene,” Construction and Building Materials, 236, 117789, 2020.
• V. Ferrándiz-Mas, T. Bond, E. García-Alcocel, and C. R. Cheeseman, “Lightweight mortars containing expanded polystyrene and paper sludge ash,” Construction and Building Materials, 61, 285-292, 2014.
• V. Corinaldesi, G. Gnappi, G. Moriconi, and A. Montenero, “Reuse of ground waste glass as aggregate for mortars,” Waste Management, 25(2), 197-201, 2005.
• A. A. Sayadi, J. V. Tapia, T. R. Neitzert, and G. C. Clifton, “Effects of expanded polystyrene (EPS) particles on fire resistance, thermal conductivity and compressive strength of foamed concrete,” Construction and Building Materials, 112, 716-724, 2016.
• B. A. Herki, and J. M. Khatib, “Valorisation of waste expanded polystyrene in concrete using a novel recycling technique,” European Journal of Environmental and Civil Engineering, 21(11), 1384-1402, 2017.
• S. İlkentapar, ve H. Eren, “EPS İle İkame Edilmiş Uçucu Küllü Geopolimer Hafif Harcın Fiziksel, Mekanik ve Isıl Geçirimlilik Özelliklerinin İncelenmesi,” Academic Platform Journal of Engineering and Science, 9(1), 28-38, 2021.
• M. Sarıdemir, and S. Çelikten, “Investigation of fire and chemical effects on the properties of alkali-activated lightweight concretes produced with basaltic pumice aggregate,” Construction and Building Materials, 260, 119969, 2020.
• H. Eren, S. İlkentapar, ve U. Durak, “Alkali ile Aktive Edilmiş EPS İkameli Harçların Mekanik Özelliklerinin, Isı Geçirimlilik Özelliklerinin ve Yüksek Sıcaklığa Karşı Dirençlerinin Araştırılması,” Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 10(4), 1515-1526, 2021.
• Y. T. Altuncı, C. Öcal, K. Saplıoğlu, H. H. İnce ve M. Çevikbaş, “Genleştirilmiş Cam Agregalı ve Genleştrilmiş Perlit Agregalı Şap Harçlarının Performans Özellikleri,” El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi, 8(1); 11-20, 2021.
• Y. A. Ali, E. H. Fahmy, M. N. AbouZeid, Y. B. Shaheen, and M. N. A. Mooty, “Use of expanded polystyrene wastes in developing hollow block masonry units,” Construction and Building Materials, 241, 118149, 2020.
• Çimento- Bölüm 1: Genel çimentolar- Bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 197-1, 2012
• Agregaların geometrik özellikleri için deneyler bölüm 1: Tane büyüklüğü dağılımı tayini- Eleme metodu, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 933-1:2012(EN), 2012.
• Beton-Karma suyu-Numune alma, deneyler ve beton endüstrisindeki işlemlerden geri kazanılan su dahil, suyun, beton karma suyu olarak uygunluğunun tayini kuralları, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 1008, 2003.
• O. Karahan, Z. Almaz, ve İ. İ. Atabey, “Atık EPS Agregalı Hafif Betonların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması,” Erciyes Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi, s. 1–42, 2016.
• Çimento deney metotları - Bölüm 1: Dayanım tayini, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 196-1, 2016.
• Kagir harcı- Deney metotları- Bölüm 3: Taze harç kıvamının tayini (yayılma tablası ile), Türk Standartları Enstitüsü TS EN 1015-3, 2000.
• Kimyasal katkılar- Beton, harç ve şerbet için- Deney metotları- bölüm 11: Sertleşmiş betonda hava boşluğu özelliklerinin tayini, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 480-11, 2008.
• Kagir harcı- Deney yöntemleri- Bölüm 11: Sertleşmiş harcın eğilmede çekme ve basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 1015-11, 2020.
• Doğal yapı taşları- İnceleme ve laboratuvar deney yöntemleri, Türk Standartları Enstitüsü, TS 699/T1, 2016.
• Zemin döşemesi için beton kaplama blokları- Gerekli şartlar ve deney metotları, Türk Standartları Enstitüsü TS 2824 EN 1338/AC, 2009.
• Standard Test Method for Measurement of Rate of Absorption of Water by Hydraulic-Cement Concretes, ASTM C1585-13, 2013.
• Isı yalıtımı- Kararlı halde ısıl direncin ve ilgili özelliklerin tayini- Mahfazalı sıcak plaka cihazı, Türk Standartları Enstitüsü TS ISO 8302, 2002.
• N. Liu, and B. Chen, “Experimental study of the influence of EPS particle size on the mechanical properties of EPS lightweight concrete,” Construction and Building Materials, 68, 227-232, 2014.
• C. Taşdemir, “Hafif betonların ısı yalıtım ve taşıyıcılık özellikleri,” TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Türkiye Mühendislik Haberleri Dergisi, (427), 57-61, 2003.
• A. Moreira, J. António, and A. Tadeu, “Lightweight screed containing cork granules: Mechanical and hygrothermal characterization,” Cement and Concrete Composites, 49, 1-8, 2014.