Betonda Agrega İle Yer Değiştirilen Atık Döküm Kumunun Sertleşmiş Betonun Kimyasal ve Mineralojik Yapısına ve Mekanik Dayanımına Olan Etkisi

Yıl 2023, Cilt: 11 Sayı: 2, 743 - 758, 30.04.2023

Merve Kalem , Fatma Nur Harmancı

https://doi.org/10.29130/dubited.1101512

Öz

Günümüzde, atık ve artık olarak ortaya çıkan malzemelerin yeniden kullanımı ve geri dönüşümü konusunda yoğun olarak çalışılmaktadır. Bu çalışmalarda atıklardan yeni ürünler elde edilmesi veya bunların katkı maddesi olarak kullanılması amaçlanmaktadır. Atıkların yeniden kullanımı veya geri dönüşümü; sınırlı olan doğal kaynakların kullanımını azaltarak, doğanın tahrip edilmesini önlemekte, üretimde verimliliği artırmakta ve atık depolanması sonucu oluşacak çevre problemlerini en aza indirmektedir. Bu çalışma ile önemli bir çevresel sorun olan atık döküm kumu için yeni bir değerlendirme alanı araştırılabileceği gibi, beton üretimi sırasında kullanılan agreganın kullanımı da azaltılacağı için bu agregaların temini sırasında meydana gelen doğal kaynakların tahribatının da azaltılması hedeflenmiştir. Bu amaçla, atık döküm kumu önemli bir yapı malzemesi olan beton içerisinde değerlendirilmesi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Bu atıklar %5, %10 ve %20 oranlarında beton içerisindeki agrega ile yer değiştirilerek betonun SEM-EDS, FTIR (Fourier Transform Infrared) spektrofotometresi, Termogravimetrik analiz (TGA), X-ışınları difraktometresi (XRD) ve basınç dayanımı analizleri gerçekleştirilmiştir. Bu analizler ile atık döküm kumu katkısı kullanımına bağlı olarak beton bünyesinde meydana gelen kimyasal ve mineralojik değişimler tespit edilerek bu değişimlerin basınç dayanımı ile olan ilişkisi ortaya koyulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Atık döküm kumu, agrega, beton, SEM-EDS, FTIR, XRD., Atık döküm kumu, agrega, beton, SEM-EDS, FTIR, XRD.

Kaynakça

• [1] T.C. Çevre ve Şehircilik Bakanlığı, Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü, “ Türkiye’de Sanayiden Kaynaklanan Tehlikeli Atıkların Yönetiminin İyileştirilmesi”, Döküm Sektörü, Rehber Doküman, 2012.
• [2] Türkiye Döküm Sanayicileri Derneği, “ Kullanılmış Döküm Kumunun Değerlendirilmesi Ve Geri Kazanımı” Türkiye Döküm Sektörü, TUDOKSAD, İstanbul, pp. 1-17, 2019.
• [3] H. M. Başar ve N. Deveci Aksoy, “The effect of waste foundry sand (WFS) as partial replacement of sand on the mechanical leaching and micro-structural characteristics of ready-mixed concrete”, Construction and Building Materials, vol. 35, pp. 508-515, 2012.
• [4] M. Y. Kılıç ve M.Tüylü, “Bursa’daki Atık Döküm Kumlarının Endüstriyel Simbiyoz İle Hazır Beton Üretiminde Hammadde Olarak Kullanımı”, Uludağ Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, c. 24 (1), ss. 99-110, 2019.
• [5] R. Siddique, G. Kaur ve G. Rajor, “Waste foundry sand and its leachate characteristics”, Resources, Conservation and Recycling, vol. 54, pp. 1027- 1036, 2010.
• [6] American Foundrymen's Society (AFS), “Foundry sand facts for civil engineers”, American Foundrymen's Society Inc. for Federal Highway Administration Environmental Protection Agency, Report No: FHWA-IF-04-004, Washington DC, US, vol. 80, 2004.
• [7] P. K. Mehta, “ Reducing the enviromental impact of concrete”, Concrete İnternational, pp. 61-66, 2001.
• [8] A. Torres, L. Bartlett ve C. Pilgrim, “ Effect of Foundry Waste on the Mechanical Properties of Portland Cement Concrete”, Construction and Building Materials, vol. 135, pp. 674-681, 2017.
• [9] J. M. Khatib, S. Baig, A. Bougara ve C. Booth, “ Foundry Sand Utilisation in Concrete Production”, In Second International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies, Anoca, Italy, 931-938, 2010.
• [10] R. Siddique, G. Singh, ve M. Singh, “ Recycle Option for Metallurgical by-Product (Spent Foundry Sand) in Green Concrete for Sustainable Construction”, Journal of Cleaner Production, vol. 172, pp. 1111-1120, 2018.
• [11] A. Parashar, P. Aggarwal, B. Saini, Y. Aggarwal ve S. Bishnoi, “Study on performance enhancement of self-compacting concrete incorporating waste foundry sand”, Construction and Building Materials, vol. 251, pp.118875, 2020.
• [12] T. Manoharan, D. Laksmanan, K. Mylsamy, P. Sivakumar ve A. Sircar, “Engineering Properties of Concrete with Partial Utilization of Used Foundry Sand”, Waste Management, vol. 71, pp. 454-460, 2018.
• [13] F. Aguayo, A. Torres, T. Talamini ve K. Whaley, “ Investigation Into The Heat Of Hydration And Alkali Silica Reactivity of Sustainable Ultrahigh Strength Concrete With Foundry Sand”, Advances in Materials Science and Engineering, pp. 1-11, 2017.
• [14] N. Gurumoorthy ve K. Arunachalam, “Micro and Mechanical Behaviour of Treated Used Foundry Sand Concrete”, Construction and Building Materials, vol. 123, pp. 184-190, 2016.
• [15] T. Gönen, O. Onat, S. Cemalgil, B. Yilmazer ve Y.T. Altuncu, “Beton Teknolojisi İçin Yeni Atık Malzemeler Üzerine Bir İnceleme”, Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, s. 8 (1), ss.36-43, 2012.
• [16] F. Puertas, S. Martinez-Ramirez, S. Alonso ve T. Vazquez, “Alkali-activated fly ash/slag cement strength behaviour and hydration products”, Cement and Concrete Research, s.30, ss.1625-1632, 2002.
• [17] M. Horgnies, J. J. Chen ve C. Bouillon, “Overview about the use of Fourier Transform Infrared spectroscopy to study cementitious materials”, WIT Transactions on Engineering Sciences, s.77, ss.251-260, 2013.
• [18] AKÇANSA, “Çimentonun Hidratasyonu” Teknik Notlar 3, 2020.
• [19] R. Siddique, G. Schutter ve A. Noumowe, “Effect of used-foundry sand on the mechanical properties of concrete”, Construction and Building Materials, s.23, ss.976-980, 2009.
• [20] U. Mroueh, M. Wahlstrom, “By-products and recycled materials in earth construction in Finland: An assessment of applicability”, Res. Conser. and Recycling,s. 35, ss.117-129, 2002.
• [21] T.R. Naik, R.N. Kraus, Y.M. Chun, W.B. Ramme, S.S. Singh, “ Properties of field manufactured cast-concrete products utilizing recycled materials”, Journal of Materials in Civil Engineering, s.15(4), ss.400-407, 2003.
• [22] Y. Engin, “Betonda Alkali Silika Reaksiyonu” https://www.betonvecimento.com/beton-2/alkali-silika-reaksiyonu (Erşim tarihi: 06.04.2022).