Yol dolgusunda kullanılan geri dönüştürülmüş beton agregasının esneklik özelliklerine donma çözülme etkisi

Yıl 2021, Cilt: 36 Sayı: 2, 971 - 984, 05.03.2021

Merve Akbaş Recep İyisan

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.795376

Öz

İnşaat yıkım atıklarından elde edilen malzeme miktarları arasında geri dönüştürülmüş beton agregaları (GDBA) ağırlıkça önemli bir paya sahip olup yol dolgularında kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Yol alt temel ve temel tabakasında GDBA’nın dolgu malzemesi olarak %100 oranında kullanılması durumunda esneklik özelikleri de belirlenmeli ve kullanım uygunluğunun değerlendirilmesinde dikkate alınmalıdır. Diğer taraftan donma ve çözülme (D-Ç) süreci, malzemenin esneklik özelliklerini olumsuz yönde etkilemekte, yol uzun dönem performansını düşürmektedir. Bu nedenle yol dolgu malzemesi olarak kullanılan GDBA’nın donma çözülme etkisi ile esneklik özelliklerindeki değişim, yol tasarımında ve inşasında dikkate alınmalıdır. Bu çalışmada, İstanbul kentsel dönüşüm projesinden elde edilmiş GDBA’nın esneklik özelliklerine donma ve çözülme etkisi deneysel olarak incelenmiştir. Bu amaçla uygun dane çapı dağılımındaki GDBA ile hazırlanan numuneler üzerinde, farklı sayılarda D-Ç çevrimi sonrasında bir dizi esneklik modülü ve kalıcı deformasyon deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçları esneklik modülünün bir eşik D-Ç çevrimine kadar arttığını, bu eşik değerden sonra bir azalma eğiliminde olduğunu, D-Ç çevrimlerinden sonra plastik deformasyon değerlerinde önemli bir değişiklik olmadığını, malzemenin plastik sünme davranışı sergilediğini göstermiştir. Ayrıca donma çözülme etkisini dikkate alan ve pratik amaçlar doğrultusunda esneklik modülü tahmininde kullanılmak üzere bir model önerilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Geri dönüştürülmüş beton agregaları, donma ve çözülme, esneklik modülü, kalıcı deformasyon

Destekleyen Kurum

İstanbul Teknik Üniversite Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Proje Numarası

MYL-2018-41813

Teşekkür

Bu çalışmanın gerçekleşmesinde İstanbul Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından verilen desteğe yazarlar teşekkür ederler.

Kaynakça

• The U.S. Environmental Protection Agency. Advancing Sustainable Materials Management: 2017 Fact Sheet. https://www.epa.gov/sites/production/files/2019-11/documents/2017_facts_and_figures_fact_sheet_ final.pdf. Yayın tarihi Kasım 2020. Erişim tarihi Nisan 3, 2020.
• Building Materials & Technology Promotion Council Ministry of Housing & Urban Affairs Government of India. Utilization of Recycled Produce of Construction & Demolition Waste A Ready Reckoner. https://www.bmtpc.org/ DataFiles/ CMS / file / PDF_Files / C&D _ Ready _ Reckoner_BMTPC_web.pdf. Yayın tarihi Ekim 2020. Erişim tarihi Ağustos 20, 2020.
• T.C. Bilim, Sanayi̇ ve Teknoloji̇ Bakanlığı Sanayi Genel Müdürlüğü. Ulusal Geri̇ Dönüşüm Strateji̇ Belgesi̇ ve Eylem Planı 2014-2017. https://webdosya.csb.gov.tr/db/ugds/ustmenu/ustmenu615.pdf. Yayın tarihi Aralık 30, 2014. Erişim tarihi Mayıs 10, 2020.
• Kawalec J., Kwiecien S., Pilipenko A., Rybak J., Application of Crushed Concrete in Geotechnical Engineering–Selected Issues, World Multidisciplinary Earth Sciences Symposium (WMESS 2017), Prague-Czech Republic, 022057, 11-15 September, 2017.
• Silva R. V., de Brito J., Dhir R. K., Use of recycled aggregates arising from construction and demolition waste in new construction applications, Journal of Cleaner Production, 236, 117629, 2019.
• Cardoso R., Silva R. V., Brito J. de, Dhir R., Use of recycled aggregates from construction and demolition waste in geotechnical applications: A literature review, Waste Management, 49, 131-145, 2016.
• Yılmaz A., Prediction of base and subbase resilient modulus (Mr) using regression methodology, Journal of the Faculty of Engineering and Architecture of Gazi University, 35 (1), 507-517, 2020.
• Tian S., Tang L., Ling X., Kong X., Li S., Cai D., Cyclic behaviour of coarse-grained materials exposed to freeze-thaw cycles: Experimental evidence and evolution model, Cold Regions Science and Technology, 102815, 2019.
• Li Q., Ling X., Sheng D, Elasto-plastic behaviour of frozen soil subjected to long-term low-level repeated loading, Part I: Experimental investigation, Cold Regions Science and Technology, 125, 138-151, 2016.
• Bozyurt O., Keene, A. K., Tinjum J. M., Edil T. B. and Fratta D., Freeze–Thaw Effects on Stiffness of Unbound Recycled Road Base, Mechanical Properties of Frozen Soil, Editor: Zubeck, H., Yang Z., West Conshohocken, USD, PA: ASTM International, 3-21, 2013.
• Rosa M. G., Cetin B., Edil T. B., Benson C. H., Freeze-thaw performance of fly ash-stabilized materials and recycled pavement materials, Journal of Materials in Civil Engineering, 29 (6), 04017015, 2017.
• Bassani M., Tefa L., Compaction and freeze-thaw degradation assessment of recycled aggregates from unseparated construction and demolition waste, Construction and Building Materials, 160, 180-195, 2018.
• Esin T., Cosgun N., A study conducted to reduce construction waste generation in Turkey, Building and Environment, 42(4), 1667-1674, 2007.
• T.C Ulaştırma Bakanlığı Karayolları Genel Müdürlüğü. Karayolları Teknik Şartnamesi-2013. https://www.tamyol.com.tr/ UserFiles/Content/KGM_Teknik_Sartnamesi_2013.pdf. Yayın tarihi Kasım 4, 2013. Erişim tarihi Haziran 12, 2020.
• T.C Ulaştırma Bakanlığı Karayolları Genel Müdürlüğü. Karayolları Esnek Üstyapılar Projelendirme Rehberi.https://www.kgm.gov.tr/SiteCollectionDocuments/KGMdocuments/Baskanliklar/BaskanliklarTeknikArastirma/Yeni%20Klasör/Yayımlar/USTYAPI_PROJELENDIRME_REHBERI_2008-600.pdf. Yayın tarihi 2008. Erişim tarihi Temmuz 15, 2020.
• AASHTO T-307, Standard Method of Test for Determining the Resilient Modulus of Soils and Aggregate Materials, American Society for Testing and Materials, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington D.C., USA, 2017.
• Hicks R.G., Monismith C.L., Factors influencing the resilient properties of granular materials, Transportation Research Record, 345, 15-31, 1971.
• Uzan J., Granular material characterization, Transportation Research Record, 1022, 52-59, 1985.
• Transportation Research Board National Research Council, Guide for mechanistic-empirical design of new and rehabilitated pavement structures, NCHRP Report 01-37A, Washington, D.C., USA, 2004.
• Transportation Research Board National Research Council, Guide for mechanistic-empirical design of new and rehabilitated pavement structures, NCHRP Report 01-28A, Washington, D.C., USA, 2003.
• Bilodeau J.P., Dore G., Schwarz C., Effect of seasonal frost conditions on the permanent strain behaviour of compacted granular materials used as base course, International Journal of Pavement Engineering, 12 (5), 507-518, 2011.
• Erlingsson S., Rahman M.S., Evaluation of permanent deformation characteristics of unbound granular materials by means of multistage repeated-load triaxial tests, Transportation Research Record, 2369 (1), 11–19, 2013.
• Werkmeister S., Permanent deformation behavior of unbound granular materials, Ph.D. Dissertation, Dresden University of Technology, Dresden, Germany, 2003.
• Kaloop M.R., Gabr A.R., El-Badawy S.M., Arisha A., Shwally S., Hu J.W., Predicting resilient modulus of recycled concrete and clay masonry blends for pavement applications using soft computing techniques, Frontiers of Structural and Civil Engineering, 13, 1379-1392, 2019.
• Artuso F., Lukiantchuki J. A., Evaluation of the self-cemeting effect of Construction and Demotion Waste (CDW) on mechanical performance over time for pavement support layers purpose, Ambiente Construído, 19 (2), 59-77, 2019.
• Bestgen J. O., Hatipoglu M., Cetin B., Aydilek A. H., Mechanical and environmental suitability of recycled concrete aggregate as a highway base material, Journal of Materials in Civil Engineering, 28(9), 04016067, 2016.
• Dayioglu A., Hatipoglu M., Aydilek A. H., Comparative Evaluation of Mechanical Performance of Steel Slag and Earthen Granular Aggregates, Transportation Research Board 97th Annual Meeting, Washington DC-United States, 18-04065, 7-11 January, 2018.
• Soleimanbeigi A., Shedivy R.F., Tinjum J.M., Edil T.B., Climatic effect on resilient modulus of recycled unbound aggregates, Road Materials and Pavement Design, 16, 836-853, 2015.
• Camargo F.F., Edil T.B., Benson C.H., Strength and stiffness of recycled materials stabilized with fly ash: a laboratory study, Road Materials and Pavement Design, 14, 504-517, 2013.