Atık mermer tozu katkılı kil tuğlaların fiziksel özelliklerinin araştırılması

Yıl 2023, Cilt: 13 Sayı: 2, 314 - 321, 15.04.2023

Lina İsrail , Kemal Köseoğlu

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1177763

Öz

Atıkların yeniden kullanılması ya da geri dönüştürülmesi üzerinde titizlikle durulması gereken önemli bir konudur. Bu çalışmada mermer madenciliğinde yan ürün olarak nitelendirilen mermer tozu kil tuğlalara katılarak değerlendirilmiştir. Hazırlanan tuğlalara sinterleşme sıcaklığı 950o, 1113o ve 1185o C olan üç farklı endüstriyel pişirim rejimi uygulanmıştır. Doğrusal pişme küçülmesi, pişme mukavemeti, su emme ve renk gibi fiziksel testler ile tuğlaların ulusal ve uluslararası standartlara uygunluğu araştırılmıştır. En uygun katkı oranının %20 olduğu görülmüştür. Pişme küçülmesinin %0,06 ile 2,4 arasında değiştiği, pişme mukavemet değerinin en düşük 6 MPa en yüksek yaklaşık 37 MPa olduğu ve su emme değerinin ise %13 ile %20 aralığında kaldığı tespit edilmiştir. Sıcaklık artışı ile kırmızı ve sarı renk değerlerinde azalma görülmüştür. Çalışmanın doğal kil kaynakların daha az kullanımı ve atıkların değerlendirilmesi açısından büyük önem taşıdığı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler

Atık mermer tozu, Fiziksel özellikler, Kil tuğlalar

Teşekkür

Hammaddelerin temini ve laboratuvar cihazlarının kullanımına imkân veren Ege Seramik fabrikası yönetimine ve Kimya Laboratuvarı personeline yazarlar teşekkürü bir borç bilirler.

Investigation of the physical properties of clay bricks with waste marble powder additive

Öz

Reusing or recycling of wastes is an important issue that needs to be considered painstakingly. In this study, marble dust, characterized as a by-product of marble mining, was evaluated by adding it to clay bricks. Three different industrial firing regimes with sintering temperatures of 950°, 1113°, and 1185°C were applied to the clay bricks prepared. The compliance of the bricks with national and international standards was investigated by physical tests such as linear firing shrinkage percentage, firing strength, water absorption percentage, and color. It was seen that the most appropriate contribution rate was 20%. The firing shrinkage changed between 0.06% and 2.4% while firing strength was a minimum of 6 MPa and maximum of 37 MPa and finally, water absorption percentage varied between 13%-20%. A decrease in red and yellow color values was observed with the increase in temperature. The study is thought to be of great importance in terms of less usage of natural clay resources and reuse of wastes.

Anahtar Kelimeler

Waste marble powder, Physical properties, Clay bricks

Kaynakça

• Abdelkader, H. A. M., Hussein, M. M. A., & Ye, H. (2021). Influence of waste marble dust on the improvement of expansive clay soils. Advances in Civil Engineering, 2021, 1–13. https://doi.org/10.1155/2021/3192122
• ASTM International (2013). Standard Specification for Building Brick (Solid Masonry Units Made From Clay or Shale ASTM C62. West Conshohocken: An American National Standard.
• ASTM International (2019). Standard Test Method for Standard Test Method for Reheat Change of Insulating Firebrick ASTM C210–95. West Conshohocken: An American National Standard.
• Beal, B., Selby, A., Atwater, C., James, C., Viens, C., & Almquist, C. (2019). A comparison of thermal and mechanical properties of clay bricks prepared with three different pore‐forming additives: vermiculite, wood ash, and sawdust. Environmental Progress & Sustainable Energy, 38(6), 13150-13155. https://doi.org/10.1002/ep.13150
• Bilgin, N., Yeprem, H., Arslan, S., Bilgin, A., Günay, E., & Marşoğlu, M. (2012). Use of waste marble powder in brick industry. Construction and Building Materials, 29, 449–457. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2011.10.011
• Bilgin, Ö., & Koç, E. (2013). Mermer madenciliğinde çevresel etkiler. Madencilik Türkiye Dergisi, 28, 68–79.
• Ceylan, H., & Manca, S. (2013). Mermer parça atıklarının beton agregası olarak değerlendirilmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Teknik Bilimler Dergisi, 3(1), 21–25.
• Dayalan, J., & Beulah, M. (2014). Glazed sludge tile. International Journal of Engineering Research and Applications, 4(3), 201–204.
• Garcia-Ten, J., Mallol, C., Bou, E., Silva, G., Fernandez, J., Molina, A., & Romera, J. (2003). Recycling marble working wastes in manufacturing ceramic products. Ceramic Forum International, 80(9), E884–E888
• İhracat Genel Müdürlüğü (2021). Doğal taşlar sektör raporu. Türkiye Cumhuriyeti Ticaret Bakanlığı. https://ticaret.gov.tr/data/5b87000813b8761450e18d7b/Do%C4%9Fal%20Ta%C5%9Flar%20Sekt%C3%B6r%20Raporu%202021.pdf
• Karaman, S. (2006). Yapı tuğlalarında renk oluşumu. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 9(1), 125–129.
• Kazmi, S. M., Abbas, S., Saleem, M. A., Munir, M. J., & Khitab, A. (2016). Manufacturing of sustainable clay bricks: utilization of waste sugarcane bagasse and rice husk ashes. Construction and Building Materials, 120, 29–41. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.05.084
• Khan, Z., Gul, A., Shah S. A. A., Samiullah, Q., Wahab, N., Badshah, E., Naqash, T., & Shahzada, K. (2021). Utilization marble wastes in claybrics: a step towards lightweight energy efficient construction materials. Civil Engineering Journal, 7(09), 1488-1500. http://dx.doi.org/10.28991/cej-2021-03091738
• Köseoğlu, K. (2007). Talaş ve strafor katılarak tuğla üretimi. Celal Bayar Üniversitesi Soma Meslek Yüksekokulu Teknik Bilimler Dergisi, 2(8), 45–54.
• Maaze, R., Kumar, V., & Mishra, S. K. (2016). Influence of marble and aluminium waste powder on the performance of bricks. International Journal of Engineering Development and Research, 4(2), 900–912.
• Marbleport (2014). Tuğla kiremit hammaddesi. Türkiye’nin yapı taşları maden-mermer portalı. http:// www. Marbleport.com/doğal-kaynaklar/62/tuğla-kiremit-hammaddesi
• Marras, G., Careddu, N., Internicola, C. & Siotto, G. (2010). Recovery and reuse of marble powder by-product. Global Stone Congress 2010 (ss.1-5), Spain.
• Munir, M. J., Abbas, S., Nehdi, M. L., Kazmi, S. M. S., & Khitab, A. (2018 b). Development of eco-friendly fired clay bricks incorporating recycled marble powder. Journal of Materials in Civil Engineering, 30(5), 1-11. https://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0002259
• Munir, M. J., Kazmi, S. M. S., Gencel, O., Ahmad, M. R., & Chen, B. (2021). Synergistic effect of rice husk, glass and marble sludges on the engineering characteristics of eco-friendly bricks. Journal of Building Engineering, 42, 102484. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2021.102484
• Munir, M.J., Kazmi, S. M. S., Wu, Y., Hanif, A., & Khan, M. U. A. (2018 a). Thermally efficient fired clay bricks incorporating waste marble sludge: an industrial-scale study. Journal of Cleaner Production, 174, 1122–1135. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2017.11.060
• Özbek, K., Çakı, M. & Ay, N. (2001). Pişmiş toprak bünyelerde CaO ve Fe2O3 in etkileri. 1. Uluslararası Pişmiş Toprak Sempozyumu (pp.145-151), Eskişehir.
• Saboya, F., Xavier, G., & Alexandre, J. (2007). The use of the powder marble by-product to enhance the properties of brick ceramic. Construction and Building Materials, 21(10), 1950–1960. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2006.05.029
• Santos, P. (1980). Clay Science and Technology (2nd ed.). Edgar Blucher.
• Segadães, A., Carvalho, M., & Acchar, W. (2005). Using marble and granite rejects to enhance the processing of clay products. Applied Clay Science, 30(1), 42–52. https://doi.org/10.1016/j.clay.2005.03.004
• Sütçü, M., Alptekin, H., Erdoğmuş, E., Er, Y., & Gencel, O. (2015). Characteristics of fired clay bricks with waste marble powder addition as building materials. Construction and Building Materials, 82, 1–8. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.02.055
• Tekinel, O., Çevik, B., & Tekinsoy, M. A. (1989). İnşaat Malzeme Bilgisi. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi.
• Toydemir, N. (1978). Pişmiş toprak yapı malzemesinin rasyonel üretim olanaklarının araştırılması [Doçentlik Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Mimarlık Fakültesi].
• Türk Standardı. (2000). Seramik karolar- Eğilme Dayanımı ve Kırılma Dayanımı Tayini (TSE EN ISO 10545-4:2000). Türk Standardları Enstitüsü.
• Türk standardı. (2005). Fabrika Tuğlaları-Duvarlar için Dolu ve Düşey Delikli (TS 705). Türk Standardları Enstitüsü.
• Yücetürk, G. (2010). Yapay mermerde kullanılan kuvars ve kalsit minerallerinin fizikomekanik özellikleri. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 2(3), 72–80.