Atık Tuğla Tozunun Polimer Betonda Katkı Malzemesi Olarak Kullanımı: Mekanik Özelliklerin İncelenmesi

Yıl 2023, Cilt: 4 Sayı: 2, 76 - 86, 31.12.2023

Hasan Polat , İsa Üstün , Ahmet Şafak , Ahmet Nadir Çakılcıoğlu

https://doi.org/10.53501/rteufemud.1306484

Öz

Endüstriyel kaynaklardan dünya genelinde ve ülkemizde yüksek miktarda atık malzeme ortaya çıkmaktadır. Bu atık malzemelerin bir kısmı belirli oranlarda farklı uygulamalarda kullanılırken, büyük bir kısmı depolama sahalarına gönderilmektedir. Bu atıklardan biri de çeşitli sebeplerle kullanılamaz hale gelen tuğlaların öğütülmesiyle elde edilen tuğla tozudur. Bu atık malzemeye alternatif bir kullanım alanı sağlamak amacıyla, farklı ağırlık oranlarında (%10, %20, %30, %40 ve %50) tuğla tozu doymamış polyester reçine ile ikame edilerek polimer beton numuneleri üretilmiştir. Polimer beton numunelerin üretiminde bağlayıcı olarak doymamış polyester reçine kullanılmıştır ve sertleşme işlemi için Mekp (metil etil keton peroksit) kullanılarak çapraz bağ oluşturulmuştur. Ayrıca, reaksiyonu hızlandırmak için kobalt octoate (%6) kullanılmıştır. Üretilen numuneler kür edildikten sonra, birim hacim ağırlığı, ultrases geçiş hızı, basınç dayanımı ve eğilme dayanımı deneylerine tabi tutulmuşlardır. Deneysel çalışmanın sonucunda, atık tuğla tozu oranının artmasıyla birlikte birim hacim ağırlığı değerlerinde artış meydana gelmiş, ancak basınç dayanımı ve eğilme dayanımı değerlerinde azalma olduğu tespit edilmiştir. Optimum atık tuğla tozu kullanım oranının %10 olduğu sonucuna varılmıştır.

Anahtar Kelimeler

Polimer Beton, Atık Tuğla Tozu, Mekanil Özellikler, Basınç Dayanımı

Destekleyen Kurum

TÜBİTAK

Proje Numarası

1919B012113794

Teşekkür

1919B012113794 numaralı projemizi destekleyen TÜBİTAK Bilim İnsanı Destek Programları Başkanlığına (BIDEB) katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

Kaynakça

• Açıkgenç, M., Karataş, M., Ulucan, Z.Ç. (2013). Elâzığ yöresine ait atık tuğla ve kireç taşı tozunun kendiliğinden yerleşen harcın mühendislik özelliklerine etkisi. Pamukkale University Journal of Engineering Sciences, 19(6), 249-255. https://doi.org/10.5505/pajes.2013.24633
• ASTM C 597.1979. Standard test method for pulse velocity through concrete. Annual book of ASTM standards, Pennsylvania. USA.
• Bayraktar, O.Y. (2018). Sürdürülebilir bir materyal olarak tuğla tozunun potansiyel kullanımı, SETSCI Conference Indexing System, Volume 3(2018), 1314-1322
• Bruni, C., Forcellese, A., Gabrielli, F., Simoncini, M. (2008). Hard turning of an alloy steel on a machine tool with a polymer concrete bed. Journal of materials processing technology, 202(1-3), 493-499. https://doi.org/10.1016/j.jmatprotec.2007.10.031
• Dalkılıç, S. (2014). Tuğla tozu katkılı harçlarda donatı korozyonunun araştırılması, Yüksek Lisans Tezi; Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
• Devlet Planlama Teşkilatı (DPT). (2001). Beş Yılık Kalkınma Planı, Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Endüstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu Yapı Malzemeleri I (Alçı-Kireç-Kum Çakıl-Mıcır- Boya Toprakları-Tuğla-Kiremit,) Çalışma Grubu Raporu, DPT: 2615, OİK: 626, s: 84-97, Ankara.
• Devlet Planlama Teşkilatı (DPT). (1993). Sanayi ve Çevre. Altıncı Beş Yıllık Kalkınma Planı Özel İhtisasa Komisyonu Raporu. ISBN. 975-19-0713-6, Ankara, 24-29.
• EN 1015-10. 2001. Kâgir Harcı-Deney Metotları Bölüm 10: Sertleşmiş Harcın Boşluklu Kuru Birim Hacim Kütlesinin Tayini. Türk Standartları Enstitüsü; Ankara.
• EN 12390-3. 2010. Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri Bölüm 3: Deney Numunelerinin Basınç Dayanımını Tayini. Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• Kara, C., Kütük-Sert, T., Kütük, S. (2020). Öğütülmüş kolemanit içeren betonlarda sodyum klorür etkisi. Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(1), 499-510. DOI: 10.35414/akufemubid.652511
• Kaynak, H. (1999). Tuğla ve gaz betonun mühendislik özellikleri, Ülke ekonomisindeki yeri, hammadde potansiyelleri, avantaj ve dezavantajları, Yüksek Lisans Tezi, Osman Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
• Kırgız, M.S. (2007). Mermer ve tuğla endüstrisi atıklarının çimento üretiminde mineralojik katkı olarak kullanılması, Doktora tezi, gazi üniversitesi fen bilimleri enstitüsü yapı eğitimi anabilim dalı, Ankara.
• Kolak, M.N., Oltulu, M. (2021). Atık malzeme içeren polimer bazlı kompozitlerin ısıl iletkenlik özelliklerinin incelenmesi. International Journal of Engineering Research and Development, 13(2), 310-320. https://doi.org/10.29137/umagd.822265
• Kolak, M.N., Oltulu, M. (2023). Effect of expanded perlite addition on the thermal conductivity and mechanical properties of bio-composites with hemp-filled. Journal of Building Engineering, 71, 106515. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.106515
• Korkmaz, S. (2010). Bazı yapay puzolanların harçların basınç dayanımlarına ve alkali silika reaksiyonu üzerine etkileri; Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü; Ankara.
• Kutuk, S., Kutuk-Sert, T. (2020). An examination of nanoparticle colemanite mineral added warm mix asphalt, Construction and Building Materials, 243, 118252. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.118252
• Kütük, T., Kara, C., Kütük, S. (2020). Öğütülmüş kolemanit minerali ikameli beton yollardaki aşınma kaybının araştırılması. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(2), 287-295. doi: 10.35414/akufemubid.652511
• Mascarenhas-Mateus, J., Castro, C. (2018). The Portland cement industry and reinforced concrete in Portugal (1860–1945). In Building Knowledge, Constructing Histories, volume 2 (pp. 903-912). CRC Press.
• Orak, S. (2000). Investigation of vibration damping on polymer concrete with polyester resin. Cement and concrete research, 30(2), 171-174. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(99)00225-2
• Özel, C., İren, B. (2016). Polimer betonlarda gaz beton atıklarının kullanılabilirliğinin araştırılması, Sdu teknik bilimler dergisi, 6(2), 28-38.
• Özel, C., Ünal, B. (2017). Renklendirici katkıların polimer betonun mekanik özelliklerine etkisi. Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 9(3), 89-98.
• Özgan, E., Yıldız, K. (2009). Krom magnezit tuğla tozunun portland çimentosunun priz başlama ve bitiş sürelerine etkisinin bulanık mantıkla tahmini, Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 24(2), 257-264.
• Polat, H. (2018). Farklı çimento tipinin silindirle sıkıştırılmış betonun basınç dayanımı üzerindeki etkisinin araştırılması. Bilecik şeyh Edebali üniversitesi fen bilimleri dergisi, 5(2), 75-81.
• Polat, H., Demirel, B., Kolak, M.N. Oltulu, M. (2020). Polimer betonlarda barit minerali kullanımının araştırılması, Bingöl Üniversitesi Teknik Bilimler Dergisi, 1(1), 25-32.
• Polat, H., Özel, C. (2012). TS EN 206-1'e göre Tasarlanan ve Zararlı Kimyasal Ortamlara Maruz Kalacak Betonların Basınç Dayanımın Bulanık Mantık Yöntemiyle Tahmini. Electronic Journal of Construction Technologies/Yapi Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8(1).
• Polat, H., Yurtcan, U.E., Kolak, M.N. (2014). Atık bordür taşlarının beton agregası olarak kullanılabilirliğinin araştırılması. Tr. Doğa ve Fen Derg. − Tr. J. Nature Sci. 2014 Vol. 3 No. 2
• Ribeiro, M.C.S., Tavares, C.M.L., Ferreira, A.J.M. (2002). Chemical resistance of epoxy and polyester polymer concrete to acids and salts. Journal of Polymer Engineering, 22(1), 27-44. https://doi.org/10.1515/POLYENG.2002.22.1.27
• Soykan, O., Özel, C. (2012). Mermer Tozu Tane Boyutunun Polimer Beton Özelliklerine Etkisi, International Construction Congress-ICOCNC2012. October 11, 13.
• Şimşek, O., Çiftçi, M.M. (2006). Tuğla Ununun Çimentoda Puzolanik Katkı Maddesi Olarak Kullanılabilirliği. Politeknik Dergisi, 9(4), 325-329.
• Topsakal, A., Özel, C. (2018). Lif takviyeli polimer kompozit malzemelerde lif türü ve oranının fiziksel ve mekanik özelliklere etkisi. El-Cezeri, 5(1), 107-116. https://doi.org/10.31202/ecjse.365820
• Topsakal, A., Özel, C. (2013). Faz malzeme oranının polimer beton özellikleri üzerindeki etkisinin araştırılması. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 9(1), 16-28.
• Toufigh, V., Hosseinali, M., Shirkhorshidi, S.M. (2016). Experimental study and constitutive modeling of polymer concrete’sbehavior in compression. Construction and Building Materials, 112, 183–190. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.100
• TS EN 1097-6, 2013. Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler Bölüm 6: Tane Yoğunluğu ve Su Emme Oranının Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, 51 s., Ankara.
• TS EN 12390-5. 2010. Beton- Sertleşmiş Beton Deneyleri Bölüm 5: Deney numunelerinin eğilme dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü. Ankara.
• Tuyam, M. (2019). Atık tuğla tozunun mineral katkı olarak kullanımının kendiliğinden yerleşen betonun taze hal, mekanik ve durabilite özelliklerine etkisi. Süleyman Demirel üniversitesi fen bilimleri enstitüsü dergisi, 23(2), 540-548.
• Vipulanandan C, Paul, E. (1993). Characterization of polyester polymer and polymer concrete. J Mater CivEng. 5(1), 62–82. https://doi.org/10.1061/(ASCE)08991561(1993)5:1(6
• Yadollahi, M.M., Varolgüneş, S. (2018). Polipropilen liflerin perlit esaslı geopolimerlerin mekanik davranışına etkisi. Türk Doğa ve Fen Dergisi. 7(2), 36-41.