Özet Giriþ : Ülkemiz gerek enerji kaynaklarý atýklarý gerekse de doðal kaynaklar açýsýndan zengin puzolan kaynaklarýna sahiptir. Aslýnda çoðu kez atýk olan bu malzemelerin geri dönüþümünün saðlanmasý için en uygun þekilde kullanýmlarýnýn araþtýrýlmasý, hem ülke ekonomisi hem de çevre koruma bilinci açýsýndan önemli bir mühendislik görevidir. Bu çalýþmada da termik santral atýðý olan uçucu kül , demir çelik fabrikasý atýðý yüksek fýrýn cürufu ve doðal ortamlarda bulunan zeolit puzolanlarýnýn günümüzde kullanýmý giderek yaygýnlaþan kendiliðinden yerleþen beton teknolojisinde optimum kullanýmlarýný belirleme amacý güdülmüþtür. Dünyada ve ülkemizde en çok kullanýlan yapý malzemesi olan beton , deprem kuþaðý üzerinde bulunan ülkemizde saðlamasý gereken özellikler açýsýndan öne çýkmaktadýr. Yaþanýlan depremler sonucunda kalýpta betonun projelenen ile ayný kalitede olup olmadýðý sorusunu getirmektedir. Özellikle yeni betonarme yönetmeliði ile artan düðüm bölgelerindeki donatý miktarý ve aðýrlaþan teknik þartlar göz önüne alýndýðýnda artan beton sýnýfý ile birlikte inþaat kalitesinin de artmasý gerekmektedir. Günümüzde ülkemiz inþaat iþçiliklerinden kaynaklanan pek çok yerleþtirme ve doldurma hatalarýnýn görülmeye devam etmektedir. Japonya’ da 1980 li yýllarda yaþanýlan benzer mühendislik sýkýntýlarý sonucunda betonun kalýba kendiliðinden hiç bir iþçilik gerektirmeden yerleþmesi teknolojisi geliþtirilmiþtir. Bu çalýþmanýn ilk aþamasýnda, KYB üretimi için uygun agrega ve katký seçimi yapýlmýþ, çimentonun yanýnda kullanýlan uçucu kül , yüksek fýrýn cürufu ve zeolit ikame oranlarý deðiþtirilerek maximum performans için optimum karýþým oranlarý belirlenmiþtir. Elde edilen veriler ýþýðýnda ikinci aþamada, hazýrlanan beton karýþýmlarýnýn, taze halde kendiliðinden yerleþebilirlik ve sertleþmiþ halde mekanik özellikleri incelenip, puzolanik malzemelerin performansý birbiriyle karþýlaþtýrýlmýþtýr. Amaç : Bu araþtýrmanýn ana amacý endüstriyel atýk malzemelerin yüksek performanslý betonlarda kullanýlabilirliðini optimize ederek ülke ekonomisine katkýsýnýn araþtýrýlmasýdýr. Kapsam : Amaç doðrultusunda en yaygýn bulunan ve bertarafý en maliyetli olan puzolanlar yüksek fýrýn cürufu , zeolit ve uçucu kül deneysel çalýþmalarda kullanýlmýþtýr. Sýnýrlýlýklar : Çalýþma kapsamýnda Kocaeli Nuh Çimento fabrikasýnda üretilen CEM I 42,5 çimento , Hereke / Kocaeli bölgesine ait dolomitik kalker bazlý agrega , BASF firmasýna ait polikarboksilat bazlý hiper akýþkanlaþtýrýcý katký, TS EN 450 ye uygun Çayýrhan Termik Santrali 3. üniteye ait sepere edilmiþ uçucu kül, Ereðli Demir Çelik – Oyak fabrikasýndan elde edilen öðütülmüþ yüksek fýrýn cürufu, Balýkesir Ege Zeolit San. Tic Ltd Þti den temin edilen çimento inceliðinde öðütülmüþ zeolit kullanýlmýþtýr. Yöntem : Çalýþma kapsamýnda laboratuvar ortamýnda deneysel karþýlaþtýrmalý yöntem izlenmiþtir. Bu amaçla betonun kabul edilebilir mekanik özellikleri baz alýnarak yüksek fýrýn cürufu , uçucu kül ve zeolitin ana baðlayýcý çimentoya göre aðýrlýkça kullaným yüzdeleri deðiþtirilerek üç farklý deney grubu oluþturulmuþtur. Her bir deney grubunda betondaki agrega , su , kimyasal katký gibi diðer deðiþkenler sabit tutularak endüstriye atýk malzemelerin mekanik özelliklere etkileri karþýlaþtýrýlmýþtýr. Malzemenin kullanýlabilirliði açýsýndan toplam 9 deneyde kendiliðinden yerleþen betonun en önemli özelliklerinden öncelikle taze beton davranýþlarý incelenmiþ daha sonra da eðilme dayanýmý ve basýnç dayanýmý ölçümleri yapýlarak mukavemetleri karþýlaþtýrýlmýþtýr. Bulgular: Kendiliðinden Yerleþen Beton (KYB) tasarýmýnda baðlayýcý miktarý 500 kg / m3 olarak seçildiðinde tüm testlerden baþarýlý þekilde geçen KYB lar üretmek mümkün olmaktadýr. Nano teknoloji ile üretilen Kendiliðinden Yerleþen Beton teknolojisinde kullanýlan yeni nesil polikarboksilat eter bazlý hiper – katkýlarla 1-2 saate kadar kývam koruma saðlanabilmektedir. Çimento dozu sabit seçilerek mineral katkýnýn deðiþtirilmesi yöntemiyle yapýlan deneylerde hem taze beton testlerinde hem de sertleþmiþ beton testlerinde Yüksek Fýrýn Cürufu kullanýlarak üretilen betonlar en yüksek performansý göstermiþlerdir. Zeolit , toplam baðlayýcýnýn % 30 , 40 , 50 si gibi yüksek oranlarda kullanýldýðýnda betonun su ihtiyacýný çok yüksek oranda arttýrmýþ ve katkýnýn yayýlma efektini engellemiþtir. Zeolitle üretilen betonlar taze beton testlerinin hiç birisinde baþarýlý olamamýþ dolayýsýyla KYB sýfatýný da alamamýþtýr. Çok yükselen w / c oranýnýn beklenen bir sonucu olarak da mukavemet testlerinde de diðerlerine oranla çok düþük performans sergilemiþlerdir. Sonuç : Yüksek fýrýn cürufu %50 ikame oranýna kadar, termik santral atýðý uçucu kül %30 ikame oranýna kadar betonun mekanik özelliklerini iyileþtirici yönde rahatlýkla kullanýlabilirken zeolit ayný performansý sergileyememiþtir.Zeolitin daha düþük kullaným dozajlarýnda normal betonlarda su geçirimsizlik , dona dayanýklýlýk , yangýna dayanýklýlýk gibi fiziksel özelliklere etkisiyle ilgili araþtýrma yapýlabilir.
Anahtar Kelimeler : Beton , yüksek fýrýn cürufu , zeolit , uçucu kül , endüstriyel atýk
Yazar Notu: Bu çalýþma Doç. Dr. Adnan ÖNER tarafýndan danýþmanlýðý yapýlan Kocaeli Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Ýnþaat Mühendisliði “Fen Bilimleri Enstitüsü”nde yapýlan Ýlhan YILMAZ’ýn “UÇUCU KÜL , YÜKSEK FIRIN CÜRUFU VE ZEOLÝT KATKILIKENDÝLÝÐÝNDEN YERLEÞEN BETONLARINÝÞLENEBÝLÝRLÝK VE MEKANÝK ÖZELLÝKLERÝNÝN ÝNCELENMESÝ” Konu Baþlýklý, Yüksek Lisans Tez çalýþmasýndan türetilmiþtir
Anahtar Kelimeler: Beton , yüksek fýrýn cürufu , zeolit , uçucu kül , endüstriyel atýk
|
