Hafif beton agregası olarak atık plastiklerin ve PET'in kullanımının araştırılıması
Investigation of the use of waste plastics and PET as lightweight aggregate concrete
Yazar: MERVE GÜL
Danışman: DOÇ. DR. FİLİZ KAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
İnşaat sektöründe en sık kullanılan yapı malzemesi olan beton; çimento, agrega, su ve kimyasal katkılardan meydana gelmektedir. Bu bileşenlerin özellikleri ve miktarı, sertleşmiş betonun özelliklerini belirler. Agregalar, betonların özelliklerine büyük ölçüde etki eden ve hacimce betonun büyük bir kısmını oluşturan kontrol malzemeleridir.  Kullanılan agrega betonun mekanik özelliklerini etkileyeceği gibi ısı ve ses yalıtımı özelliklerini de etkilemektedir. Hafif ve gözenekli agregaların betonun bir bileşeni olarak kullanılması hafif betonun üretilmesini sağlar.
Bu çalışmada; hacimce farklı oranlarda PET/plastik ve doğal kum kullanılarak, hafif betonlar üretilmiştir. Çeşitli birim ağırlıklarda üretilen hafif agregalı betonların, basınç dayanımları, ısıl iletkenliği, su emme oranları ve yarmada çekme dayanımları ile PET/plastik oranları arasındaki ilişki incelenmiştir. Deneysel çalışmalarda taze beton birim ağırlıkları 1150-2100 kg/m3 arasında değişen toplam 40 seri hafif beton üretilmiştir. Üretilen tüm hafif betonların etkin su/çimento oranı 0.50 ve 0.3 olarak belirlenmiştir. Hafif beton karışımları, toplam agrega hacminin sırasıyla %0, %10, %20, %30, %40 oranında PET/plastik kullanılarak üretilmiştir.
 PET katkılı hafif betonların küp basınç dayanımları, artan hacimce PET oranına bağlı olarak (%0, %10, %20, %30, %40) sırasıyla 29.10 MPa, 17.03 MPa, 12.08 MPa, 10.84 MPa, 6.25 MPa olarak tespit edilmiştir. Bu oranlar akışkanlaştırıcı ve PET kullanılarak hazırlanan betonlar için 38.21 MPa, 26.47 MPa, 26.42 MPa, 20.51 MPa, 16.94 MPa olarak tespit edilmiştir. Plastik katkılı hafif betonların küp basınç dayanımları, artan hacimce plastik oranına bağlı olarak (%0, %10, %20, %30, %40) sırasıyla 29.10 MPa, 21.91 MPa, 16.25 MPa, 13.48 MPa, 7.49 MPa olarak tespit edilmiştir. Bu oranlar akışkanlaştırıcı ve plastik kullanılarak hazırlanan betonlar için 38.21 MPa, 36.0 MPa, 24.51 MPa, 19.01 MPa, 15.12 MPa olarak tespit edilmiştir.
PET/plastik katkılı hafif betonların ısıl iletkenliği ile birim ağırlıkları arasında lineer bir ilişki bulunduğu gözlenmiştir. PET/plastik katkılı hafif beton karışımındaki PET/plastik miktarı arttıkça (hacimce %0-%40) ısıl iletkenlik değeri 1.1 W/mK'den 0.38W/mK'e düşmüştür. PET/plastik miktarı arttıkça su emme oranları artmaktadır.

Abstract:
Concrete, most used construction material, is consisted of cement, aggregate, water and chemical admixtures. The spesifications and amount of these constituents determine the properties of hardened concrete. Aggregates are contituents which effect properties of concretes mostly and formed big part of concrete by volume. Employed aggregates effect both the mechanical properties and the properties of heat and  sound insulation properties. The usage of lightweight and porous aggregates as a constituent of concrete enables production of lightweight concrete.
In this study, the lightweight concretes were producted by changing the ratio of PET/plastic and natural sand. The relations between the PET/plastic rates, compressive strengths, heat conductivity, water absorption and splitting tensile strength are investigated.   In the experimental study, 40 series of lightweight concretes with the fresh concrete unit weights between 1150-2100 kg/m3 are produced. Water to cement ratio is set 0.50 and 0.3 in all of the compositions. In lightweight concretes, by volume ratio %0, %10, %20, %30, %40 PET/plastic are used respectively
Cubic compressive strength of perlite added light weight concretes, with ascending ratio of perlite content (%0, %10, %20, %30, %40 by vol. is found 33.95 MPa, 21.91 MPa, 16.25 MPa, 13.48 MPa, 7.49 MPa respectively. These ratios were determined as 38.21 MPa, 36.0 MPa, 24.51 MPa, 19.01 MPa and 15.12 MPa for concrete prepared using plasticizer and PET. The compressive strengths of the lightweight concrete with plastic additives were determined as 29.10 MPa, 21.91 MPa, 16.25 MPa, 13.48 MPa, 7.49 MPa depending on the increasing proportion of plastic volume (0%, 10%, 20%, 30%, 40%). These ratios were determined as 38.21 MPa, 36.0 MPa, 24.51 MPa, 19.01 MPa and 15.12 MPa for concrete prepared using plasticizer and plastic.
There is a linear relation between the thermal conductivity and unit weights of PET/plastic added lightweight concrete. As the amount of PET / plastic in the PET / plastic additive light concrete mixture increased (0-40% by volume), the thermal conductivity value decreased to 1.1 W/mK degrees 0.38W/mK. It is observed that water absorbtion increases with increase of PET/plastik content.