Kilitli beton parke taşı üretiminde çimentosuz bağlayıcı kullanımının incelenmesi
Investigation of the use of cement-free binders in the production of interlocking concrete paving stone
Yazar: DURDU MEHMET ÇİÇEK
Danışman: DOÇ. DR. AHMET HAYRULLAH SEVİNÇ
Kahramanmaraş İstiklal Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada ulaştırma ve peyzaj hizmetlerinde yaygın olarak kullanılan bir yapı elemanı olan kilitli beton parkelerin (KBP) üretiminde daha çevreci bir yöntem uygulanması hedeflenmiştir. KBP'ler geleneksel beton gibi agrega, su, çimento ve katkılar kullanılarak üretilmektedirler. Ancak son yıllarda beton ürünlerinde çimento kullanımında kısıtlamaya gidilmesi amaçlanmaktadır. Bunun sebebi çimento üretiminin gerek hammadde tüketimine neden olması gerekse üretimi esnasında çevreye zarar verici sera gazları salınımına neden olmasıdır. Bu çalışmada çimento azaltım olanakları araştırılmıştır. Çimento yerine yüksek oranda alkali barındıran ve bir atık olan fındık kabuğu taban külü (FK), yapısındaki alkalilerin ile aktifleşebilmesi için yine bir yan ürün olan yüksek fırın cürufu (YFC) ile kullanılmıştır. Bunun için çimentolu, çimentonun yarı yarıya azaltıldığı ve tamamen sistemden çıkartıldığı üç set hazırlanmıştır. Çimentodan boşalan kısım FK ve YFC'nin kullanıldığı karışım ile tamamlanmıştır. Bu karışım da kendi içerisinde %25/%75 ve %50/%50 olmak üzere iki farklı şekilde hazırlanmıştır. Üretilen KBP'lerin boyut ve konfigürasyon uygunluğu, su emme ve porozite değerleri, yarmada çekme dayanımları, aşınma, donma-çözülme dirençleri ve priz süreleri incelenmiştir. Seçilmiş örneklere termogravimetrik analizler ve taramalı elektron mikroskobu analizleri uygulanmıştır. Sonuçlar FK ve YFC karışımının uygulanmasının mekanik ve fiziksel açıdan olumsuz sonuçlar doğurduğunu ancak priz süresi bakımından önemli yararlar sağladığını göstermiştir.

Abstract:
In this study, a more environmentally friendly method for the production of interlocking concrete pavers (ICPs), a structural element widely used in transportation and landscaping services, was targeted. ICPs are traditionally produced using aggregates, water, cement, and additives. However, in recent years, there has been a move towards limiting cement use in concrete products. This is due to the fact that cement production not only consumes raw materials but also releases harmful greenhouse gases into the environment during the manufacturing process. This study explored possibilities for reducing cement usage. Instead of cement, hazelnut shell bottom ash (HS), a waste product high in alkali content, was used along with blast furnace slag (BFS), another by-product, to activate the alkalis in the HS. Three sets were prepared for this purpose: one with cement, one with cement reduced by half, and one without cement entirely. The portion of the mix vacated by cement was replaced with a mix of HS and BFS. This mix was prepared in two different ratios, 25%/75% and 50%/50%. The produced ICPs were evaluated for dimensional and configuration suitability, water absorption and porosity values, split tensile strengths, abrasion, freeze-thaw resistance, and setting times. Selected samples were subjected to thermogravimetric analyses and scanning electron microscopy analyses. The results indicated that the application of the HS and BFS mix yielded negative mechanical and physical outcomes but provided significant benefits in terms of setting time.