Endüstriyel atık liflerinin otoklavsız gazbeton blok elemanlarının üretiminde kullanılabilirliğinin irdelenmesi
Evaluation of usability for industrial waste fibers in production of non-autoclaved aerated concrete lightweight masonry blocks
Yazar: ŞEYMA PINAR ÖZCAN
Danışman: PROF. DR. LÜTFULLAH GÜNDÜZ
İzmir Katip Çelebi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Genleşme = Expansion ; Hafif beton = Lightweight concrete ; Kagir binalar = Masonry buildings ; Lif takviyeli beton = Fiber reinforce concrete ; Teknik özellikler = Technical properties ; Tekstil atıkları = Textile waste ; Yapı malzemeleri = Building materials

Özet:
Yalıtım amacıyla da sıkça tercih edilen hafif beton bloklar, özellikle son yaşanan doğal afetler dolayısıyla bina ölü yük dengesinin oluşturulmasında önemli bir unsur olarak kabul görmektedir. Hafif agrega türevlerinin kullanımıyla üretilebildiği gibi, çeşitli genleştirici ajanların kullanımıyla gözenek oluşturulması suretiyle de hafif beton blok üretimi sağlanabilmektedir. Genleştirici ajanın ısı ile etkileşimi sonucunda harcın şişerek gözenekli hâle gelmesi yoluyla oluşturulan yeni nesil yapı malzemelerinin bileşenlerine organik/inorganik lif takviyesi yapılabilmektedir. Ürün, lif takviyesinin yapılmasıyla son derece gözenekli, yalıtım değerleri önemsenecek düzeyde yüksek ve bina ölü yükünü oldukça düşürecek derecede olumlu birim hacim ağırlık verilerine sahip hâle gelebilmektedir. Gazbeton ve türevi yapı malzemesi üretimlerinde genel olarak genleştirme işleminin ardından çimento esaslı olan bu ürünün nihai prizini alması amacıyla otoklav sistemleri tercih edilmektedir. Bu da maliyeti arttırması ve üretim süresini uzatması açısından büyük bir dezavantaj doğurmaktadır. Söz konusu dezavantajların minimize edilmesi, aynı zamanda enerji tüketimini de azaltacağı için büyük önem arz etmektedir.
Bu tez çalışması kapsamında esas bağlayıcı olarak çimento (CEM I 42,5 R) tercih edilirken, gözenekli yapıya sahip, silis oranı yüksek mikronize boyutlara indirgenmiş inorganik malzemeler agrega niteliğinde ve CaO ile Al tozunun düşük sıcaklık ortamında genleştirici kimyasal etkileşim materyali mahiyetinde kullanılmıştır. Harç kombinasyonlarında farklı boyutlarda tanzim edilmiş üç çeşit inorganik endüstriyel atık lif katkıları değişken oranlarda değerlendirilmiştir. Genleşmiş, gözenekli yapıya sahip, yalıtım özellikli ve yoğunluğu düşük olmasına rağmen uygun basınç dayanımlı yeni nesil hafif yapı blok elemanı geliştirilmesi üzerine TS EN 771 serisi standartlarının öngördüğü prensiplere göre bir seri deneysel çalışma yapılmıştır. Harç içerisinde kullanılan lif çeşidinin ve lif ihtiva oranının dayanım, birim ağırlık, su emme, sismik hız, akustik empedans ve ısıl performans gibi teknik özelliklere etkisi detaylı bir şekilde irdelenmiştir. Deneysel bulgulardan idealize edilebilecek yeni nesil bir hafif blok yapı elemanı için optimum karışım kombinasyonu ve bileşenlerinin belirlenmesi üzerine yorumlar yapılması amaçlanmıştır.

Abstract:
Lightweight concrete blocks, which are also frequently preferred for insulation purposes, are accepted as an important element in establishing the dead load balance of the building, especially due to recent natural disasters. It can be produced by using light aggregate derivatives, as well as by creating pores by using various expanding agents, lightweight concrete block production can be achieved. Organic/inorganic fiber reinforcement can be added to the components of the new generation building materials, which are formed by swelling the mortar and becoming porous as a result of the interaction of the expansion agent with heat. With the fiber reinforcement, the product can become extremely porous, have negligibly high insulation values, and have positive unit volume weight data that will reduce the dead load of the building considerably. Autoclave systems are generally preferred in the production of aerated concrete and its derivative construction materials in order to get the final setting of this cement-based product after the expansion process. This creates a great disadvantage in terms of increasing the cost and prolonging the production time. Minimizing these disadvantages is of great importance as it will also reduce energy consumption.
Within the scope of this thesis, cement (CEM I 42.5 R) was preferred as the main binder, inorganic materials with a porous structure and high silica content reduced to micronized sizes were used as aggregates, and CaO and Al powder were used as an expanding chemical interaction material in a low temperature environment. Three types of inorganic industrial waste fiber additives arranged in different sizes in mortar combinations were evaluated at variable rates. A series of experimental studies have been carried out according to the principles stipulated by the TS EN 771 series standards on the development of a new generation lightweight building block element with an expanded, porous structure, insulating property and low density, but with appropriate pressure resistance. The effect of the fiber type used in the mortar and the fiber content ratio on technical properties such as strength, unit weight, water absorption, seismic velocity, acoustic impedance and thermal performance were examined in detail. It is aimed to make comments on the determination of the optimum mixture combination and components for a new generation light block building element that can be idealized from the experimental findings.