Deprem yıkıntı atığı kullanılarak üretilen çevre dostu betonların sürdürülebilir kalkınma ve döngüsel ekonomi açısından çok yönlü değerlendirilmesi
Multi-perspective evaluation of eco-friendly concretes produced using earthquake demolition waste in terms of sustainable development and circular economy
Yazar: MUHAMMED ULUCAN
Danışman: PROF. DR. KÜRŞAT ESAT ALYAMAÇ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Atık bertaraf yöntemleri = Waste disposal methods ; Atık beton = Waste concrete ; Atık değerlendirme = Waste evaluation ; Atık yönetimi = Waste management ; Döngüsel ekonomi = Circular economy ; Sürdürülebilir kalkınma = Sustainable development

Özet:
Bu tez çalışmasının temel amacı 24 Ocak 2020 Sivrice-Elazığ depremi sonrası ortaya çıkan deprem yıkıntı atıkları ve endüstriyel atık malzemeler kullanılarak üretilen çevre dostu betonların sürdürülebilir kalkınma ve döngüsel ekonomi açısından çok yönlü değerlendirmesini sunmaktır. Bu amaç doğrultusunda dört farklı karışım tasarımı planlanmış olup mekanik ve çevresel özellikleri değerlendirilmiştir. Mekanik özellikler için tepki yüzeyi metodu kullanılarak farklı karışım tasarımlarına ait taze ve sertleşmiş beton özelliklerini tahmin eden matematiksel modeller geliştirilmiştir. Karışım tasarımı D grubu kapsamında tahribatsız test metotları kullanılarak yapı elemanına zarar vermeden erken yaş ve nihai yaş basınç dayanımını yüksek doğrulukla tahmin eden matematiksel modeller geliştirilirken tahribatsız test metotlarının tekli kullanımıyla ortaya çıkan düşük doğruluk değerleri de bu test metotlarının kombine edilmesiyle giderilmiştir. Böylece, alınan karot numune sayısının azaltılması ve yapı elemanına zarar vermeden basınç dayanımının belirlenmesi amaçlanmıştır. Mekanik değerlendirmelerin ardından atık mermer tozu ve silis dumanı içeren beton serileri üzerinde yaşam döngüsü analizleri yapılmıştır. Atık mermer tozu ve silis dumanı kullanımıyla enerji tüketimi, küresel ısınma potansiyeli, atık üretimi ve abiyotik tükenme değerlerinde önemli azalmalar sağlanmıştır. Böylece, depremler sonrası ortaya çıkan milyonlarca ton deprem yıkıntı atıkları, yeni inşa edilecek olan binlerce bina, doğal agrega tüketimi ve endüstriyel atık malzemelerin giderek arttığı düşünüldüğünde endüstriyel ve deprem yıkıntı atıklarının değerlendirilmesinin sürdürülebilir kalkınma ve döngüsel ekonomi açısından zorunlu hale geldiği düşünülmektedir.

Abstract:
The main objective of this thesis is to present a multi-perspective evaluation of eco-friendly concretes produced using earthquake demolition wastes that emerged after January 24, 2020, Sivrice-Elazig earthquake and industrial waste materials in terms of sustainable development and circular economy. For this purpose, four different mix designs were planned, and their mechanical and environmental properties were evaluated. For mechanical properties, mathematical models predicting fresh and hardened concrete properties for different mix designs were developed using the response surface method. Within the scope of mix design group D, non-destructive test methods were used to develop mathematical models that predict early-age and final-age compressive strength with high accuracy without damaging the structural element, while the low accuracy values caused by the single use of non-destructive test methods were eliminated by combining these test methods. Thus, it was aimed to reduce the number of core samples taken and to determine the compressive strength without damaging the structural element. Afterward, life cycle assessments were performed on the concrete series containing waste marble powder and silica fume. Using waste marble powder and silica fume significantly reduced energy consumption, global warming potential, waste generation, and abiotic depletion values. Thus, considering the millions of tons of earthquake demolition waste generated after the Elazig, and Kahramanmaras earthquakes, thousands of new buildings to be constructed, natural aggregate consumption, and the increase in industrial waste materials, it is thought that the utilization of industrial and earthquake demolition wastes has become mandatory in terms of sustainable development and circular economy.