Geri kazanılmış agrega kullanımının beton özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of recycled aggregate use on the concrete properties
Yazar: HASAN DİLBAS
Danışman: DOÇ. DR. ÖZGÜR ÇAKIR
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, geri kazanılmış agreganın (RA) betonda kullanılabilirliğini araştırmak üzere, mekanik iyileştirme yöntemi ile mineral katkı ve fiber katkının birlikte kullanımı incelenmiştir. İlk etapta, mekanik iyileştirme yöntemlerinden olan Bilyeli Öğütme İyileştirme Yöntemi (oBMM) optimize edilmiş ve RA üzerine uygulanmış, oBMM'in beton özellikleri üzerine etkisini incelemek üzere, doğal agrega (NA), %20-40-60 RA ve %20-40-60 iyileştirilmiş RA (RAi) içeren beton serileri üretilmiş ve betonların mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenmiştir. oBMM uygulanmasına rağmen RA'dan giderilememiş eski harç kalıntısının (AOM) betona olan olumsuz etkisini gidermek üzere, ikinci etapta, silis dumanı (SF) ve bazalt fiber (BF) beton karışımlarında kullanılmış ve etkinlikleri gözlemlenmiştir. NA, %20-40-60 RA ve RAi ile %5-10 SF ve %0,25-0,50-1,0 BF içeren toplamda 84 adet beton serisi ikinci etapta üretilmiş ve sertleşmiş betonlar üzerinde fiziksel, mekanik ve kırılma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen deney sonuçları kullanılarak, beton serileri içerisinden her bir RA ve RAi kullanım oranı ve NA için en iyi beton serileri TOPSİS yöntemi ile belirlenmiştir. Toplamda 8 adet beton serisi üzerinde kalıcılık deneyleri yapılmış ve ayrıca en iyi beton serilerine ait karbon ayak izi değerleri belirlenmiştir. 
Sonuçlar incelendiğinde, RAi'nin beton performansını ihmal edilebilir seviyede düşürdüğü tespit edilmiştir. oBMM'in geri kazanılmış agregalı beton (RAC) fiziksel-mekanik-kırılma-kalıcılık performansına olumlu katkı sağladığı belirlenirken, RAi içeren betonların (RAiC) kontrol betonuna yakın beton performansı sergilediği gözlemlenmiştir. Diğer yönden, betonda %60'a kadar RAi kullanımının optimum kullanım oranı olduğu yapılan deneyler sonucu belirlenmiş ve bu değerin literatürde önerilen %30 optimum kullanım oranının iki katı olduğu tespit edilmiştir. Diğer yönden, objektif olarak TOPSIS (Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution) yöntemi ile belirlenen en iyi beton serilerinin hepsinin %10 SF içerdiği, bu serilerin kalıcılık performanslarının kontrol betonuna yakın olduğu ve ayrıca bu betonların kontrol betonuna kıyasla daha düşük karbon ayak izi (KAi) değerlerine sahip olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
In this study, to investigate the usability of recycled aggregate (RA) in concrete, mechanical treatment method with/without silica fume (SF) and basalt fiber (BF) is considered. At first, Ball Mill Method (oBMM) is optimized and applied to treat RA. To observe the effect of oBMM on the physical and mechanical properties of concrete, concrete series included natural aggregate (NA), 20-40-60 RA% and treated RA (RAi) are produced. Then, at second, SF and BF are used together and separately at various proportions in mixes to enhance the negative effect of meaning attached old mortar on RAi after oBMM application. For comparison purposes, natural aggregate (NA), 20-40-60 RA% and 20-40-60% treated RA (RAi) are used in the concretes and hence, 84 concrete series are produced. The physical, mechanical and fracture tests are conducted on the concrete specimens. Then, the best concrete series for each replacement ratios according to their performances are determined by using TOPSİS objectively and are subjected to durability test. Also, the carbon footprint of the best concretes is found.
According to the test results, it is found that RAi decreases the performance of concrete marginally. oBMM causes an improvement in the physical, mechanical and fracture parameters of concretes. After the optimization process, the RA use in concrete increased up to 60%. The ratio of 30% is commonly recommended as the optimum RA proportion in concrete in the literature and 60% is two times of that. In addition, it is interesting that the best concretes for each replacement proportions selected objectively by TOPSIS include 10% SF and have similar durability properties with control concrete but lower carbon footprint than control concrete.