Atık mermer tozu ve lastik agrega kullanılarak üretilmiş çevre dostu betonların dayanım ve dayanıklılık özelliklerinin belirlenmesi
Determination of strength and durability performance of eco-efficient concrete produced with marble waste powder and waste tire aggregate
Yazar: MEHMET ESEN EREN
Danışman: DOÇ. DR. KÜRŞAT ESAT ALYAMAÇ
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Yapı Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada maden sektörünün çevre kirliliği açısından önemli bir problemi olan atık mermer tozu ve otomotiv sektörünün çevre kirliliği açısından önemli bir problemi olan atık lastiklerin etkili bir şekilde tüketilmesi hedeflenmiştir. Bu hedefin ekonomik şekilde gerçekleştirilmesinin en uygun yollarından biri atık mermer tozu ve atık lastiklerin kullanılarak çevre dostu beton üretilmesidir. Bu atık malzemelerin kullanılarak üretilen betonların taze ve sertleşmiş özelliklerinin belirli koşullara uygun olması gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı, atık mermer tozu ve atık lastik agregaları birlikte kullanarak çevre dostu betonlar üretmek ve üretilen betonlarda bu atık malzemelerin taze betonun işlenebilirliği ve sertleşmiş betonun dayanımı üzerine olan etkilerini belirlemektir. Bu çalışma iki temel adımda yürütülmüştür. 
Birinci adım deneylerde atık mermer tozu kullanılarak farklı karışım oranlarına sahip çevre dostu betonlar üretilmiştir. Çevre dostu betonlar üretilirken %0, %10, %20, %30, %40 ve %50 oranında mermer tozları, kum ile hacimce yer değiştirilerek kullanılmıştır. Üretilen betonlarda hem çimento dozajı hem de agrega granülometrileri farklı değerlerde kullanılmıştır. Böylece işlenebilirlik ve dayanım üzerine en etkili parametrelerin belirlenmesi hedeflenmiştir. Üretilen çevre dostu betonların, taze ve sertleşmiş beton özellikleri tespit edilmiştir.
İkinci adım deneylerde ise atık mermer tozu ve atık lastik agrega birlikte kullanılarak farklı karışım oranlarına sahip çevre dostu betonlar üretilmiştir. Bu kısmın amacı, atık mermer tozu ve atık lastik agrega kullanarak çevre dostu betonlar üretmek ve üretilen betonlarda bu atık malzemelerin taze beton özelliklerini, sertleşmiş betonun dayanımı ve dayanıklılığı üzerine olan etkisini belirlemektir. Burada ayrıca puzolanik bir atık malzemesi olan uçucu kül de kullanılmıştır. Üretilen çevre dostu betonların, taze ve sertleşmiş beton özellikleri tespit edilmiştir.
Elde edilen deney sonuçları, tepki yüzeyi metodu ile analiz edilmiş ve iki adet matematiksel model geliştirilmiştir. Model-1 ile mermer tozu ile üretilmiş çevre dostu betonların karışım hesabı, Model-2 ile mermer tozu, atık lastik agrega ve uçucu kül ile üretilmiş çevre dostu betonların karışım hesabı yapılabilmektedir.
Sonuç olarak, sadece mermer tozu kullanılarak veya mermer tozu, atık lastik agrega ve uçucu kül kullanılarak çevre dostu beton üretmenin mümkün olduğu tespit edilmiştir. Ayrıca bu beton türlerinin kullanımının yaygınlaşması için iki farklı karışım hesap metodu geliştirilmiştir.

Abstract:
In this study, it is aimed to efficiently consume waste marble powder, which is an important problem in environmental pollution of mining sector and waste tires, which is an important problem in environmental pollution of automotive sector. One of the most convenient ways to achieve this goal economically is to produce eco-efficient concrete using waste marble powder and waste tires. The fresh and hardened properties of the concretes produced using these waste materials must be suitable for certain conditions. The aim of this study is to produce eco-efficient concretes by using waste marble powder and waste tire aggregates together and to determine the effects of these waste materials on the workability of fresh concrete and the strength of hardened concrete. This study was carried out in two basic steps.
In the first step experiments, eco-efficient concretes with different mixing ratios were produced by using waste marble powder. When producing eco-efficient concrete, 0% to 50% marble powders were replaced with sand by volume. Both cement dosage and aggregate granulometries were used at different values in the produced concrete. Thus, it is aimed to determine the most effective parameters on machinability and strength. Fresh and hardened concrete properties of eco-efficient concrete produced were determined.
In the second step experiments, waste marble powder and waste tire aggregate were used together to produce eco-efficient concrete with different mixing ratios. The aim of this study is to produce eco-efficient concrete by using waste marble powder and waste tire aggregate and to determine the effect of this waste material on fresh concrete properties, strength and durability of hardened concrete. It is also used here in fly ash, a pozzolanic waste material. Fresh and hardened concrete properties of eco-efficient concrete produced were determined.
The test results were analyzed by reaction surface method and two mathematical models were developed. Mixture calculations can be made with these methods which is Model-1 and Model-2.
As a result, it was found that it is possible to produce eco-efficient concrete using only marble powder or using marble powder, waste tire aggregate and fly ash. In addition, two different mixture calculation methods have been developed in order to spread the use of these concrete types.