Genleştirilmiş polistren (EPS) atığının çeşitli bağlayıcı 
kombinasyonlarında yeniden değerlendirilmesi
Reuse of expanded polystyrene (EPS) waste in various binding combinations
Yazar: AYŞE KAYA
Danışman: DOÇ. DR. FİLİZ KAR
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Temel İşlemler ve Termodinamik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2016
Konu: Kimya Mühendisliği = Chemical Engineering

Özet:
Bu Doktora Tezinin amacı, atık haldeki genleştirilmiş polistren (EPS'nin) geri
dönüşümünü sağlayarak, düşük yoğunluklu sıva, panel duvar, döşeme ve tavan betonu ile
dekorasyon malzemesi üretiminde yeniden değerlendirmektir. Bu tür düşük yoğunluklu
malzemelerin kullanımı ile bina yükü azaltılacak ve depreme uygun konut projelerinde,
kullanımı söz konusu olacaktır. Doğaya bırakılan EPS yeniden değerlendirilerek hem
ekonomiye kazandırılacak hem de enerji tasarrufu ile birlikte çevre kirliliğinin
önlenmesine yardımcı olacaktır.
Çalışma için parça halindeki atık EPS ler temin edilerek parçalanmak suretiyle 0-3
mm ve 0-6 mm tane çaplarında iki gruba ayrılmıştır. Bu grupların her biri %20, 40, 60, 80
oranlarında bağlayıcılarla karıştırılmıştır. Çalışmada EPS ile birlikte bağlayıcı olarak KPÇ
325 çimento ve saten alçı kullanılmıştır. Bu bağlayıcıların her birine karışım ağırlığının %
0.5, 1 ve 1.5 oranlarında, reçine katılmıştır. Reçine olarak Geven bitkisinden elde edilen
kitre reçinesi ile kayısı ağacı reçinesi kullanılarak çözelti halinde çimento ve alçıya
katılmıştır. Aynı EPS ve bağlayıcı oranlarında reçine katkısız numuneler de üretilerek
karşılaştırma yapılmıştır. Toplam 112 adet farklı kombinasyonlarda numune üretilmiştir.
Hazırlanan harçlar ısıl testler için 2x6x15 cm ile mekanik testler için 10x10x10 cm
ebatlarındaki kalıplara dökülerek 28 günlük kuruma dönemine bırakılmıştır. Numunelere
yoğunluk, ısı iletim katsayısı, hacimsel özgül ısı kapasitesi, basınç ve çekme dayanımı, su
emme ve kuruma oranı, matkapla delme, kesme ve boya tutma testleri uygulanmıştır.
Çalışmada bu tür heterojen yapıdaki malzemeler için ısı iletim katsayısının
hesaplanmasında kullanılmak üzere matematiksel bir denklem geliştirilmiş ve denklem
sonuçları ile deneysel sonuçların uygunluğu araştırılmıştır.
Çalışmanın sonunda, EPS oranının artışı ile ısı iletim katsayısı, yoğunluk, hacimsel
özgül ısı kapasitesi, basınç ve çekme dayanımı, su emme oranı ve kuruma oranı
küçülürken gözeneklilik oranının büyüdüğü gözlenmiştir.
Bağlayıcılara katılan reçine oranının artışı ile ısı iletim katsayısı, yoğunluk, hacimsel
özgül ısı kapasitesi, basınç ve çekme dayanımı küçülürken, gözeneklilik oranı, su emme ile
kuruma oranının büyüdüğü gözlenmiştir.
VII
EPS agregalı ve reçine katkılı betonların taşıyıcı sistemler olan kolon ve kiriş elamanı
olarak kullanılmaması, buna karşılık beton perde, panel duvar, tavan ve döşeme
betonlarda kullanılarak bina yükünü azaltacağı ve yalıtım görevi yapabileceği yapılan
deneylerle anlaşılmıştır.
Çimentolu numunelerin su emme oranları kritik değer %30 dan küçük çıkmıştır. Bu
değerler ile numuneler su ile temaslı ortamlarda kullanılabilirken, alçılı numunelerin
tamamının su emme oranları %30 dan büyük çıkmıştır. Bu nedenle bina dış sıvalarında
kullanılamayacağı buna karşılık iç sıva (kalın ve ince sıva), yalıtım malzemesi, hafif
olmaları nedeniyle dekorasyon malzemesi olarak değerlendirilebileceği ortaya konmuştur.
Numunelerin matkapla delinme, kanal açma ve boya tutma özellikleri ile yapı
malzemeleri olarak kullanılabilirliği belirlenmiştir.

Abstract:
Reuse of Expanded Polystyrene (EPS) Waste in Various Binding Combinations
The purpose of this doctoral thesis is to evaluate reuse of expanded polystyrene (EPS)
which is a waste packaging material, to perform the production of low-intensity plasters,
partition walls, floorings, and ceiling concrete in earthquake-proof housing projects in
order to decrease the loads of the building. By this way, the EPS that is left to the nature
after one-use, can be recycled and so re-economized, hence in addition to this energy
savings it will help prevention of environmental pollution.
After waste EPS is collected as packaging material, it is divided into two groups as 0-3
mm and 0-6 mm particle diameter. Each group is mixed with the binders of percentages;
20%, 40%, 60% and 80%. In the study KPÇ 325 cement and gypsum are used as binders.
Resin is added to each of these binders at 0.5%, 1% and 1.5% of the weight of the mixture
in order to create artificial pores on concrete and decoration materials. Tragacanth resin,
obtained from astragalus plant, and apricot tree resin are solved separately and added to
the cement and the plaster. The samples of 112 different combinations are produces.
The prepared mortars are moulded to 10x10x10 cm formworks for mechanical tests
and 2x6x15 cm formworks for thermal tests and left to drying for standard period of 28
days. Thermal conduction coefficient test, volumetric specific heat capacity test, pressure
and tensile strength test, water absorption and drying speed, drilling tests, cutting test and
dye-ability test are conducted on the produced samples. In the study attention are paid to
develop a mathematical equation in order to calculate the thermal conductivity for such
heterogeneous materials and its conformance with experimental results are analysed.
At the final of the study, it was observed that while the some characteristic parameters
of the samples such as; thermal conductivity, density, specific heat, compression and
tensile strengths, water absorption rate decreases, the porosity rate and the dying rate
increases meanwhile.
Increasing the resin ratio resulted in decreasing of thermal conductivity, density,
specific heat, compression and tensile strengths but increasing of water absorption rate,
dying ratio, porosity rate.
IX
It was evident from the tests that, the new produced samples cannot be used for pillar
and joist but can be used as concrete shear wall or separator element on the ceiling and
floor. It can decrease the load of the building and can also be used as insulation material.
Almost all of the samples with cement binders remained below 30%, which is the
critical level for water absorption. Therefore these materials can be used without the risk of
freezing under 0oC temperature in places which is in contact with water. From this result, it
is concluded that these materials can be used as concrete, brick wall and external plaster or
inner plaster material that subjected to water. Water absorption values of the samples with
gypsum binders found higher than 30%. With this result these materials can be used as
internal plaster (gypsum rough and thin plaster), insulation plaster and decorative material.
For all samples including plaster the water absorption tests are negatively resulted.
Meaning, the value is above the percentage 30% which is a critical value. This result
shows that the samples cannot be used as external wall concretes but can be used as
internal wall concrete or decorative concrete.
The samples are subjected to drilling test, dying tests and all of those tests proved that
the samples can be used as building material.
Key words: Waste EPS, recycling, tragacanth, apricot resin, lightweight concrete,
insulation plaster.