Endüstriyel katı atıkların beton katkı maddesi olarak kullanımının araştırılması
Investigation of the use of industrial solid wastes as a concrete additive
Yazar: YUSUF KILIÇ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUTLU YALVAÇ
Mersin Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Çevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: Çevre Mühendisliği = Environmental Engineering

Özet:
Üretim ve sanayinin gelişimine bağlı olarak endüstriyel katı atıkların miktar ve türleri sürekli artmaktadır. Zehirli madde içermeyen ve tehlikeli olmayan endüstriyel katı atıklar çoğunlukla belediyelerin atık dökme alanlarına gönderilmektedir. Bu durum katı atığı üreten endüstriye ek bir maliyet getirmekte ve atık dökme alanlarının kullanım sürelerini kısaltmaktadır. Bu çalışmada çatı malzemesi olan atermitin üretiminden oluşan katı atıklar ile ağaç işleme tesisinde oluşan yüksek fırın cürufunun beton katkı malzemesi olarak kullanılması araştırılmıştır. Atermit atığı Adana'da, ağaç işleme tesisinde oluşan yüksek fırın cürufu ise Mersin I. Organize Sanayi Bölgesinde faaliyet gösteren fabrikalardan temin edilmiştir. Her iki atık ayrı ayrı çimentonun fiziksel özelliklerini sağlayacak şekilde ön işlem olarak kurutulmuş ve (45-90 mikron boyutlarında) öğütülmüştür. Atıkların elementel ve bileşik analizleri XRF cihazı ile yapılmıştır. Çalışmalarda kullanılan atıklar, deneylerde üretilen betonun içerisinde kullanılan çimentonun kütlece  % 10 u ve % 20 si miktarında çimento ile ikame yapılarak betona ilave edilmiştir. Üretilen betonlar öncelikle çökme (slump) deneyine tabii tutulmuştur, daha sonra 15x15x15 cm ebatlarında küp numuneler hazırlanmış ve bu numuneler kür havuzunda bekletilmeye alınmıştır. Kür havuzunda bekletilen numunelere 7, 28 ve 56. gün sonunda beton basınç dayanım deneyi yapılmıştır, SEM görüntüleri alınmıştır ve FT-IR analizleri yapılmıştır. Üretilen betonlar katkı konulmamış betonla karşılaştırılmıştır. Katkısız betondan elde edilen 7 ve 28  günlük basınç dayanımı 24,64 Mpa ve 32,71 Mpa olarak ölçülmüştür. Ağaç işleme tesisi atığının kullanıldığı beton numunesinde 7 ve 28 günlük basınç dayanım sonuçları sırasıyla 25,36 Mpa ve 36,74 Mpa olarak ölçülmüştür. Eğilme basınç deneyi sonuçlarında, atermit atığı katkılı beton numunesinde eğilme dayanımı/ basınç dayanımı %21,17 olarak tespit edilmiştir. Atermit atığının selülozik içerikli ve lifli yapıda olması eğilmeye karşı direnci arttırdığı gözlemlenmiştir. Ağaç işleme tesisi atığının % 10 oranında çimento ikamesi ile hazırlanan beton numunesinde 28 günlük basınç dayanımı 32,71 Mpa olarak en yüksek değeri vermiştir. Elde edilen bu verilere göre, en iyi sonuç % 10 ağaç işleme tesisi atığının katkı maddesi olarak kullanıldığı beton numunesinde gözlemlenmiştir. Beton içerisinde % 10 çimento ikamesi ile kullanılabilir olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
Depending on the development of production and industry, the amount and types of industrial solid wastes are constantly increasing. Industrial solid wastes that do not contain toxic substances and are not dangerous, are mostly sent to municipal waste dumps. This brings an additional cost to the industry that produces solid waste and shortens the life of waste dumps. In this study, the use of solid wastes from the production of the roofing material, athermide, and the blast furnace slag formed in the woodworking plant as a concrete additive. Blast furnace slag formed in Atermit waste Adana and wood processing plant was obtained from the factories operating in Mersin I. Organized Industrial Zone. Both wastes are individually pretreated to provide the physical properties of the cement and ground (45-90 microns in size). Elementary and compound analyzes of wastes were done with XRF device. The wastes used in the studies were added to the concrete by substituting 10% and 20% of the cement used in the concrete produced in the experiments. The produced concrete was first subjected to slump test, then cube samples of 15x15x15 cm dimensions were prepared and these samples were kept in the curing pool. Concrete compressive strength test was performed at the 7th, 28th and 56th days of the samples kept in the curing pool, SEM images were taken and FT-IR analyzes were performed. The produced concrete is compared with concrete without additives. 7 and 28 days compressive strength obtained from concrete without admixture was measured as 24.64 MPa and 32.71 MPa. 7 and 28 days compressive strength results were measured as 25.36 MPa and 36.74 MPa in the concrete sample using wood treatment plant waste. In the bending pressure test results, the bending strength / compressive strength was determined as 21.17% in the concrete sample with athermit waste. It has been observed that athermide waste has a cellulosic content and a fibrous structure, which increases the resistance against bending. The 28-day compressive strength of the concrete sample prepared with 10% cement substitution of wood treatment plant waste gave the highest value as 32.71 MPa. According to these data, the best result was observed in the concrete sample where 10% woodworking plant waste was used as an additive. It has been determined that it can be used with 10% cement substitution in concrete.