Performance assessment of roller-compacted concrete pavements incorporating recycled materials derived from construction and demolition waste
Performance assessment of roller-compacted concrete pavements ıncorporatıng recycled materıals derıved from constructıon and demolıtıon waste
- Tez No: 1000439
- Danışmanlar: DOÇ. DR. EMİN ŞENGÜN, DOÇ. DR. OĞUZHAN ŞAHİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Ankara Yıldırım Beyazıt Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, sürdürülebilir inşaat uygulamalarını teşvik etmek amacıyla inşaat ve yıkıntı atıklarından elde edilen Geri Dönüştürülmüş Beton Agregasının (GDBA), Silindirle Sıkıştırılmış Beton (SSB) içerisindeki kullanılabilirliğinin sistematik olarak araştırması üzerinedir. Çalışma; malzeme karakterizasyonu, karışım tasarımı optimizasyonu ve performans değerlendirmesi olmak üzere üç aşamada yürütülmüştür. İlk aşamada, GDBA'nın fiziksel özellikleri ve Alkali-Silika Reaksiyonu hassasiyeti değerlendirilmiş; malzemenin reaktif olmayan yapısı ve SSB uygulamaları için uygunluğu doğrulanmıştır. Optimizasyon aşamasında, tane istiflenmesini ve sıkıştırma verimliliğini artırmak amacıyla Atık Beton Tozu mikro-dolgu malzemesi olarak kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar, GDBA'nın yüksek gözenekliliğinin sıkıştırma dinamiklerini önemli ölçüde etkilediğini; referans karışıma kıyasla Optimum Su İçeriğinde %33'lük bir artışa ve Maksimum Kuru Birim Hacim Ağırlığında %13'lük bir azalmaya neden olduğunu göstermiştir. Farklı GDBA ikame oranlarına (%0, %50 ve %100) sahip SSB karışımlarının performansı, mekanik ve durabilite parametreleri odaklı olarak incelenmiştir. Bu araştırmanın en dikkat çekici bulgularından biri, %100 GDBA ikamesinde bile (350 kg/m³ çimento dozajı ile) 28 günlük basınç dayanımının 40 MPa eşiğini aşarak yüksek bir yapısal potansiyel sergilemesidir. Ancak durabilite analizleri, yüksek ikame seviyelerinin elektriksel direnç testlerinde“yüksek geçirimlilik”sınıfına girmesine ve basınçlı su işleme derinliğinin artmasına neden olduğunu ortaya koymuştur. Bu bağlamda, uzun vadeli servis ömrünü garanti altına almak ve çevresel etkilere karşı yeterli güvenlik marjını korumak amacıyla, saha uygulamaları için %50 GDBA ikame seviyesi optimal eşik olarak önerilmektedir. Türkiye'de kentsel dönüşüm ve deprem sonrası yeniden yapılanma süreçleri nedeniyle ortaya çıkan muazzam miktardaki inşaat ve yıkıntı atığı göz önüne alındığında, bu bulgular Karayolları Genel Müdürlüğü, belediyeler ve il özel idareleri gibi kurumlar için optimize edilmiş ikame oranlarıyla geri dönüşümlü agregaların yol inşaatlarında katma değeri yüksek bir şekilde değerlendirilmesi ve Türkiye'nin gelecekteki altyapı projelerinde bir atık yükü olmaktan çıkarılarak yüksek performanslı ve sürdürülebilir bir mühendislik ürününe dönüştürülebilmesi açısından önemli olacaktır.
Özet (Çeviri)
This study systematically investigates the technical viability of incorporating Recycled Concrete Aggregate (RCA) obtained from construction and demolition waste (CDW) into Roller-Compacted Concrete (RCC) to promote sustainable construction practices. The research was conducted in three sequential phases: material characterization, mix design optimization, and performance evaluation. Initially, RCA was assessed for physical properties and Alkali-Silica Reaction (ASR) susceptibility, confirming its non-reactive nature and suitability for RCC applications. During the optimization phase, Concrete Waste Powder (CWP) was utilized as a micro-filler to enhance particle packing and compaction efficiency. Results indicated that the higher porosity of RCA significantly influenced the compaction dynamics, leading to a maximum increase of 33% in Optimum Moisture Content (OMC) and a corresponding 13% reduction in Maximum Dry Density (MDD) compared to the reference mixture with the usage of %100 RCA. The performance of RCC mixtures with varying RCA replacement levels (0%, 50%, and 100%) was evaluated focusing on mechanical and durability parameters. A significant finding of this research is that even at 100% RCA replacement, the mixtures achieved a 28-day compressive strength exceeding 40 MPa (using a cement dosage of 350 kg/m³), demonstrating remarkable structural potential. However, durability assessments revealed that high replacement levels lead to increased water ingress and“high permeability”classifications in electrical resistivity tests. Consequently, to ensure long-term serviceability and a robust safety margin, a 50% RCA replacement level is recommended as the optimal threshold for field applications. Given the massive volume of CDW generated by urban renewal and post-earthquake reconstruction in Türkiye, these findings are of paramount importance for institutions such as the General Directorate of Highways, municipalities, and special provincial administrations. By utilizing optimized replacement levels, RCAs can be integrated into road construction as high-value materials, effectively transforming them from a waste liability into high-performance, sustainable engineering assets for Türkiye's future infrastructure projects.
Benzer Tezler
- Comparative study on freeze-thaw resistance of roller-compacted concrete and hot mix asphalt pavements using blended aggregates
Karışık agregalar kullanılarak yapılan silindirle sıkıştırılmış beton ve sıcak karışım asfalt kaplamalarının don-çözülme dayanımının karşılaştırmalı çalışması
ABDIKANI SADAK WARSAME
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
İnşaat MühendisliğiAtılım Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ REZA SHABANİ
- Silindirle sıkıştırılmış beton yol: Kocaeli İlinde bir durum çalışması
Roller compacted concrete pavement: a case study in the City of Kocaeli
YAVUZ ABUT
Doktora
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiKocaeli Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SALİH TANER YILDIRIM
- Discrete element based analyses of structure-reservoir problem for gravity dams
Rezervuar-yapı ilişkisinin ağırlık barajları için ayrık eleman tabanlı analizleri
BERAT FEYZA SOYSAL ALBOSTAN
Doktora
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALIN ARICI
- Yüksek oranda uçucu kül içeren silindirle sıkıştırılmış betonlarda katmanlar arası soğuk derz oluşumunun incelenmesi
Assessment of cold joint formation between layers in high fly ash roller compacted concrete
SULTAN HUSEIN BAYQRA
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiBursa Uludağ Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ MARDANİ
- Farklı taşıyıcı sistemlerin lca açısından karşılaştırılması: betonarme, çelik ve beton dolgulu kompozit elemanlar
Comparative life cycle assessment of reinforced concrete, steel, and concrete-filled steel tube structural systems
TUĞÇE NAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ELİF AĞCAKOCA