Life cycle assessment of construction demolition waste-based geopolymer binder within the framework of sustainability
Sürdürülebilirlik çerçevesinde inşaat ve yıkım atığı esaslı jeopolimer bağlayıcıların yaşam döngüsü değerlendirmesi
- Tez No: 798696
- Danışmanlar: PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN, DR. SEDA SELÇUK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Nüfusun hızla arttığı ve buna bağlı olarak doğal kaynakların azaldığı günümüzde, iklim değişikliği ve küresel ısınma ile mücadele kapsamında Yaşam Döngüsü Analizi (YDA) kavramı gitgide önem kazanmaktadır. Uluslararası Standardizasyon Örgütü (ISO) 14040/44 standartlarına göre yapılan yaşam döngüsü analizi, ürün veya hizmetlerin yaşam döngüsüne bütünsel bir bakış açısı getiren çevresel değerlendirme yöntemidir. Kullanılan enerji ve malzemeleri ve tüm süreçler kapsamında oluşan emisyon ve açığa çıkan atıkları belirleyip ölçerek bir ürün, süreç veya faaliyetle ilişkili çevresel boyutları ve potansiyel etkileri tanımlar. Bu sayede YDA, kaynak tüketiminin azaltılması, çevresel salımların (emisyonların) ve dolayısıyla etkilerinin azaltılmasını amaçlar. Yapılan YDA çalışmasında beşikten kapıya sistem sınırı belirlenmiş, SimaPro yazılımı ve Impact 2002+ metodu kullanılmıştır. Bu tez kapsamında çevre dostu malzemelerin geliştirilmesi adına daha düşük çevresel etkilere sahip jeopolimer bağlayıcılar ele alınarak yaşam döngüsü analizleri gerçekleştirilmiştir. Jeopolimer bağlayıcılı sistemler, dünya çapında göz ardı edilemeyecek seviyelere ulaşan inşaat yıkım atıkları (İYA) kullanılarak oluşturulmuş ve bu sayede İYA'nın çevresel bakımdan mümkün olan en uygun şekilde kontrol altına alınması da sağlanmıştır. Harman tuğla, delikli tuğla, çatı kiremiti, beton atığı ve cam atığı gibi inşaat yıkım atıklarının kullanıldığı bu çalışmada, tamamen İYA bazlı bir jeopolimer harç (CDW100) ve tamamlayıcı çimentolu malzemeler (SCM) ikameli jeopolimer harç (CDW80SCM20) olmak üzere 2 tip jeopolimer harç karışımı oluşturulmuş ve çevresel etkileri YDA ile değerlendirilmiştir. Daha sonra çimentonun çevre üzerindeki olumsuz etkilerini de gözlemleyebilmek için çimentolu harç karışımı da sisteme dahil edilmiş ve jeopolimer harç karışımları ile karşılaştırılmıştır. Elde edilen etki değerlendirmesi bulgularına göre, İYA bazlı jeopolimer harçların sucul ötrofikasyon ve ozon tabakasının incelmesi dışında önemli ölçüde daha düşük çevresel etkiler sergilediği görülmüştür. Jeopolimer harçların çevresel etkiler açısından sağladığı avantajlar, küresel ısınma etkisinin %48,1, sucul asitleşmenin %22,1, arazi işgalinin %45,2 ve yenilenemeyen enerjinin %1,83 oranında azaltılmasını mümkün kılmıştır. Ancak, sucul ötrofikasyon ve ozon tabakasının incelmesi sıradan Portland çimentosu (OPC) harcına kıyasla daha yüksek bulunmuştur. CDW100 ile karşılaştırıldığında, CDW80SCM20 çevresel etki kategorilerinde biraz daha yüksek etki göstermiştir. Bu karşılaştırmadaki en büyük fark, sırasıyla %30,8 ve %16,9 ile arazi işgali ve küresel ısınma içindir. Bu çıktılar, sadece İYA içeren jeopolimer sistemin çevresel etki açısından daha avantajlı olduğunu, SCM kullanımının neden olduğu potansiyel dezavantajın ise OPC harcına kıyasla avantajını koruduğunu (yenilenemeyen enerji hariç) ortaya koymuştur.
Özet (Çeviri)
In today's world, where the population is rapidly increasing and natural resources are decreasing accordingly, the concept of Life Cycle Assessment (LCA) is becoming increasingly important in the fight against climate change and global warming. According to International Organization for Standardization (ISO) 14040/44 standards, life cycle analysis is an environmental assessment method that brings a holistic perspective to the life cycle of products or services. It identifies the environmental aspects and potential impacts associated with a product, process or activity by identifying and quantifying the energy and materials used and the emissions and waste generated by all processes. In this way, LCA aims to reduce resource consumption, reduce environmental emissions and thus reduce their impacts. In this LCA study, cradle-to-gate system boundary was determined and SimaPro software and the Impact 2002+ method was used. Within this thesis's scope, geopolymer binders with lower environmental impacts were considered and life cycle analyses were carried out to develop environmentally friendly materials. The geopolymer binder systems were created using construction demolition waste (CDW), which has reached levels that cannot be ignored worldwide, thereby ensuring that CDW is controlled in the most environmentally appropriate way possible. In this study, in which construction demolition wastes such as hollow brick, red clay brick, roof tiles, concrete waste and glass waste were used, 2 types of geopolymer mortar mixtures, a completely CDW-based geopolymer mortar (CDW100) and supplementary cementitious materials (SCM) substituted geopolymer mortar (CDW80SCM20), were created and their environmental impacts were evaluated with LCA. Then, in order to observe the negative effects of cement on the environment, a cementitious mortar mix was also included in the system and compared with the geopolymer mortar mixes. According to the findings of impact assessments, CDW-based geopolymer mortars exhibited significantly lower environmental impacts except for aquatic eutrophication and ozone depletion. The advantages of geopolymer mortars in terms of environmental impacts made it possible to reduce the global warming effect by 48.1%, aquatic acidification by 22.1%, land occupation by 45.2% and non-renewable energy by 1.83%. However, aquatic eutrophication and ozone depletion were higher compared to ordinary Portland cement (OPC) mortar. Compared to CDW100, CDW80SCM20 showed a slightly higher impact in the environmental impact categories. The largest difference in this comparison is for land occupation and global warming with 30.8% and 16.9% respectively. These outputs revealed that the geopolymer system containing only CDW is more advantageous in terms of environmental impact, while the potential disadvantage caused by the use of SCM retains its advantage compared to OPC mortar (except for non-renewable energy).
Benzer Tezler
- Green and digital transformation towards circular economy in the construction industry: Upcycling of construction and demolition wastes from diverse sources and their integration into 3D printing technology
İnşaat endüstrisinde döngüsel ekonomiye doğru yeşil ve dijital dönüşüm: Farklı kaynaklardan elde edilen inşaat yıkıntı atıklarının ileri dönüştürülmesi ve 3D baskı teknolojisine entegrasyonu
ANIL KUL
Doktora
İngilizce
2024
İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜRKAN YILDIRIM
- Mimarlıkta döngüsel tasarım yaklaşımı: Karar verme mekanizmaları için kavramsal bir çerçeve
Advancing circular design in architecture: A framework for decision-making mechanisms
AYŞE CEYLİN CEYDA HÜNDAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiBilişim Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MERYEM BİRGÜL ÇOLAKOĞLU
- End-of-life analysis for brick debris: Recovery, strength, life cycle cost and environmental assessment
Tuğla atıkları için yaşam sonu analizi: Kurtarma, dayanım, fiyat ve çevresel etki değerlendirmesi
DENİZ ÜÇER ERDURAN
Doktora
İngilizce
2018
MimarlıkOrta Doğu Teknik ÜniversitesiYapı Bilgisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SOOFIA TAHIRA ELIAS OZKAN
- Türkiye'de sürdürülebilir bina sertifikalı ve yerel mevzuata göre inşa edilmiş sanayi yapılarında kabuk elemanlarının çevresel etki değerlendirmesi
Environmental impact assessment of envelope elements of industrial buildings with sustainable building certificate and costructed according to the local regulations in Turkey
BETÜL TÜRKMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHİYE ECEM EDİS
- Kentsel dönüşüm nedeniyle ortaya çıkan moloz atıklarının geri dönüştürülmesi ile üretilen betonun yaşam döngüsü değerlendirmesi
Life cycle assessment of concrete produced with recycling emerging rubble wastes in because of urban transformation
BEYZANUR TUHAN ABİK