Çelik cüruf ve geogrid kullanılarak yol alt temel yapısının deneysel ve sayısal çalışmaları ile araştırılması
Experimental and numeric investigation of road subbase structure using steel slag and geogrid
- Tez No: 941423
- Danışmanlar: PROF. DR. SEYHAN FIRAT
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 159
Özet
Bu çalışma, geogrid ile güçlendirilmiş çelik cüruf malzemelerinin yol alt temel tabakalarında deformasyon davranışı ve dayanım performansını inceleyerek, bu malzemelerin alternatif ve sürdürülebilir bir inşaat malzemesi olarak potansiyelini değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Bu kapsamda, elektrik ark ocağı (EAF) cürufu ve hava soğutmalı yüksek fırın (ACBF) cürufu olmak üzere iki farklı çelik endüstrisi yan ürünü, geogrid ile birlikte çeşitli kombinasyonlarda laboratuvar ölçekli testlere tabi tutulmuştur. Deneysel çalışmalar, üç eksenli ve büyük ölçekli yükleme sistemleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Her iki cüruf türü, iri taneli yapısı ve yüksek mukavemeti sayesinde yol altyapılarında kullanım açısından uygun bulunmuştur. Özellikle EAF cürufu, ortalama tane çapı (D50) 40 mm olan yapısıyla taneler arası kilitlenmeyi artırarak deformasyon direncini güçlendirmektedir. Kalıcı deformasyon ve esneklik modülü değerleri, AASHTO T 307 test prosedürü çerçevesinde değerlendirilmiş ve her iki cüruf türü, bazı koşullarda geleneksel malzemelere kıyasla üstün performans sergilemiştir. Geogrid donatısının sisteme dahil edilmesiyle birlikte deformasyon ve gerilme birikiminde kayda değer azalmalar elde edilmiştir. Örneğin, EAF cürufu içeren geogridli sistemde 100,000 yükleme döngüsü sonunda yükleme plakası altındaki birikmiş deformasyon 12 mm olarak ölçülürken, geogridsiz sistemde bu değer 35 mm'ye ulaşmıştır. Bu durum, geogrid katkısının deformasyonu yaklaşık %65 oranında azalttığını göstermektedir. Ayrıca, plakaya yakın bölgedeki deformasyon %58, gerilme birikimi ise %78 oranında azalmıştır. Geogrid takviyesi, esneklik modülü değerlerinde %10–25 arasında artış sağlamış ve bu artış, sistemin taşıma kapasitesini olumlu yönde etkilemiştir. Elde edilen bulgular, hem EAF hem de ACBF çelik cüruflarının yol alt temel tabakalarında etkin şekilde kullanılabileceğini ve geogrid takviyesiyle birlikte performanslarının daha da geliştirilebileceğini ortaya koymaktadır. Bu doğrultuda, geogrid ile güçlendirilmiş çelik cüruf sistemlerinin sürdürülebilir, ekonomik ve dayanıklı yol altyapıları oluşturmak için güçlü bir alternatif sunduğu sonucuna varılmıştır.
Özet (Çeviri)
This study aims to evaluate the potential of geogrid-reinforced steel slag materials as an alternative and sustainable construction material by investigating their deformation behavior and strength performance in road sub-base layers. In this context, two different steel industry by-products, namely electric arc furnace (EAF) slag and air cooled blast furnace (ACBF) slag, were subjected to laboratory scale tests in various combinations with geogrid. The experimental studies were carried out using triaxial and large-scale loading systems. Both slag types were found to be suitable for use in road infrastructure due to their coarse grain structure and high strength. Especially EAF slag, with an average grain diameter (D50) of 40 mm, enhances deformation resistance by increasing intergranular interlocking. The permanent deformation and resilient modulus values were evaluated in accordance with the AASHTO T 307 test procedure and both slag types showed superior performance compared to conventional materials under some conditions. Significant reductions in deformation and stress accumulation were achieved with the inclusion of geogrid reinforcement. For example, the accumulated deformation under the loading plate was measured to be 12 mm at the end of 100,000 loading cycles in the system with geogrid containing EAF slag, while this value reached 35 mm in the system without geogrid. This shows that the geogrid additive reduced the deformation by approximately 65%. In addition, the deformation in the region close to the plate was reduced by 58% and the stress accumulation by 78%. Geogrid reinforcement increased the resilient modulus values by 10-25% and this increase positively affected the bearing capacity of the system. The findings indicate that both EAF and ACBF steel slags can be used effectively in road sub-base layers and their performance can be further improved with geogrid reinforcement. Accordingly, it is concluded that geogrid reinforced steel slag systems offer a strong alternative to create sustainable, economical and durable road infrastructures.
Benzer Tezler
- Çelik cürufu ile yapılan yol altyapısı katmanlarının statik ve tekrarlı yükler altında sayısal analizleri
Numerical analysis of road infrastructure with steel slag under statical and repeated loads
MÜRÜVET ÖZSOY
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiGazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN FIRAT
- Determination of engineering properties and sustainability of a sandy soil with slag and tire chips
Cüruf ve atık lastik parçalari ile iyileştirilmiş kumlu bir zeminin mühendislik özelliklerinin belirlenmesi ve sürdürülebilirliği
ABDELRAHMAN MAHER TAHA ELNEMR
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiYeditepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Assoc. Prof. Dr. HAKKI ORAL ÖZHAN
- İndüksiyon ocaklı çelikhanelerde sünger demir (doğrudan indirgenmiş demir-DİD) kullanımının araştırılması
Investigation of sponge iron (DRI) usage in steel plants equipped with induction furnace
EMRECAN ZORBA
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiEskişehir Teknik ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NURAN AY
- Pota cürufu ve silika bazlı sentetik cüruf kullanılarak oluşturulan cürufların MgO-C tuğlaları üzerindeki korozyon profillerinin incelenmesi
Examination of penetration behavior of MgO-C refractory bricks used in steel ladles slag zone against different quality steel slags
BERKAY YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ SERDAR ASLAN
- Çelik endüstrisi atıklarının beton özelliklerine etkisi
Effect of steel slag on concrete properties
MERT GÜLDEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
İnşaat MühendisliğiEge Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. GÖZDE İNAN SEZER