Atık beton çamuru içerikli tek bileşenli alkalilerle aktive edilen malzemelerin fiziksel, mekanik ve durabilite özellikleri
Physical, mechanical and durability properties of materials activated with single component alkali containing waste concrete sludge
- Tez No: 944143
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZHAN YAVUZ BAYRAKTAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Mühendislik Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Engineering Sciences, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Kastamonu Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Beton üretiminin bir yan ürünü olan beton çamuru, uygunsuz bertarafı nedeniyle önemli çevresel zorluklar ortaya koymaktadır. Bu çalışma, alkali aktiveli kompozitlerde (AAC'ler) öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (GBFK) için kısmi ikame olarak öğütülmemiş beton çamuru atığı (UCS) ve öğütülmüş beton çamuru atığının (GCS) potansiyelini araştırmaktadır. Akıcılık, basınç ve eğilme dayanımı, görünür gözeneklilik, su emilimi, sorptivite ve sülfat maruziyeti, donma-çözülme döngüleri, yüksek sıcaklıklar ve asit saldırısı altında dayanıklılık testleri dahil olmak üzere kapsamlı bir deneysel program yürütülmüştür. UCS ikamesi akışkanlığı önemli ölçüde azaltırken (%30'da -%38,53'e kadar), GCS daha ince parçacıkları nedeniyle daha iyi işlenebilirliği koruyarak minimal bir etkiye sahipti (%30'da -%4,59). 90 günde, %5 ve %10'luk UCS değişimi basınç dayanımını %15,5 ve %9,0 oranında artırırken, %20 ve %30'luk UCS %8,2 ve %13,7'lik dayanım azalmasına yol açtı. Buna karşılık, tüm GCS karışımları referansı (%100 GBFS) geride bırakarak, sırasıyla %5; %10; %20 ve %30'luk değiştirme seviyelerinde %26,2; %21,5; %5,6 ve %5,2'lik dayanım kazanımları elde etti. 90 günde, %5; %10 ve %20'lik UCS değişimi eğilme dayanımını %33,2; %24,2 ve %2,5 oranında artırırken, %30'luk UCS %6,9'luk bir azalmaya yol açtı. Tüm GCS karışımları, değiştirme seviyesine bağlı olarak %6,5 ile %46,8 arasında değişen dayanım kazanımları gösterdi. AAC karışımlarındaki basınç dayanımı kaybı 800°C'de %69,1 ile %77,7 arasında değişmiştir. Bu, yüksek sıcaklıklara sürekli maruz kalma nedeniyle tüm karışımların sergilediği önemli bir termal bozulmayı göstermektedir. Test edilen karışımlardan, GBFS'nin %20 GCS ikamesini içeren karışım en düşük dayanım kaybını gösterirken, %30 UCS ikamesi en yüksek puanı almıştır. %5 ve %10 GCS karışımları referanstan (%34,3) daha düşük dayanım kaybı göstermiştir. Ancak, daha yüksek GCS seviyelerinde (%20 ve %30); dayanım kaybı referansı aşmış ve %30 GCS karışımı en yüksek bozulmayı (%53,6) göstermiştir. Benzer şekilde, %5 UCS karışımı en düşük dayanım kaybına sahipti. En ciddi basınç dayanımı kaybı (%35,3); magnezyum sülfat maruziyetinden sonra GCS30'da meydana gelirken, UCS30 için en yüksek kayıp H₂SO₄'ye maruziyetten sonra gözlenmiştir. UCS ve GCS'nin eklenmesi hem H₂SO₄ hem de MgSO₄ ortamlarında mukavemet kaybını artırdı.
Özet (Çeviri)
Concrete sludge waste, a by-product of concrete production, poses significant environmental challenges due to its improper disposal. This study investigates the potential of unground concrete sludge waste (UCS) and ground concrete sludge waste (GCS) as partial replacements for ground granulated blast furnace slag (GBFK) in alkali-activated composites (AACs). An extensive experimental program was conducted including tests on flowability, compressive and flexural strength, apparent porosity, water absorption, sorptivity and durability under sulphate exposure, freeze–thaw cycles, elevated temperatures and acid attack. UCS substitution significantly reduced the flowability (up to -38.53% at 30%), while GCS had minimal impact (-4.59% at 30%), maintaining better workability due to its finer particles. At 90 days; 5% and 10% UCS modification increased compressive strength by 15.5% and 9.0%; while 20% and 30% UCS resulted in 8.2% and 13.7% strength reduction. In contrast, all GCS mixtures outperformed the reference (100% GBFS) with strength gains of 26.2%; 21.5%; 5.6% and 5.2% at 5%; 10%; 20% and 30% modification levels, respectively. At 90 days; 5%; 10% and 20% UCS modification increased flexural strength by 33.2%; 24.2% and 2.5%; while 30% UCS resulted in a 6.9% reduction. All GCS mixtures showed strength gains ranging from 6.5% to 46.8%; depending on the modification level. The compressive strength loss in AAC mixtures ranged from 69.1% to 77.7% at 800°C. This indicates a significant thermal degradation exhibited by all mixtures due to continuous exposure to high temperatures. Of the tested mixtures, the mixture containing 20% GCS replacement of GBFS showed the lowest strength loss, while 30% UCS replacement scored the highest. 5% and 10% GCS mixtures showed lower strength loss than the reference (34.3%). However, at higher GCS levels (20% and 30%), the strength loss exceeded the reference and the 30% GCS mixture showed the highest degradation (53.6%). Similarly, the 5% UCS mixture had the lowest strength loss. The most severe compressive strength loss (35.3%) occurred in GCS30 after magnesium sulfate exposure, while the highest loss for UCS30 was observed after H₂SO₄ exposure. The addition of UCS and GCS increased the strength loss in both H₂SO₄ and MgSO₄ environments.
Benzer Tezler
- Atık su arıtma çamurlarının susuzlaştırılması ve stabilizasyonunda kapalı kurutma yataklarının kullanımı
Utilization of covered sludge drying beds for dewatering and stabilization of waste water sludges
NEZİH KAMİL SALİHOĞLU
Doktora
Türkçe
2007
Çevre MühendisliğiUludağ ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT PINARLI
- Ecotoxicity evaluation of slag from spent battery recycling: Reduction of lead by stabilization/solidification
Hurda akü geri dönüşüm prosesinde oluşan cürufun ekotoksikolojik değerlendirmesi: Stabilizasyon/solidifikasyon yöntemiyle kurşun azaltımı
VESİLE ÖZLEM ERKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İLHAN TALINLI
- Andezit mermer işleme atıksuyu fiziko-kimyasal arıtma çamurunun beton dayanımına etkisi
Effects of physico-chemical treatment sludge from andesite marble processing wastewater on concrete strength
MERVE SOĞANCIOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2011
Çevre MühendisliğiSelçuk ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ESRA YEL
YRD. DOÇ. DR. ÜLKÜ SULTAN YILMAZ
- Endüstriyel atıkların asfalt beton kaplama karışımında değerlendirilmesi
Assesment of industrial wastes on asphalt concrete pavement mixtures
ALTAN ÇETİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat MühendisliğiAnadolu Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ.DR. MUSTAFA TUNCAN
- Arıtma çamuru külü kullanılarak üretilen harç ve beton numunelerinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of physical and mechanical properties of mortar and concrete samples produced by using sewage sludge ash
MUTLU İREM TUNCER
Doktora
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CELALETTİN BAŞYİĞİT