YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ÇAKIR

Geri kazanılmış agregaların beton üretiminde yeniden kullanılabilirliğinin araştırılması Investigation of reuse recycled aggregate production of concrete

Doğal kaynakların sınırsız olmadığı, verimli ve geri dönüşümlü kullanılmadığı takdirde bir gün tükeneceği bir gerçektir. Geri dönüşüm; doğal kaynakların en verimli şekilde kullanılmasını sağlayacak, mevcut kaynakların mümkün olabilen en fazla miktarının gelecek kuşaklara bırakılabileceği en önemli atık yönetim biçimidir ve sürdürülebilir kalkınmanın gereğidir. Bu durum göz önüne alındığında, kalkınma sürecine devam eden ülkemiz için sahip olduğumuz doğal kaynakların verimli kullanılması, ekonomik değeri olan maddelerin geri kazanılması ve tekrar kullanılması ile ilgili yöntemlerin işlevselliğinin araştırılması önemlidir. İnşaat sektörü açısından bakıldığında agregaların yeniden beton üretiminde kullanılması fikri, II. Dünya Savaşı sonrası yeniden yapılanma sürecine giren Avrupa’da ortaya çıkmıştır. Hızla tükenen doğal kaynaklar ve giderek zorlaşan atık yönetimi, geri kazanımı bütün dünya için zorunlu hale getirmiştir. Küresel ölçekte bakıldığında; geri kazanılmış agrega kullanımı konusunda standart ve yönetmelikler hazırlanmakta ve geri kazanımın teşviki için mali kolaylıklar sağlanmaktadır. Almanya, Belçika, Bulgaristan, Danimarka, Fransa, İspanya, Avustralya, ABD ve Japonya gibi ülkelerde agrega elde edilebilecek potansiyel alanların sınırsız olmayışı ve inşaat atık yönetiminin sorunları nedeni ile “geri kazanılmış agrega”nın değerlendirilmesi, endüstriyi teşvik politikaları ile büyük önem kazanmakta ve bu konuda endüstriyel ölçekte uygulaması olan çalışmaların artmasını sağlamaktadır. Geri kazanılmış agrega ile ilgili olarak ülkemizdeki mevcut standart ve yönetmeliklere bakıldığında yapılan çalışmaların yetersiz olduğu görülmektedir. Ancak sektör toplantılarında ve kongrelerde yakın gelecekte hem rezervlerin hızla tükenmesi hem de çarpık şehirleşme nedeniyle agrega temininde büyük zorluklarla karşı karşıya kalınacağı dile getirilmektedir. Ayrıca ülkemizde konut sektörünün büyüklüğü ve kalite denetiminin de yetersiz olduğu dikkate alındığında, bu yapıların gelecekteki iyileştirme ve yıkım çalışmalarında ortaya çıkacak atık betonların değerlendirilmesi için geri kazanılmış agrega sektörünün oluşturulması gerektiği ortaya çıkmaktadır. Hizmet ömrünü tamamlamış yapıların ve altyapıların yıkılması veya doğal afetler ile ortaya çıkan molozlardan geri kazanılmış agrega elde edilmesi ve bu agregaların, beton kalitesinin kontrolü koşulu ile beton üretiminde belirli oranlarda kullanılması gerekmektedir. Başka bir deyişle betonun âtıl hale geldikten sonra ?atık? olarak değil, gelişmiş ülkelerde olduğu gibi ?yan ürün? olarak değerlendirilebileceği bir gerçektir. Çeşitli kaynaklardan sağlanacak geri kazanılmış agregaların kullanılması, atıkların depolanmasında ortaya çıkan çevre problemlerinin çözümüne yardımcı olunacak, agrega üretimi sırasında kırma, eleme ve nakliye gibi işlemlerde kullanılan enerji tüketimi önemli ölçüde azalacaktır. Geri kazanılmış agregaların beton üretiminde kullanılabilirliğinin araştırıldığı bu çalışmada doğal agrega ile üretilen geleneksel betonda kullanılan iri agrega, aynı betondan elde edilen geri kazanılmış agrega ile %0, %25, %50 ve %100 oranlarında ikame edilmiştir. Ayrıca betonun fiziksel ve mekanik özelliklerini iyileştirmek amacı ile mineral katkı olarak öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (ÖGYFC) %0, %30 ve %60 oranında çimento ile ikame edilmiştir. Hazırlanan beton/betonarme numunelerde 7., 28. ve 56. günlerde fiziksel ve mekanik deneyler yapılmıştır. Doğal agregalar kullanılarak su/çimento oranı 0,50 olan, 380 dozlu, XS1 etki sınıfında hedef dayanımı C30/37 betonu üretilmiş, fiziksel ve mekanik deneyler gerçekleştirildikten sonra betonlar çeneli kırıcı ile kırılarak doğal agregalı beton serisi ile aynı granülometri ve işlenebilmeye sahip geri kazanılmış agregalı beton serileri üretilmiştir. Beton numune üretiminden önce kullanılacak olan agregalarda birim ağırlık, özgül ağırlık, su emme, granülometri, organik madde ve Los Angeles aşınma deneyleri gerçekleştirilmiştir. Doğal agrega ve geri kazanılmış agrega ile üretilen aynı karışım oranlarına sahip betonların karşılaştırılması, taze betonda birim ağırlık, işlenebilme (çökme ve Ve-Be), hava içeriği ve çökme kaybı deneyleri ile sertleşmiş betonda birim ağırlık, basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, elastisite modülü, ultrases, kılcal su emme, hacimce su emme deneyleri ve betonarme numunelerde ise çekip-çıkarma deneyleri ile araştırılmıştır.

Geri kazanılmış agrega ile üretilen polipropilen lif katkılı betonların özellikleri

Doğal kaynaklarımız dünya nüfusunun artması ve tüketim alışkanlıklarının değişmesi nedeni ile her geçen gün azalmaktadır. Dikkatlice kullanılmadığı takdirde bir gün bu kaynakların tükeneceği şüphesizdir. Kaynakların sınırlı olduğu, tüketimin hızla arttığı dünyamızda son yıllarda üzerine ehemmiyet verilen konulardan biriside geri dönüşümdür. Katı atıkların önemli bir bölümünü oluşturan yapısal inşaat atıklarının geri dönüşümü, çevreye verilen zararları azaltacağı gibi büyük şehirlerde doğal agrega kaynaklarının şehir merkezlerinden çok uzak olmasından dolayı nakliye masraflarının yanında, nakliye sırasında harcanan iş ve zaman kaybını da azaltacaktır. Geri kazanımlı agreganın beton içinde ağırlıklı olarak kullanımı, İkinci Dünya Savaşı sırasında tahrip edilen bina yıkıntılarından yararlanılması ile başlamış, bu yoğun kullanım daha sonraki yıllar içerisinde azalmıştır. Dünyada enerji tasarrufu ve çevreyi korumaya yönelik olarak geliştirilen sürdürülebilirlik kavramı ile birlikte, Avrupa ülkeleri başta olmak üzere geri kazanılmış agreganın beton sektöründe yeniden kullanılmaya başladığı ve kullanım oranının arttığı görülmektedir. Ülkemizde konut inşaat sektörünün büyüklüğü ve kalite denetiminin yetersiz olduğu dikkate alındığında, bu yapıların gelecekteki rehabilitasyon ve yıkım çalışmaları sırasında çıkacak betonların değerlendirilmesi için geri kazanılmış agrega sektörünün ülkemizde de kurulması gereği ortaya çıkmaktadır. İnşaat sektöründe arzu edilen kaliteli iri agreganın sürekli bir şekilde temini açısından, İstanbul ve benzeri büyük kentler agrega temini için yeni çözümler üretmek zorundadır. Bu çözümlerin başında, hizmet ömrünü tamamlamış binaların ve alt yapıların yıkılmasıyla ortaya çıkan molozların, bina artıklarının kullanılmasıdır. Belçika, Danimarka, İspanya ve Japonya gibi ülkelerde, inşaat atık molozlarının beton endüstrisinde iri agrega ve ince agrega olarak kullanılması gündeme gelmektedir. Bina molozlarından sağlanacak agrega ve diğer malzemeler çevre problemlerini ortadan kaldırmaya yardım ederken, agrega üretimi sırasında kullanılan enerji tüketiminin (kırma, eleme, nakliye) önemli ölçüde azalması bakımından da önem kazanmaktadır. İnşaat moloz atıklarının beton üretiminde kullanılabilirliğinin araştırıldığı bu çalışmada, doğal agrega ile üretilen geleneksel betonda kullanılan iri agrega, inşaat moloz atıklarından elde edilen iri agrega ile %0, %50 ve %100 oranlarında yer değiştirilerek beton/betonarme numuneler üretilmiştir. Betonun fiziksel ve mekanik özelliklerini iyileştirmek amacıyla mineral katkı olarak öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufu (ÖGYFC) %0, %15, %30 oranında çimento ile yer değiştirilerek ve hacimce %0.1 oranında polipropilen lifli ve lifsiz beton serileri üretilmiştir. Yukarıda özetlenen bilgiler ışığında, atık betonlardan elde edilecek geri kazanılmış agregalar, granüle yüksek fırın cürufu ve polipropilen lifler kullanılarak deneysel çalışma yapılmış, geri kazanılmış agregaların beton sektöründe yeniden kullanılabilirliği beton ve betonarme numuneler üzerinde gerçekleştirilecek fiziksel ve mekanik deneyler ile araştırılmıştır. Anahtar Kelimeler: Beton, sürdürülebilirlik, geri dönüşüm, geri kazanılmış agrega, fiziksel ve mekanik özellikler, granüle yüksek fırın cürufu, polipropilen lif