Fabrika Çay Atığı Külünün Hibrit Çimentoda Kullanımının Beton Yollarda Araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Recep Tayyip Erdoğan Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği (Yl) (Ktü Ortak), Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: CEMALETTİN TERZİ
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Tuba Kütük
Eş Danışman: Sezai Kütük
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Doğu Karadeniz bölgesinde, fabrikalarda çay üretimi sırasında oluşan çay atığı miktarı oldukça fazladır. Bu atıkların depolanması hem alan kullanımını zorlaştırmakta hem de çevresel sorunlara neden olmaktadır. Bu tez çalışmasında çay atıklarının yeniden değerlendirilmesi amacıyla, özellikle inşaat sektöründe faydalı bir malzeme olarak kullanılabilirliği açısından çay atığı külünün beton yollarda kullanılabilme potansiyeli detaylı olarak incelenmiştir. Bu amaçla yüksek miktarda potasyum içermesi sebebiyle alkali kaynağı olarak çay atığı külünün (ÇAK) öğütülmüş yüksek fırın cürufu (ÖYFC) ile birlikte çimentoya ikame edilerek hibrit çimentoda kullanımı araştırılmıştır. Hamur ve harç üretiminde ÖYFC toplam bağlayıcının kütlece %50 oranında sabit tutulmuş, ÇAK ise toplam bağlayıcının kütlece %0, %1,25, %2,5, %3,75, %5, %7,5 ve %10'u oranında çimentoya ikame edilmiştir. Beton üretiminde ise %5 oranına kadar ÇAK kullanılmıştır. Hamur ve harçlar üzerinde mikroyapı analizleri (XRD, FTIR, TG/DTG) ile priz süresi, yayılma tablası, basınç dayanımı ve ICP-OES testi gerçekleştirilmiştir. Beton numuneleri üzerinde ise çökme (slump), yoğunluk, su emme oranı ve porozite, basınç dayanımı, eğilme dayanımı, yarmada çekme dayanımı, aşınma direnci, donma-çözünme deneyi, ıslanma-kuruma deneyi, MgSO4 etkisi deneyi, ultrasonik ses dalgası hızı (UPV) ile elastisite modülü belirlenmesi deneyi gerçekleştirilmiştir. Hamur ve harçlardan elde edilen sonuçlar, çay atığı külü ikame miktarı arttıkça priz sürelerinin önemli ölçüde azaldığını göstermiştir. Ayrıca, çay atık külünün portlanditin azalmasında etkili olduğu tespit edilmiştir. Basınç dayanımlarında, ÇAK'ın ikame miktarındaki artışa bağlı olarak ilk yaşlarda referans numunesine göre dayanım azalmıştır, fakat sonraki yaşlarda referans numunesinin dayanımına yakın değerler tespit edilmiştir. En düşük dayanımlar %10 ÇAK ikameli numunelerde görülmüştür. Beton numunelerinden elde edilen sonuçlar, ÖYFC ikamesi ile slump değerinin arttığını, ÇAK ikamesi ile slump değerinin azaldığını, ayrıca ÖYFC ve ÇAK ikamesi ile de yoğunlukların azaldığını göstermiştir. 7 günlük basınç, eğilme ve yarmada çekme dayanımlarında ÖYFC ve ÇAK ikamesi ile dayanımlar referansa göre azalırken, 28 günlük dayanımlarda referansa yakın hatta bazı karışımlar için fazla dayanım değerleri belirlenmiştir. Aşınma kaybı en fazla referans numunelerde tespit edilmiştir. Donma-çözünme çevrimi sonrası kontrol numunelerine yakın değerde basınç dayanımları elde edilmiştir. Islanma-kuruma çevrimi sonrası, çevrime maruz kalan numunelerin basınç dayanımlarının kontrol numunelerinden fazla olduğu belirlenmiştir. MgSO4 çözeltisinde bekletilen numuneler ile kontrol numunelerinin basınç dayanımlarının yakın olduğu belirlenmiştir. Küp numunelerin 28 günlük ultrasonik ses dalgası hızı (UPV) değerleri her karışım için 4500 m/sn değerinden yüksek çıkmıştır. Silindir numuneler üzerinde UPV ile belirlenen dinamik elastisite modüllerinin birbirine yakın olduğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak, bu tez çalışmasında %5 oranına kadar ÇAK kullanımının, KGM Beton Yol Kaplamaları Teknik Şartnamesi'ndeki dayanım şartlarını sağlayan beton yol üretme potansiyeli gösterdiği, böylece Doğu Karadeniz Bölgesi başta olmak üzere diğer çay üretimi yapılan ülkeler için sürdürülebilir bir atık yönetimi çözümü sunduğu tespit edilmiştir.