ATIK CAM TOZU KATKILI BETONLARIN YÜKSEK SICAKLIK ALTINDAKİ PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ

Tuba Demir; Bahar Demirel; Ayşe Çiğdem Şireci

doi:10.17780/ksujes.1414159

EN TR

INVESTIGATION OF THE PERFORMANCE OF WASTE GLASS POWDER SUBSTITUTED CONCRETES UNDER HIGH TEMPERATURES

Abstract

This study aims to investigate the changes in the strength performance of concretes produced using waste glass powder before and after high temperature. Accordingly, a series of 6 concretes with different waste glass powder replacement ratios were produced. An experimental program including mechanical tests was carried out on the produced concrete series. Concrete series that completed the curing period were kept at 400 oC, 600 oC, 800 oC, respectively, and compressive strength losses after high temperature were determined. The mechanical properties of concrete decreased with the increase of waste glass powder substitution in concrete. On the other hand, the best results were observed in the series where the glass powder ratio was 10%. It was observed that the use of up to 10% of glass powder in concrete increased the performance of concrete. As a result, it was observed that waste glass powder can be used as a cement replacement material in the production of high temperature resistant concrete. With this reduction in the amount of cement, it has been seen that it is possible to produce a more environmentally friendly concrete with a reduced carbon footprint. In addition, the use of waste glass powder in concrete production becomes a potential option for the construction sector by providing a solution to waste management and contributing to the circular economy.

Keywords

ATIK CAM TOZU KATKILI BETONLARIN YÜKSEK SICAKLIK ALTINDAKİ PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ

Öz

Bu çalışmanın amacı atık cam tozu kullanılarak üretilen betonların yüksek sıcaklık öncesi ve sonrası dayanım performanslarındaki değişimini araştırmaktır. Bu doğrultuda, farklı atık cam tozu ikame oranı içeren 6 farklı beton karışım serisi hazırlanmıştır. Üretilen beton serileri üzerinde mekanik testler içeren deneysel bir program yürütülmüştür. Kür süresini tamamlayan beton serileri, sırasıyla 400 oC, 600 oC, 800 oC’de, 1 saat yüksek sıcaklıkta bekletilmiştir. Bu beton gruplarının yüksek sıcaklık sonrası basınç dayanımı kayıpları belirlenmiştir. Betonda atık cam tozu ikamesinin artmasıyla betonun mekanik özelliklerinde azalma görülmüştür. Öte yandan en iyi sonuç cam tozu oranının %10 oranında kullanıldığı serilerde gözlenmiştir. Betonda cam tozu oranının %10’a kadar kullanımının betonun performansını arttırdığı gözlenmiştir. Sonuç olarak, atık atık cam tozunun yüksek sıcaklığa dayanıklı beton üretiminde çimento ikame malzemesi olarak kullanılabileceği görülmüştür. Çimento miktarında yapılacak bu azaltma ile karbon ayak izi azaltılmış daha çevreci bir beton üretiminin mümkün olabileceği görülmüştür. Ayrıca beton üretiminde atık cam tozu kullanımının, atık yönetimine çözüm ve döngüsel ekonomiye katkı sağlayarak inşaat sektörü için potansiyel bir seçenek haline gelmektedir.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Abed, M., & de Brito, J. (2020). Evaluation of high-performance self-compacting concrete using alternative materials and exposed to elevated temperatures by non-destructive testing. Journal of Building Engineering, 32, 101720. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2020.101720
Acikgenc Ulas, M. (2022). Development of an artificial neural network model to predict waste marble powder demand in eco‐efficient self‐compacting concrete. Structural Concrete. https://doi.org/10.1002/suco.202200043
Alyamac, K. E., Ghafari, E., & Ince, R. (2017). Development of eco-efficient self-compacting concrete with waste marble powder using the response surface method. Journal of Cleaner Production, 144, 192–202. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2016.12.156
Bengal, S. N., Pammar, L. S., & Nayak, C. B. (2022). Engineering application of organic materials with concrete: A review. Materials Today: Proceedings, 56, 581–586. https://doi.org/10.1016/j.matpr.2022.02.390
Binici, H., Temiz, H., Sevinç, A. H., Mustafa, E., Mehmet, K., & Şayir, Z. (2013). Alüminyum Talaşı, Bims ve Gazbeton Tozu İçeren Betonların Yüksek Sıcaklık Etkisinin İncelenmesi. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 9(1), 1–15. e-ISSN:1305-631X
Delay, R. (2008). Our Post-Kyoto Treaty Climate Change Framework: Open Market Carbon-Ranching as Smart Development. Penn St. Envtl. L. Rev., 17, 55.
Demir, T., and Alyamaç, K. E. (2022). Investigation of the Use of Marble Powder in Production of High Strength Concretes. Open Journal of Nano, 7(1), 18–25. https://doi.org/10.56171/ojn.1034691
Demir, T., Demirel, B., and Öztürk, M. (2022). An Evaluation of the Effect of Waste Aluminum Sawdust on the Carbonation of Concrete. Bitlis Eren University Journal of Science, 11(4), 993–999. https://doi.org/10.17798/bitlisfen.1141419

Demırel, B., & Keleştemur, O. (2011). Yüksek Sıcaklığa Maruz Pomza ve Silis Dumanı Katkılı Betonların Mekanik ve Fiziksel Özelliklerine Kür Yaşının Etkisi. Electronic Journal of Construction Technologies/Yapi Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7(1). e-ISSN:1305-631X
Derinpinar, A. N., Karakoç, M. B., & Özcan, A. (2022). Performance of glass powder substituted slag based geopolymer concretes under high temperature. Construction and Building Materials, 331, 127318. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.127318
Ferdosian, I., & Camões, A. (2017). Eco-efficient ultra-high performance concrete development by means of response surface methodology. Cement and Concrete Composites, 84, 146–156. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2017.08.019
Guo, P., Meng, W., Nassif, H., Gou, H., & Bao, Y. (2020). New perspectives on recycling waste glass in manufacturing concrete for sustainable civil infrastructure. Construction and Building Materials, 257, 119579. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2020.119579
Katare, V. D., & Madurwar, M. V. (2020). Design and investigation of sustainable pozzolanic material. Journal of Cleaner Production, 242, 118431. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2019.118431
Martínez-Lage, I., Vázquez-Burgo, P., & Velay-Lizancos, M. (2020). Sustainability evaluation of concretes with mixed recycled aggregate based on holistic approach: Technical, economic and environmental analysis. Waste Management, 104, 9–19. https://doi.org/10.1016/j.wasman.2019.12.044
Monteiro, P. (2006). Concrete: microstructure, properties, and materials. McGraw-Hill Publishing.
Omran, A., & Tagnit-Hamou, A. (2016). Performance of glass-powder concrete in field applications. Construction and Building Materials, 109, 84–95. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.02.006
Orhan, E., & Yüksel, E. (2017). Öğütülmüş Atık Cam Tozu Katkılı Betonun Puzolanik Aktivitesi ve Yarmada Çekme Dayanımının Belirlenmesi. Engineering Sciences, 12(2), 108–116. ISSN: 1308 7231
Öz, H. Ö. (2017). Atık Cam Tozu ve Yüksek Fırın Cürufunun İçeren Kendiliğinden Yerleşen Harçların Taze, Mekanik ve Durabilite Özellikleri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 20(4), 9–22.
Paul, D., Bindhu, K. R., Matos, A. M., & Delgado, J. (2022). Eco-friendly concrete with waste glass powder: A sustainable and circular solution. Construction and Building Materials, 355, 129217. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129217
Raju, S., & Kumar, P. R. (2014). Effect of using glass powder in concrete. International Journal of Innovative Research in Science, Engineering and Technology, 31, 21–427. ISSN: 2319 8753
Saint-Pierre, F., Philibert, A., Giroux, B., & Rivard, P. (2016). Concrete quality designation based on ultrasonic pulse velocity. Construction and Building Materials, 125, 1022–1027. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.08.158
Shayan, A., & Xu, A. (2006). Performance of glass powder as a pozzolanic material in concrete: A field trial on concrete slabs. Cement and Concrete Research, 36(3), 457–468. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2005.12.012
Standard, B. (2004). BS EN 12504-4: 2004: Testing concrete–Part 4: Determination of ultrasonic pulse velocity. London, Reino Unido.
TS EN 772-4. (2000). Kagir Birimler, deney metotları–Bölüm 4: Tabii taskâgir birimlerin toplam ve görünen porozitesi ile bosluksuz ve bosluklu birim hacim kütlesinin tayini (Methods of test for masonry units–Part 4: Determination of real and bulk density and of total a. TS EN 772-4 Ankara-Turkey.
TS EN 197-1. (2012). Cement - Part 1: General Cements, Composition, Ankara, Türkiye.
TS EN 1097–2. (2000). Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 2: Parçalanma Direncinin Tayini İçin Metotlar. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
TS EN 12350-2. (2019). T. beton deneyleri-B. 2: Ç. (slump) deneyi, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, Türkiye.
Turkey, F. A., Beddu, S. B., Ahmed, A. N., & Al-Hubboubi, S. K. (2022). Effect of high temperatures on the properties of lightweight geopolymer concrete based fly ash and glass powder mixtures. Case Studies in Construction Materials, 17, e01489. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01489
Wu, Z., Lo, S. H., Kang, H. T., & Su, K. L. (2019). High strength concrete tests under elevated temperature. Athens Journal of Τechnology & Engineering. ISSN: 2241-8237
Zhang, Y., Aslani, F., & Lehane, B. (2021). Compressive strength of rubberized concrete: Regression and GA-BPNN approaches using ultrasonic pulse velocity. Construction and Building Materials, 307, 124951. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.124951
Zhong, R., Wille, K., & Viegas, R. (2018). Material efficiency in the design of UHPC paste from a life cycle point of view. Construction and Building Materials, 160. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.049

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Yapı Malzemeleri

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Tuba Demir ^*
0000-0003-2092-1029
Türkiye

Bahar Demirel
0000-0001-7483-2668
Türkiye

Ayşe Çiğdem Şireci
0000-0001-8465-8624
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

3 Haziran 2024

Gönderilme Tarihi

3 Ocak 2024

Kabul Tarihi

25 Mart 2024

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2024 Cilt: 27 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.17780/ksujes.1414159

IZ

https://izlik.org/JA46DW48YG

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Demir, T., Demirel, B., & Şireci, A. Ç. (2024). ATIK CAM TOZU KATKILI BETONLARIN YÜKSEK SICAKLIK ALTINDAKİ PERFORMANSLARININ İNCELENMESİ. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 27(2), 631-642. https://doi.org/10.17780/ksujes.1414159