Atık lastik katkılı silindirle sıkıştırılmış beton (SSB) yolların performansının araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ÖMER FARUK KELEŞ
Danışman: Osman Ünsal Bayrak
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bu çalışmada, sürdürülebilir silindirle sıkıştırılmış beton (SSB) yol üretebilmek amacıyla, çevreyi kirleten ve her yıl yeterince bertaraf edilemeyen farklı boyutlarda atık lastiklerin kaba ve ince agrega yerine kullanılarak atık lastiğin SSB yolların mekanik, durabilite ve termal özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yöntem: Parçalanmış, kırıntı ve toz olmak üzere üç farklı boyuta sahip atık lastikler SSB karışımlarda maksimum %30 olacak şekilde altı düzeyde (%2.5, %5, %7.5, %10, %20 ve %30) agrega yerine hacimce ikame edilmiştir. Atık lastiklerin bileşimi ile elde edilen SSB yol karışımların mekanik özelliklerini incelemek amacıyla basınç, eğilme ve yarmada çekme dayanımları ile birlikte UPV, birim ağırlık ve elastisite modülleri belirlenmiş ve sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır. Atık lastik katkılı SSB yol karışımlarının durabilite özelliklerini belirlemek amacıyla ise numuneler yüksek sıcaklık, donma-çözünme ile birlikte asit ve sülfat etkisine maruz bırakılmıştır. Ayrıca çalışmada atık lastik katkılı SSB'nin fiziksel yapısını ve bunun beton özellikleri üzerindeki etkisini incelemek için mikroyapı analizi taramalı elektron mikroskobu (SEM) kullanılarak ele alınmıştır. Bununla birlikte, dış ortam sıcaklık verileri kullanılarak, 3B yazılım paketi ANSYS programı ile modellemeler sonlu elemanlar analiziyle yapılmıştır. Yapılan bu modellemeler ile atık lastiklerin SSB yollarda sıcaklık değişiminden kaynaklı oluşan gerilmeler üzerine etkileri incelenmiştir. Bulgular: Atık lastik içeriğinin artmasıyla SSB karışımların dayanımlarında düşüşler elde edilmiştir. %30 atık lastik katkılı SSB numunelerde, atık lastik içermeyen kontrol numuneleriyle kıyaslandığında basınç, eğilme ve yarmada çekme dayanımlarında sırasıyla %81, %60 ve %74 dayanım kaybı meydana gelmiştir. Dayanımlarda düşüşe sebep olmasına rağmen atık lastiğin %20 oranında kullanımıyla 4,96 MPa eğilme dayanımına sahip karışım elde edilerek kaplamalarda kullanımları mümkün kılınmıştır. %30 atık lastik katkılı karışımlarda yüksek sıcaklık sonrası basınç, yarmada çekme ve eğilme dayanımlarında %62, %71 ve %97 oranlarında kayıp gerçekleşmiştir. %30 atık lastik katkılı karışımlarda 300 döngülük donma-çözünme sonrası basınç dayanımlarında %21 oranında kayıp gerçekleşmiştir. 180 gün asit etkisi sonrası %30 atık lastik katkılı numunelerde basınç dayanım kaybı %55 oranında olurken, 180 gün sülfat etkisi sonrası %30 atık lastik katkılı numunelerde basınç dayanım kaybı %18 oranında gerçekleşmiştir. Kaba ve ince agreganın kısmen atık lastiklerle değiştirmesiyle birlikte elastisite modülünde yaklaşık olarak %90 gibi önemli bir gerileme belirlenmiştir. Sonuçlar: Atık lastiğin agrega yerine SSB'de kullanılması karışımların mekanik ve durabilite özelliklerinde olumsuz etkiye sebep olmuştur. Atık lastik miktarının artması karışım için daha fazla su ihtiyacının ortaya çıkmasına yol açmış ve düşük özgül ağırlığa ve boşluklu yapıya sahip olması nedeniyle %15 daha hafif karışım elde edilmesi sağlamıştır. Termal açıdan değerlendirildiğinde sonlu elemanlar analiz sonuçları, atık lastik içeriğinin artmasıyla yol tabakasında sıcaklık farklarından dolayı meydana gelen gerilmelerin azaldığı belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Silindirle sıkıştırılmış beton, atık lastik, mekanik özellikler, durabilite özellikleri, termal analiz, sonlu elemanlar yöntemi.