FBE- Ulaştırma Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora

Bu koleksiyon için kalıcı URI

http://hdl.handle.net/11527/99

Gözat

Konu "Artificial Aggregate" ile FBE- Ulaştırma Mühendisliği Lisansüstü Programı - Doktora'a göz atma
  • Öge
    Elektrik Ark Ocağı Çelikhane Cürufunun Karayolu Esnek Üstyapı Tabakalarında Kullanımının Ve Karışım Performansının Araştırılması
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-02-16) Yonar, Fatih ; Ergün, Murat ; 10139966 ; Ulaştırma Mühendisliği ; Transport Engineering
    Hızla artan dünya nüfusu, gelişen teknoloji ve bu ikisine paralel olarak artan ihtiyaçlar doğrultusunda kaynaklarımızın tüketimi, çağımızda yeni bir ivme kazanmıştır. Bu süreçte insanlığın karşılaştığı felaketler ile kaynaklarımızın sınırsız olmadığı ve gelecek nesillere de yaşama hakkı tanınması gerekliliği net bir şekilde anlaşılmıştır. Bu kapsamda ilk olarak geri dönüşüm yaklaşımları benimsenmiş, içinde bulunduğumuz 21. yüzyılda ise sürdürülebilirlik, üretimimizin vazgeçilmez bir koşulu olmuştur. Sürdürülebilirlik kapsamında yapılan araştırmalar ile üretimdeki enerji ve hammadde tüketimleri her geçen gün azalmaktadır. Geleneksel geri dönüşüm yaklaşımlarının yanı sıra bileşik ya da kompozit ürünlerin de geri dönüşümü sağlanmaktadır. Bunlara ek olarak, herhangi bir sektörde üretim sonrası ortaya çıkan atıklar, yan ürün olarak aynı veya farklı bir sektörde değerlendirilmeye başlanmıştır. Bu yaklaşımlar doğrultusunda, gelişmiş pek çok ülkede olduğu gibi Türkiye’de de çevresel etkinin ve doğal kaynak tüketiminin azaltılması için alternatiflerin dikkate alınması gerekmektedir. Bu kapsamda, son dönemde gösterdiği büyük ilerleme ile çelik sektörü dikkat çekmektedir. Türkiye, dünyanın en büyük 8. çelik üreticisi konumundadır ve yıllık üretimin %75’i elektrik ark ocaklı tesislerde yapılmaktadır. Buna rağmen çelik üretiminde elde edilen çelikhane cürufu, ülkemizde halen atık konumunda olup sadece %1’i kilitli parke taşı imalatında kullanılmaktadır. Çevresel etkinin azaltılması açısından daha yoğun bir kullanım alanının tanımlanması gerekmektedir. Bu kapsamda inşaat sektörü Türkiye’de en çok hammaddeye ihtiyaç duyan öncü sektör olarak dikkat çekmektedir. Yapılan araştırmalar ile çelikhane cürufu, gelişmiş ülkelerde atık olmaktan çıkartılmıştır. Özellikle karayolu inşaatında yapay agrega olarak pek çok ülkede kullanılmaktadır. Uluslarası örneklerden yola çıkılarak, bu doktora tezi çalışması kapsamında çelikhane cürufunun karayolu üstyapı inşaatında yapay agrega olarak kullanım olanakları ve performansı incelenmiştir. Tez kaspamında kullanılan çelikhane cürufu, Türkiye’nin en büyük üçüncü elektrik ark ocaklı çelik üreticisi olan Çolakoğlu Metalürji A. Ş.’nin Dilovası’ndaki tesislerinden temin edilmiştir. Çelikhane cürufunun doğal agrega ile karşılaştırılabilmesi için Ömerli-Alyans taş ocağından da dolomitik kalker taşı alınmıştır. İlk olarak temin edilen çelikhane cürufunun ve doğal agreganın bileşenleri X-ışını kırınım yöntemi ile incelenmiştir. Her iki numunenin fiziksel özellikleri, Karayolları Teknik Şartnamesi 2013’te tanımlanan deneyler uyarınca araştırılmıştır. Elde edilen kimyasal ve fiziksel veriler ile iki numune tanımlanmıştır. İkinci aşamada her iki numunenin, fiziksel özellikler kapsamında yapılan deneylerden elde edilen sonuçları, Karayolları Teknik Şartnamesi 2013 limitleri ile karşılaştırılmıştır. Cürufun kullanımı açısından büyük öneme sahip olan metalik demir ve serbest kireç içerikleri kimyasal analiz ile belirlenmiştir. Çelikhane cürufunun çevresel etkisi, eluat ve orijinal malzeme üzerinden test edilmiştir. Çevresel etki incelemesi kapsamında çelikhane cürufu için ölçülen parametreler, karşılaştırma için doğal agregada da gözlemlenmiştir. Karayolları Teknik Şartnamesi 2013’te tanımlanan granüler tabakalara göre ideal tane dağılımı ile maksimum kuru birim hacim ağırlık, optimum su muhtevası ve California taşıma oranı değerleri belirlenmiştir. En kötü senaryoyu canlandırabilmek için en yüksek kuru birim hacim ağırlığa sahip olan numune, Agregaların Hidratasyondan Potansiyel Genleşmesi Deneyi için seçlmiştir. Deney, ASTM D4792 standardı uyarınca gerçekleştirilmiştir. En uygun karışım sıcaklığı belirlenmiş ve Karayolları Teknik Şartnamesi 2013 doğrultusunda, ideal granülometride, Marshall yöntemi ile aşınma, taş mastik asfalt, binder ve bitümlü temel karışımları üretilmiştir. Optimum bağlayıcı oranları, maksimum teorik birim hacim ağırlığın hesaplandığı geleneksel yöntem ve maksimum teorik birim hacim ağırlığın ölçüldüğü deneysel yöntem ile belirlenmiş, her iki yaklaşım ile elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. En uygun sonuçların deneysel yaklaşım ile elde edildiğine karar verilmiş, bu yaklaşım ile elde edilen optimum bağlayıcı oranları kullanılarak kontrol briketleri üretilmiştir. Kontrol briketlerinden elde edilen sonuçlar, hedeflenenlerle karşılaştırılmıştır. Sonuçların benzer olduğu belirlenmiş, performans deneyi numuneleri üretilmiştir. Performans deneylerine, karışımların sudan kaynaklanan bozulmalara dirençlerinin belilenebilmesi için Lottman deneyi ile başlanmıştır. İkinci olarak tekerlek izinde oturma deneyi Hamburg yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Son olarak numunelerin yorulma ömrüleri belirlenmiştir. Üçüncü aşamada, elde edilen deney sonuçları kendi içlerinde ve literatür ile kıyaslanmıştır. Karayolları Teknik Şartnamesi 2013 limitleri dışında kalan deney sonuçları irdelenmiştir. Ekonomik analiz kapsamında, çelikhane cürufunun birim fiyatı, ekonomik taşıma mesafesi ve karışım maliyetleri hesaplanmıştır. Son olarak çevresel etki, kimyasal içerik, fiziksel özellikler, ekonomi ve performans açısından çelikhane cürufunun kullanımı irdelenmiş, öneriler sunulmuştur.