Atık Döküm Kumlarının Karayolu Malzemesi Olarak Kullanımı

Abstract

Döküm kumu otomotiv sektörü, demir-çelik sanayisi, alaşım üretimi ve metalurji endüstrisinin çeşitli branşları ve diğer bir çok endüstri alanında büyük miktarlarda kullanılmaktadır. Ayrıca, bentonit kum tanelerini arasında bağlayıcı özellik göstermesi için ilave edilmektedir. Döküm işleminden sonra, kullanılan kum atık malzeme olarak kabul edilmektedir. Atık malzeme olarak depo edilen kullanılmış döküm kumları, döküm endüstrisine ek bir maliyet oluşturmaktadır. Bundan dolayı, döküm endüstrisi atık döküm kumlarının kullanımı için uygun bir alan ve yöntem aramaktadır. Bu çalışmanın amacı karayolu malzemesi olarak büyük miktarda atık döküm kumunun kullanılabilirliğini araştırmaktır. Böylelikle, yüksek miktarda atık malzemenin değerlendirilmesi mümkün olacaktır. Bu bağlamda; ilk olarak üretim tekniği ve şekline göre atık döküm kumları sınıflara ayrıldı ve indeks özellikleri tespit edildi. Daha sonra bu malzeme çeşitli kompaksiyon metodları kullanılarak sıkıştırıldı. Stabilizasyonun malzeme özelliklerini iyileştireceği düşünüldüğünden,atık döküm kumu ağırlıkça %2, %4, %8 ve %10 oranında çimento ve kireçle ayrı ayrı stabilize edildi. Stabilize edilen numuneler 7-gün, 14-gün, 28-gün, 3-ay ve 6-ay süre boyunca nem odasında kür edildi. Hazırlanan numunelere stabilizasyonun etkisini araştırmak için 3 farklı deney (Ultrasyon Dalga Hızı Testi, Serbest Basınç Mukavamet deneyi, ve Kaliforniya Taşıma Oranı deneyi) yapıldı. Deney souçlarının ışığında atık döküm kumlarının klasik yol malzemeleriyle ekonomik karşılaştırılması yapıldı ve amaca uygunluğu irdelendi.

Foundry sand is consumed large amounts by manufacturing industries such as car manufacturing, iron-steel industries, alloy production and various branches of metallurgy industry. Bentonite is mixed with the material to bind the sand. After the molding process, the material is considered as waste stockpiled. Ever increasing stockpile cost is becoming a concern in molding industry; hence, manufacturers are looking for a suitable way of utilization. The aim of this study is to use waste foundry sand in road construction as subbase or fill material where large amount of the waste may be utilized. The steps of the study are as follows: Firstly, waste foundry sand are categorised based on the manufacturing technique and obtained accordingly. Secondly, each group of material is tested to determine index properties. Then, each group of the material is compacted using various compaction efforts. Stabilization is considered to increase the strength of material and the sand is stabilized with cement and lime by 2%, 4%, 8% and 10% by weight. Stabilized samples are later cured for 7 days, 14 days, 28 days, 3 months and 6 months to observe the effect of stabilization by Ultrasonic Pulse Velocity Test (UT), Unconfined Compressive Strength (UCS), and California Bearing Ratio (CBR) tests. Furthermore, triaxial tests are carried out to determine shear strength parameters because of the material is also investigated as fill material in highway constructions, particularly to asses its suitability in high embankments. Finally, an economic analysis is performed whether waste foundry sand is suitable to utilize as subbase or fill material.