9. sunum endüstriyel atıkların inşaat sektöründe kullanılabilirliğinin

ÇEVRE GEOTEKNİĞİ DERSİ
ENDÜSTRİYEL ATIKLARIN İNŞAAT SEKTÖRÜNDE
KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI
DERSİN SORUMLUSU
YAR. DOÇ. AHMET ŞENOL
HAZIRLAYANLAR
FEYYAZ YOLCU (2013119047)
MÜCAHİT ARSLAN (2012119080)
ŞEMSULLAH AZİZ (2013119071)
GİRİŞ


Dünya üzerinde atık olarak değerlendirilen maddelerin büyük
bir kısmı geri dönüştürülebilir malzemelerden oluşmaktadır. Bu
malzemelerin yeniden kullanılarak geri dönüşüme katılması
çevrenin ve doğanın dengesinin korunabilmesi, doğaya verilen
zararın minimuma indirilebilmesi ve ülke ekonomisi açısından
oldukça önemlidir.
Dünyada ve ülkemizde atık ürünler çevreye ve insan sağlığına
ciddi zararlar vermektedirler.



Atıkların çevreye verdiği zararlarının en önemlileri çevrenin
doğal dengesinin bozulması ve çevre kirliğidir. Bu çevre
kirliliğini meydana getiren atıkların miktarında ise her geçen
gün hızla artan bir ivme görülmektedir.
Atık miktarını tetikleyen en önemli unsur ise atık miktarına
paralel olarak artan nüfus yoğunluğu gösterilebilir.
Özellikle ülkemizin sanayi odaklı bölgelerinde açığa çıkan
işlenmiş atıklardan kaynaklanan problemler oldukça fazladır.




Katı atığın insana ve çevreye zarar vermesini önlemek icin;
uygun şekilde toplanması, taşınması ve bertarafı ile
mümkündür ve bu işlemler dizisi “katı atık yönetimi” olarak
ifade edilir.
Teknik ve ekonomik yapılabilirlik mümkün olsa bile, sosyal
yapılabilirlik (halkın katılımı) uygun düzeyde değilse, öngörülen
katı atık yönetim sisteminin iyi sonuç vermesi “beklenti” olarak
kalabilmektedir.
Katı atıkların geri kazanılması toplumun sosyal,eğitim ve
ekonomik durumu ile yakından ilgilidir.


Kişiler tarafından atık malzemeler ile ilgili toplum ilgisi açısından bir
anket çalışması yapılmış ve sonuçları değerlendirilmiştir.
Çalışmaların bir kısmı İstanbul’da seçilen iki ilçenin katı atıkları
toplama yöntemi üzerine yapmış, Beşiktaş ve Üsküdar ilçelerinde
hane reisi eğitim durumuna göre çevre bilinci ve konunun önemi
hakkında farkındalık sonuçları yorumlanmiştır.
a)
b)
Şekil 1. Hane reisi eğitim durumuna göre çevre bilinci ve konunun
önemi hakkında farkındalık a) Beşiktaş ilçesi b) Üsküdar ilçesi
 Buna
göre Hane Halkı reisi eğitim
seviyesi yüksek olsa bile çevre bilinci
ve konunun önemi konusunda bilgi
eksikliği olduğu gözlemlenmiştir.
• Endüstriyel atıklar: Birçok endüstriyel atık önemli zehirli
madde içerdiğinden serbestçe doğaya bırakılamaz, uygun
onaylanmış atık depolama sahalarında tutularak yok
edilmeli, geri dönüşüme sokulmalı veya yakılmalıdır.
Endüstriyel atıkların arıtma ve uzaklaştırma yaklaşımları
maalesef, evsel atıklarınki kadar kolay ve daha az masraflı değildir.
Çünkü endüstriyel atıklar evsel atıklar gibi tehlikesiz değildir.
Türkiye’de Devlet İstatistik Enstitüsü’nün 2004 yılında
yaptığı İmalat Sanayi Atık Envanteri Araştırması ile toplam
oluşturulan katı atığın 1,2 milyon tonunun tehlikeli atık niteliğinde
olduğu tespit edilmiştir. Rapor incelendiğinde görüleceği üzere,
incelenen işyeri sayısı son derece sınırlı olup, ancak tehlikeli atık
miktarının büyüklüğü hakkında bir fikir vermektedir. AB ülkelerinde
üretilen tehlikeli atık miktarı göz önüne alındığında ülke genelinde
oluşan endüstriyel kaynaklı tehlikeli atık miktarının yıllık 2,0-2,5
milyon ton olduğu tahmin edilmektedir
Endüstriyel katı atıkların yönetiminin iyi yapılması,
çevre sağlığı açısından oldukça önemlidir. Endüstriyel Katı
atık yönetimi atık oluşumunu önleme, yeniden kullanım,
geri dönüşüm, geri kazanım ve düzenli depolama
aşamalarından oluşur. Atıkların oluşmasını önlemek
ardından geri dönüşümünü, geri kazanımını ve yeniden
kullanımı sağlamak atık oluşumunun fazla olduğu
bölgelerde katı atıkların kontrol edilmesi için önemli
unsurlardır.
ATIK LASTİKLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ



Atık lastikler, kullanılmış lastikler veya ömrünü tamamlamış
lastiklerdir.
Geri dönüşüm sektöründe lastiklerin de kullanılmasının en
büyük nedeni, doğada kaybolma zamanlarının uzun olması ve
zor ayrışır olmalarıdır.
Önceki yıllarda ülkemizde yakılarak bertaraf edilmeye çalışılan
atık lastikler ciddi derecede çevre kirliliğine yol açtığı için,
ömrünü tamamlamış olan lastiklerin geri dönüşüm
çalışmalarında kullanılmaya başlanması söz konusu olmuştur.


Atık lastikler düşük birim ağırlıkları (zeminlerin 1/3 ü kadar), iyi
ısı yalıtımı (zeminden 8 kat daha iyi), iyi drenaj kabiliyeti (10 kez
daha iyi) ve sıkıştırılabilirlik gibi özelliklerinden dolayı
mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılmaktadırlar.
Atık lastikler düşük birim ağırlıkları sebebiyle mühendislik
uygulamalarında hafif agrega gibi değerlendirilmekte ve dolgu
malzemesi olarak toprak setlerde, istinat duvarlarında ve zemin
dolgularında kullanılmaktadırlar.
ŞEKIL 2. ATIK LASTİK YIĞINI VE YAKILMASI DURUMUNDA ÇEVREYE
SALINAN ZEHIRLİ GAZ.
ŞEKİL 3. ATIK LASTİKLERİN TOPLANIP GERİ DÖNÜŞÜM İÇİN
FABRİKALARA GÖTÜRÜLMESİ.



Karacasu M., ve Bilgiç Ş., atık lastiklerin
değerlendirilmesi üzerine yaptıkları çalışmada,
kullandıkları sert plastik parçaları, araç lastiği
parçacıkları ve lastik tozu atıklarını Eskişehir ili organize
sanayi bölgesinde bulunan bir atık işleme fabrikasından
elde etmişlerdir.
Hurda olarak işleme fabrikasına gelen lastik atıklarının
fabrikalarda öğütme makinelerinde öğütüldüğünü ve
çeşitli çaptaki eleklerden geçirilerek boyutlandırma işlemi
yapıldığını söylemişlerdir.
Atık lastiklerin asfalt betonunun performansı üzerindeki
etkilerini araştırmışlar ve bu çalışma için Klasik Marshall
Deney sonuçları yanında, sünme performans deney
sonuçlarından da yararlanmışlardır.
ŞEKIL 4. ATIK LASTIKLER İLE MARSHALL DENEY SONUÇLARINA GÖRE
DEFORMASYON DEĞERLERİ.

Karacasu ve Bilgiç’in çalışmasına göre, sert plastik atıklı
numuneler kontrol numunelerine çok yakın deformasyon
göstermişlerdir. Kontrol numunelerine göre, lastik tozu
ilave edilen numunelerde meydana gelen deformasyon
miktarları daha düşük çıkmıştır. Bu da atık plastik
parçacıkları lastik tozlarının % 2 oranında ilavesi ile asfalt
betonlarının TCK Karayolları Teknik Şartnamesinde
verilen şartları sağlayabilecek şekilde hazırlanabileceğini
göstermektedir.
MERMER TOZLARI


Mermer tozu; mermerin
kesimi ve makine ile
işlenmesi sırasında açığa
çıkan kristal haldeki atıktır.
Günümüzde mermer
işletmelerinden açığa çıkan
atık tozlar önemli derecede
ekonomik kayıplara ve çevre
kirliliğine yol açmaktadır


Mermer fabrikalarından üretim atığı olarak ortaya çıkan
tozların kullanılabilirliği endüstriyel açıdan kazanç olduğu
kadar çevresel açıdan da bir sorunun giderilmesi anlamını
taşımaktadır. Bu nedenle mermer toz atıklarının
değerlendirilmesi konusunda bulunabilecek alternatifler,
mermer fabrika işletmecilerine ve ülke ekonomisine
kaynak sağlayacağı gibi bu fabrikaların çevre kirletici
özelliğini de tamamen ortadan kaldıracaktır. Mermer
fabrikalarında işlenen mermerlerin ortalama %30'nun toz
olarak atıldığı hesaplanmıştır.
Mermer tozu çeşitli sanayi dallarında katkı veya dolgu
maddesi olarak ya da ana hammadde
olarak kullanılmaktadır.
MERMER TOZLARININ İNŞAAT SEKTÖRÜNDE BAŞLICA
KULLANIM ALANLARI ŞUNLARDIR
-Seramik sanayinde,
-Plastik ve lastik sanayinde,
-Çimento sanayinde,
-Boya sanayinde,
-Yapı malzemeleri sanayinde,
-Demiryolu zemin malzemesinde kullanılmaktadır.
Yol Yapımında;
Stabilizasyon malzemesi olarak yollarda kullanılır. Kireç, yol
zeminindeki kil mineralleri ile birleşerek plastisite,
genleşme ve kabarma katsayılarına etki eder. Ayrıca mıcır
olarak da yol yapımlarında kullanılır
Mermerin kimyasal bileşiminin kireçle benzerlik göstermesi
ve mermer tozu taneciklerinin çok küçük boyutlu olması,
ince taneli zeminlerin iyileştirilmesi için kireç yerine mermer
tozunun kullanılabileceğini göstermektedir .

Ülkemizde yılda yaklaşık olarak 2 200 000 ton
mermer blok işlendiği düşünülürse, 660 000 ton
mermer tozunun değerlendirilmeden atıldığı
söylenebilir. Böyle bir potansiyeli sanayide
değerlendirmek ulusal ekonomiye önemli
kazanımlar sağlayacaktır. Literatür bilgilerinde ve
dünyadaki bazı uygulamalarda gerek mermer
tozlarının gerekse mermer toz atıklarının seramik,
çimento, boya, cam, yapı malzemesi gibi birçok
sektörde değerlendirilme çalışması olmakla birlikte,
ülkemizde bu konuya yönelik yaygın uygulamalara
rastlanmamaktadır.
UÇUCU KÜLLER
Uçucu kül nedir ?
Düşük kalorili linyit kömürlerinin yakıldığı termik
santrallerde, elektrik üretimi sırasında toz
halindeki kömürün yanması sonucu baca
gazları ile sürüklenen ve elektro filtreler yardımı
ile tutularak atmosfere çıkışı önlenen mikron
boyutunda kül tanecikleri meydana gelmektedir.
Endüstriyel bir atık olan ve uçabilen bu küllere
uçucu kül adı verilmektedir.

UÇUCU KÜLLER
TÜRKIYE’DE AÇIĞA ÇIKAN TOPLAM KÜL:
22 MILYON TON
TOPLAM UÇUCU KÜL MIKTARI:
18 MILYON TON
DEĞERLENDIRILEN MIKTAR:
700-800 BIN TON

Isınma amacıyla kullanılma imkanı olmayan
düşük kalori kömürlerTermik santrallerde,
buhar üreten kazanları ısıtmak amacıyla
çoğunlukla pulvarize (öğütülmüş) halde yakılır.
75 μm’lik elekten %80’i geçecek şekilde
kırılıp inceltilen kömür tozları önceden
ısıtılmış hava ile karıştırılır ve yanma için
kazan içine üflenir.
 Bu yanmanın sonucunda farklı özellikteki
çeşitli gazlar ve bazı atıklar ( kömür külleri ve
yanmayan kalıntı ) açığa çıkar.
 Genellikle, termik santrallerde yakılan taş
kömürlerinin %10-15’i, linyit kömürlerinin ise
%35-40’ı küldür.

UÇUCU KÜL
 Gri Renklidir





Küresel Şekillidir
Tane çapı 1-150 μm
Yoğunluğu 2.1 – 2.7 g/cm3
Özgül yüzeyi 1800-5000 cm2/g
F ve C tipleri vardır.
Uçucu küllerin oluşturduğu bir atık yığını.
Uçucu küllerin inşaat sektöründe kullanım alanları

Malzeme

Çimento

Agrega
: İnce agrega, iri agrega ve hafif agrega olarak

Beton
: Katkı ve ikame malzemesi olarak

Tuğla/Ateş Tuğlası : Katkı malzemesi olarak

Kerpiç

Yapı Malzemeleri :

Çeşitli Yapılar/Uygulamalar :
:
Kullanım Alanı/Yeri
Hammadde, katkı ve ikame olarak
: Bağlayıcı malzeme olarak
Blok, panel, duvar, gaz beton, beton boru, cam, boya, seramik, plastik, harç
Baraj, otoyol, nükleer santral, geoteknik uygulamalar
UÇUCU KÜLLERİN İNŞAAT SEKTÖRÜNDE
KULLANIM POTANSİYELİ
Çimento hammaddesi %
6
Hafif beton bloklar
(taban külü) % 24
Katkılı çimento % 3
Senosfer % 1
Beton katkısı % 19
Çeşitli % 1
Dolgu ve zemin
iyileştirmesi % 7
Gaz beton bloklar % 24
Hava katkısız beton
blok&ön yapım % 7
Çimento enjeksiyonu %
8
UÇUCU KÜLLERİN ÇİMENTODA KULLANIMI
İnşaat sektöründe uçucu külün yaygın olarak
kullanıldığı alanların başında çimento sanayisi
gelmektedir. 1980'li yıllardan itibaren Türkiye’de
katkılı çimentoların çimento üretimindeki payı
% 90'ların üstüne çıkmıştır. Uçucu küllerin
çimentoda;
1) hammadde,
2) katkı maddesi,
3) ikame ( başka madde yerine kullanılma)
malzemesi olarak kullanıldığı görülmektedir .

 Uçucu küller, çimentonun ana hammaddeleri
olan kil ve kalkere hammadde olarak karıştırılarak
klinker üretiminde kullanılmaktadır.
 Uçucu kül çimentoda katkı maddesi olarak
kullanıldığında enerji tasarrufu sağlanmakta ve
daha ucuz çimento elde edilmektedir.
 Yine uçucu küllerin, ikame malzemesi olarak
çimentoda kullanılması durumunda da ekonomik
kazanç sağlanmaktadır.
UÇUCU KÜLLERİN AGREGA OLARAK KULLANIMI
Uçucu kül; Türk, Amerikan ve İngiliz
standartlarında beton ve duvar elemanları için
yapay hafif agrega olarak kabul edilmektedir .
Betonda uçucu kül kullanımı;
 1) ince agrega,
 2) sinterleme sonrası yapay hafif agrega,
 3) uçucu kül ile bir miktar PÇ karıştırılarak
elde edilen iri hafif agrega olmak üzere üç
şekilde yapılmaktadır.

UÇUCU KÜLLERİN BETONDA KULLANIMI



Uçucu külün çimento ile birlikte inşaat sektöründe en
çok kullanıldığı diğer bir alan, beton üretimidir.uçucu kül,
hem normal ve hafif betonda hem de giderek kullanımı
yaygınlaşan hazır beton üretiminde gerek katkı gerekse
ikame malzemesi olarak kullanılmaktadır.
Beton karışımında uçucu kül kullanıldığında, betonun
hem dayanım hem de dayanıklılığında artışlar elde
edilmektedir
Uçucu kül betonun hidratasyon ısısını düşürmek
maksadıyla Türkiye’de ve Dünyada bir çok barajın
yapımında da kullanılmıştır.
UÇUCU KÜLLERİN YAPI MALZEMESİ ÜRETİMİNDE
KULLANIMI




Uçucu küller, gaz beton, yalıtım malzemesi, duvar, beton boru, harç,
cam gibi yapı malzeme ve elemanlarının üretiminde kullanılmaktadır.
Uçucu küller, seramik kaplama malzemesi üretiminde kullanılmış ve
üretilen seramiklerin eğilme dayanımları, döşeme seramikleri için
standartta belirtilen değerin 6 katı olarak bulunmuştur.
Öte yandan uçucu küller, cam yapıcı ana oksitlere sahip olması
nedeniyle cam-seramik üretiminde de kullanılmaktadır.
Düşük maliyetli yapı malzemesi üretiminin amaçlandığı başka bir
araştırmada, uçucu küller kullanılarak bu malzemenin üretilebileceği
ve hem üreticiye hem de tüketiciye büyük oranda tasarruf
sağlayacağı belirtilmektedir.
UÇUCU KÜLLERİN YOL İNŞAATLARINDA
KULLANIMI
Uçucu küller, inşaat sektöründe yol yapım
çalışmalarında da kullanılmaktadır . Kaplama
olarak hem beton hem de asfalt kullanılan
otoyolların yapımında uçucu küller
kullanılmaktadır .
 İlk defa uçucu kül, 1938 yılında A.B.D.’nin Şikago
şehrinde bir yol inşaatında çimentoya
karıştırılarak kullanılmıştır . uçucu külün, yol
yapımında temel malzemesi ve asfalt karışımı
içinde de mineral filler olarak kullanıldığı
görülmektedir


Öte yandan uçucu kül, yolun temel ve alt temelinin
yapımında kum ve/veya çimentonun bir kısmı
yerine de kullanılabilmektedir .

Deneysel bir çalışma ile uçucu külün asfalt
karışımında ince malzemenin bir kısmı yerine
kullanılabileceği belirlenmiştir .

Bağlayıcı başka bir malzeme kullanılmadan
uçucu kül ve kum karışımından iyi ve ucuz
stabilizasyonun elde edilebileceği belirtilmektedir.
UÇUCU KÜLLERİN GEOTEKNİK
ÇALIŞMALARDA KULLANIMI
Geoteknik uygulamalarda uçucu kül, dolgu
yapmak, zemin stabilizasyonu sağlamak ve bent
yapmak amacıyla kullanılmaktadır.
 Uçucu külün, sızdırmazlık sağlamak amacıyla atık
depolama sahalarında, yol kaplaması altındaki
dolgu tabakası yapımında, donatılı zemin
duvarlarda duvarın arka dolgusu olarak ve ayrıca
çöp atık sahaları üzerinde yapılan beton kaplama
veya döşemelerdeki farklı oturma hasarlarının
onarımı için kireç ile birlikte enjeksiyon
uygulamasında kullanılmaktadır.

Uçucu küllerin inşaat sektöründe çok büyük kullanım
potansiyelinin bulunduğunu görülmektedir Uçucu kül kullanımının
özellikle çimento, beton ve yapı malzemelerinin üretiminde daha
yaygın olduğu görülmektedir. Bununla birlikte Uçucu külün zararlı
ortamlara dayanıklılık, ekonomik ve çevreye etkisini inceleyen uzun
süreli daha çok araştırmaya ihtiyaç bulunmaktadır. Türkiye’de ve
Dünyada bu atığın değerlendirilmesi durumunda, enerji tasarrufu
sağlanması, daha ucuz ve kaliteli malzeme üretilmesi, atık
malzemenin geri dönüştürülmesiyle ülke ekonomisine katkı
sağlanmasının yanı sıra hem doğal hammadde ile ekolojik dengenin
korunması hem de çevre kirliliğinin önlenmesi mümkün
görünmektedir.
YÜKSEK FIRIN CURUFU

Metal endüstrilerinin yan ürünü



Çeşitli metal endüstrilerinin yan ürünü olarak elde
edilen atıkmaddelere “curuf” adı verilmekte dir.
Curuflar, elde edildikleri metal endüstrisini ana ürün
tipine ve üretim yöntemlerine bağlı olarak birbirinden
farklı kimyasal bileşenlere ve özelliklere sahiptir.
Örneğin, nikel ve bakır gibi metallerin curufları yalnızca
puzolanik özelliğe sahipken, demir-çelik üretiminden
elde edilen yüksek fırın curuflarının (YFC) kendi başına
bağlayıcı olma özelliği vardır.


Konvansiyonel yöntemle üretim yapan çelik
endüstrisinde elde edilen curuflar kristal yapılı
olup, ancak yol malzemesi veya hafif beton
agregası olarak kullanımı mümkündür.
Buna karşılık modern yöntemlerle çelik
üretiminden elde edilen curuflar ise camsı
yapıya sahip olup puzolanik özellik gösterirler.
Bunları çimento ile birlikte kullanmak
mümkündür.
YÜKSEK FIRIN CURUFU ELDE EDİLİŞİ




Yüksek fırınlarda demir cevherinden
demir elde edilirken demir cevheri
yüksek sıcaklıklarda eritilmektedir.
Yüksek fırınlarda en çok kullanılan
yakıt türü kok kömürüdür.
Yüksek fırınlarda demir cevherinin
yabancı maddelerden arıtılması ve
ergitmeyi kolaylaştırmak amacıyla
kireçtaşı kullanılır.
Demir cevheri, kok kömürü ve
kireçtaşı sürekli olarak fırının üst
tarafından verilmektedir.



Yüksek fırında 1500°C sıcaklıkta, kok
kömürünün karbonu ile demir cevherinin
içindeki oksitler birleşerek karbon monoksit ve
karbon dioksit gazları şeklinde fırını terkederler.
Fırının içinde ise eriiyik durumdaki demir ile
birlikte yine eriyik durumda kireç, kok kömürü
külü, silis, alumin ve diğer maddelerden oluşan
ve curuf adı verilen malzeme kalır.
Türkiye'de çelik üretiminde yılda yaklaşık 300
bin ton çelik cürufu atık madde olarak ortaya
çıkmaktadır.
PİRİNÇ KABUĞU KÜLÜ




Çeltik bitkisi, yeryüzünde buğdaydan sonra en
fazla üretilen tahıldır.
Çeltik fabrikalarda işlenerek pirinç elde edilir.
Pirinç,dünya nüfusunun hemen hemen yarısının
en önemli besin maddesidir.
Ekilebilen alanların %11'inde yani yaklaşık
145 Milyon Hektar'dapirinç ekimi yapılmaktadır.
SORULAR
1. SORU: Uçucu küllerin inşaat mühendisliğindeki
kullanım alanlarından beş tanesini yazınız ?
2. SORU: Uçucu küllerin inşaat sektöründe tercih
edilme nedenlerini yazınız ?
3. SORU: Mermer tozlarının inşaat sektöründeki
kullanım alanlarını yazınız ?
4. SORU: Atık lastiklerin mühendislik
uygulamalarında yaygın olarak kullanılmasının
sebepleri nelerdir ?
5. SORU: Endüstriyel katı atık yönetimi hangi
aşamalardan oluşur ?
CEVAPLAR
1. CEVAP:





Çimento
: Hammadde, katkı ve ikame olarak
Agrega
: İnce agrega, iri agrega ve hafif agrega
olarak
Beton
: Katkı ve ikame malzemesi olarak
Tuğla/Ateş Tuğlası : Katkı malzemesi olarak
Kerpiç
: Bağlayıcı malzeme olarak
2. CEVAP: Zararlı ortamlara dayanıklılık sağlaması,
Enerji tasarrufu sağlanması,
Daha ucuz ve kaliteli malzeme üretilmesi,
Ülke ekonomisine katkı sağlanması,
Doğal hammadde ile ekolojik dengenin korunması,
Çevre kirliliğinin önlenmesi gibi nedenlerden dolayı tercih
edilmektedir.
3. CEVAP: Seramik sanayinde,
Plastik ve lastik sanayinde,
Çimento sanayinde,
Boya sanayinde,
Yapı malzemeleri sanayinde,
Demiryolu zemin malzemesinde kullanılmaktadır.
4. CEVAP: Atık lastikler düşük birim ağırlıkları, iyi ısı yalıtımı, iyi
drenaj kabiliyeti ve sıkıştırılabilirlik gibi özelliklerinden dolayı
mühendislik uygulamalarında yaygın olarak kullanılır.
5. CEVAP: Endüstriyel Katı atık yönetimi atık oluşumunu önleme,
yeniden kullanım, geri dönüşüm, geri kazanım ve düzenli depolama
aşamalarından oluşur.