Geri Dönüşümlü Agrega Katkılı Beton için Gerilme-Şekil Değiştirme Modeli

www.dergipark.gov.tr ISSN:2148-3736 El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi Cilt: 6, No: 1, 2019 (156-165) El-Cezerî Journal of Science and Engineering Vol: 6, No: 1, 2019 (156-165) ECJSE DOI : 10.31202/ecjse.461828 Makale / Research Paper Geri Dönüşümlü Agrega Katkılı Beton için Gerilme-Şekil Değiştirme Modeli İlyas SARIBAŞ Adana Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü. 01150 Adana/TÜRKİYE Received/Geliş: 20.09.2018 Accepted/Kabul: 05.12.2018 Öz: İkinci dünya savaşından sonra tahrip olan şehirleri inşaat ve yıkıntı atığı molozlardan temizlemek amacıyla ortaya çıkan dönüşüm ve yeniden kullanım faaliyetlerinin kapsamı gelişmek suretiyle devam etmektedir. Günümüzde gelişmiş makine ve ekipman ile yapılan dönüşüm çalışmaları sonucunda inşaat ve yıkıntı atığı betonlardan elde edilen geri dönüşümlü agregalar geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. Geri dönüşümlü agregaların kullanım alanlarından birisi de bu agregaların yeni beton üretiminde kullanılmasıdır. Literatürdeki çalışmalarda geri dönüşümlü agregaların, kullanıldığı betonun karakteristik özelliklerinden beton basınç dayanımını ve elastisite modülünü dolayısıyla da yeni betonun gerilme-şekil değiştirme ilişkisini önemli oranda etkilediği görülmüştür. Bu noktadan hareketle geri dönüşümlü agrega katkılı betonlarda doğal malzemeden üretilen betonlar için ortaya konulan teknik ifadelerin kullanılamayacağı açıktır. Bu çalışma kapsamında geri dönüşümlü agrega katkılı beton için karışıma giren geri dönüşümlü agrega oranına bağlı olarak yeni bir gerilmeşekil değiştirme modeli önerilmiştir. Önerilen modelden elde edilen gerilme-şekil değiştirme ilişkileri deneysel çalışmalardan elde edilen sonuçlarla uyumlu olduğu ve yakınsamanın yüksek oranda olduğu görülmüştür. Anahtar kelimeler: Beton; Elastisite Modülü; Gerilme; Geri dönüşümlü agrega; Şekil değiştirme.. Stress-strain Model for Recycled Aggregate Concrete Abstract: The scope of the recycling and reusing activities that are being carried out after the Second World War to eradicate the construction and demolition waste from the debris continues. Nowadays, because of the recycling works with advanced machinery and equipment, recycled concrete aggregates obtained from the construction and demolition waste concrete find a wide usage area. One of the utilization area of the recycled concrete aggregates is the using of these aggregates in the new concrete production. In the literature, it has been observed that recycled concrete aggregates have a significant impact on the concrete compressive strength, elasticity modulus and stress-strain relationship of new concrete. From this point, it is obvious that the technical statements for natural concretes cannot be used for recycled aggregate concrete. In this study, a new stress-strain model is proposed based on the ratio of recycled aggregate to admixture for recycled aggregate concrete. It has been found that the stress-strain relationship obtained from the proposed model is in a good agreement with the results obtained from the experimental studies. Keywords: Concrete; Elasticity modulus; Recycled aggregate; Strain; Stress. 1. Giriş Ekonomik ve çevresel sürdürülebilirliğin bir sonucu olarak ortaya çıkan ve 1970’li yılların başlarından itibaren dünyada popüler hale gelen inşaat ve yıkıntı atığı beton ve beton türevi malzemelerin dönüştürülerek yeniden kullanılması düşüncesi, gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde önemli seviyelere ulaşmıştır. İnşaat ve yıkıntı atığı betonları ortaya çıkaran nedenler, önceleri savaş gibi durumlar iken günümüzde hızlı bir şekilde artan nüfusla birlikte insanların yaşam alanları olan şehirlerin büyümesi, eskiden inşa edilen yapıların günümüz ihtiyaçlarına cevap verememesinden dolayı yıkılarak yerlerine yeni binaların yapılması şeklindedir. İnşaat ve yıkıntı atığı betonları Bu makaleye atıf yapmak için Sarıbaş İ., “Geri Dönüşümlü Agrega Katkılı Beton için Gerilme-Şekil Değiştirme Modeli” El-Cezerî Fen ve Mühendislik Dergisi 2019, 6(1); 156-165. How to cite this article Sarıbaş İ., “Stress-strain Model for Recycled Aggregate Concretes” El-Cezerî Journal of Science and Engineering, 2019, 6(1); 156-165. Sarıbaş İ. ECJSE 2019 (1) 156-165 oluşturan diğer bir neden ise doğal afet olan depremlerdir. Son yıllarda, ülkemizde meydana gelen depremler sonrası yapılan incelemelerde, ilgili dönemin yapım yönetmeliğine uygun olarak inşa edilmeyen yapıların yenilenmesi gerektiği ortaya çıkmıştır. Doğal ve yapay nedenler sonucunda ortaya çıkan inşaat ve yıkıntı atığı betonların doğal yaşam dengesini bozmadan ortadan kaldırılması önemlidir. Gelişmiş ve gelişmekte olan ülkelerde inşaat ve yıkıntı atığı betonların ortadan kaldırılma işlemi, büyük oranda bu betonların dönüştürülmesi ve yeniden kullanılması şeklindedir. Çünkü inşaat ve yıkıntı atıkları dönüştürtülerek yeniden kullanıldığında, tükenme tehlikesi olan doğal hammaddelerin kullanımının, bu hammaddeleri işlemek için gerekli enerji miktarının, insan ve makine gücünün, trafik problemlerinin ve çevreye salınan karbon monoksit miktarının azalmasında önemli katkılar sağlayacaktır. İnşaat ve yıkıntı atığı betonların geri dönüşümüyle elde edilen geri dönüşümlü agregalar (GDA), daha önceleri betonarme elemanların haricindeki yük taşımayan elemanların üretiminde (yol, otopark, kaldırım, yürüyüş yolları, drenaj çalışmaları, kanalizasyon borusu ve kablo döşemelerinde dolgu malzemesi, istinat duvarlarında dolgu malzemesi, alt ve üst yapı inşaatlarında, spor ve oyun tesisleri inşaatları ile diğer dolgu ve rekreasyon) kullanılırken, şimdilerde GDA’nın yeni beton üretiminde ve yeni yapıların üretiminde kullanılabilir olduğunu ortaya koymak için önemli oranda deneysel ve analitik çalışmalar yapılmaktadır. Geri dönüşümlü agreganın yeni beton üretiminde kullanılabilirliği konusunda yapılan çalışmalar incelendiğinde, genellikle bu çalışmaların GDA ve GDA katkılı betonun kimyasal, fiziksel, geometrik ve mekanik özelliklerinin belirlenmesine yönelik olduğu görülmüştür. Geri dönüşümlü agreganın kimyasal, fiziksel, mekanik ve geometrik özelliklerinin doğal agregadan (DA) farklı olduğu çoğu çalışmada ifade edilmiştir. Bu iki malzeme (GDA ve DA) arasındaki farkı yaratan ana neden, GDA üzerinde yapışık vaziyette bulunan harç parçacıkları olduğu ifade edilmiştir. Geri dönüşümlü agregaların su emme kapasitesi, birim hacim ağırlığı, aşınma kaybı, özgül ağırlığı, parçalanabilirliği, toz parçacığı kapasitesi, organik malzeme içeriği, kimyasal malzeme içeriği genellikle yönetmeliklerce belirtilen kabul edilebilir sınırların içerisinde olduğu belirtilmiştir [1-5]. Geri dönüşümlü agrega ile üretilen betonun mekanik özellikleri ile DA katkılı betonun mekanik özellikleri karşılaştırıldığında, GDA katkılı betonun; kuruma büzülmesi ve sünmesinin DA katkılı betondan %50 daha yüksek [6-8], basınç dayanımının DA katkılı betondan %25 daha düşük [1, 9-12], yarma ve eğilme dayanımının DA katkılı betondan %10 daha düşük [1,9,12], elastisite modülünün (Ec) DA katkılı betondan %45 d (...truncated)