Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in...

download Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Construction

of 128

Transcript of Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in...

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    1/128

    Anabilim Dal: NAAT MHENDSL

    Program: ULATIRMA MHENDSL

    STANBUL TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

    ENDSTRYEL ATIK MALZEMELERN

    KARAYOLLARINDA KULLANIMI

    YKSEK LSANS TEZ

    Grel Afife ALAR

    EYLL 2007

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    2/128

    STANBUL TEKNK NVERSTES FEN BLMLER ENSTTS

    ENDSTRYEL ATIK MALZEMELERN

    KARAYOLLARINDA KULLANIMI

    YKSEK LSANS TEZGrel Afife ALAR

    501031409

    EYLL 2007

    Tezin Enstitye Verildii Tarih : 14 Eyll 2007Tezin Savunulduu Tarih : 25 Eyll 2007

    Tez Danman : Prof. Dr. Emine AAR

    Dier Jri yeleri : Prof. Dr. Abdullah Hilmi LAV (.T.)

    r. Gr. Dr. Mustafa Sinan YARDIM (Y.T.)

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    3/128

    ii

    NSZ

    Lisans ve yksek lisans eitimim srasnda her zaman yanmda olan, tez aamasnda

    aramzdan ayrlan, hayatn hep olumlu ynlerini gren ve gsteren deerli hocam

    Sayn Prof. Dr. Gven ZTAn ansna

    Tez almalarm srasnda bana destek olan, yapc eletirileri, yorumlaryla yol

    gsteren hocam Sayn Prof. Dr. Emine AARa sonsuz teekkrlerimi sunarm.

    almalarm srasnda beni anlay ve sabrla karlayan aileme ok teekkr ederim.

    Akademik bilgiye deer veren Kayalarnaat A.. ynetim kurulu bakan yardmcs

    Sayn Recep Ali KAYAya ve efim Sayn Nejdet GRFTNOLUna gsterdikleri

    anlaytan dolay iten teekkrlerimi sunarm.

    Eyll 2007 Grel Afife ALAR

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    4/128

    iii

    NDEKLER

    NSZ iiNDEKLER iiiTABLO LSTES viEKL LSTES viiiZET ixSUMMARY xi

    1. GR 1

    2. ESNEK YOL STYAPISI TABAKALARI 4

    2.1. Giri 42.2. Taban Zemini 72.3. Alt temel Tabakas 82.4. Temel Tabakas 9

    2.4.1. Granler Temel 102.4.2. Plent-Miks Temel 112.4.3. imento Balaycl Granler Temel 12

    2.4.4. Bitml Temel 132.5. Kaplama Tabakalar 152.5.1. Yzeysel Kaplamalar 152.5.2. Bitml Scak Karm Kaplama Tabakalar 17

    3. KARAYOLLARINDA KULLANILAN ENDSTRYEL ATIKMALZEMELER 21

    3.1. Giri 213.2. Termik Santral Atklar 23

    3.2.1. Uucu Kller 25

    3.2.1.1. Uucu Kln Fiziksel zellikleri 263.2.1.2. Uucu Kln Kimyasal zellikleri 273.2.1.3. Uucu Kln Mhendislik zellikleri 293.2.1.4. Uucu Kllerin Karayollarnda Kullanlmas 31

    3.2.2. Kmr Taban Kl & Kazan Crufu 343.2.2.1. Taban Kl ve Kazan Crufunun Fiziksel zellikleri 343.2.2.2. Taban Kl ve Kazan Crufunun Kimyasal zellikleri 363.2.2.3. Taban Kl ve Kazan Crufunun Mhendislik zellikleri 373.2.2.4. Taban Kl ve Kazan Crufunun Karayollarnda Kullanlmas38

    3.2.3. Deslfojips Atklar 383.3. Kat Atk Yakma Tesisi Uucu Klleri 40

    3.3.1. Kat Atk Yakma Tesisi Uucu Kllerinin Fiziksel zellikleri 413.3.2. Kat Atk Yakma Tesisi Uucu Kllerinin Kimyasal zellikleri 42

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    5/128

    iv

    3.3.3. Kat Atk Yakma Tesisi Uucu Kllerinin KarayollarndaKullanlmas 43

    3.4. Yksek Frn ve elikhane Crufu 433.4.1. Cruflarn Fiziksel zellikleri 453.4.2. Cruflarn Kimyasal zellikleri 47

    3.4.3. Cruflarn Mhendislik zellikleri 473.4.4. Cruflarn Karayollarnda Kullanlmas 493.5. Hurda Lastikler 51

    3.5.1. Hurda Lastiklerin Fiziksel zellikleri 533.5.2. Hurda Lastiklerin Kimyasal zellikleri 553.5.3. Hurda Lastiklerin Mhendislik zellikleri 563.5.4. Hurda Lastiklerin Karayollarnda Kullanlmas 57

    3.6. Cam Atklar 593.6.1. Cam Atklarnn Fiziksel zellikleri 593.6.2. Cam Atklarnn Kimyasal zellikleri 603.6.3. Cam Atklarnn Mhendislik zellikleri 61

    3.6.4. Cam Atklarnn Karayollarnda Kullanlmas 623.7. Mermer Atklar 63

    3.7.1. Atk Mermer Tozunun Fiziksel,Mekanik,Kimyasal zellikleri 653.7.2. Mermer Atklarnn Karayollarnda Kullanlmas 65

    4. ENDSTRYEL ATIK MALZEMELERN KARAYOLLARINDAKULLANILMASI ZERNE DNYADA GEREKLETRLMARATIRMALAR VE UYGULAMALAR 67

    4.1. Uucu Kller 674.1.1. Bitml Scak Karmlarda Mineral Filler Olarak Kullanlmas 674.1.2. Stabilize Temel ve Alt Temel Tabakalarnda Kullanlmas 68

    4.1.3. Taban Zemini Stabilizasyonunda Kullanlmas 714.1.4. Taban Zemininde Dolgu Malzemesi Olarak Kullanlmas 73

    4.2. Cruflar 734.2.1. Bitml Scak Karmlarda Agrega Olarak Kullanlmas 744.2.2. Alt temel ve Temel Tabakalarnda Kullanlmas 744.2.3. Taban Zemininde Kullanlmas 75

    4.3. Hurda Lastikler 764.3.1. Bitml Scak Karmlarda Kullanlmas 784.3.2. Taban Zemininde Dolgu Malzemesi Olarak Kullanlmas 78

    4.4. Cam Krklar 82

    5. ENDSTRYEL ATIK MALZEMELERN KARAYOLLARINDAKULLANIMI ZERNE TRKYE'DE GEREKLETRLMARATIRMALAR 84

    5.1. Uucu Kller 845.1.1. Bitml Scak Karmlarda Mineral Filler Olarak Kullanlmas 855.1.2. Stabilize Temel, Alt Temel ve Taban Zemininde Kullanlmas 87

    5.2. Cruflar 885.2.1. Bitml Scak Karmlarda Agrega Olarak Kullanlmas 895.2.2. Granler Alt temel ve Temel Tabakalarnda Kullanlmas 94

    5.3. Hurda Lastikler 95

    5.4. Cam K

    r

    klar

    985.4.1. Bitml Scak Karmlarda Agrega Olarak Kullanlmas 985.4.2. Yol Gvenlii Asndan Deerlendirilmesi 99

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    6/128

    v

    5.5. Mermer Atklar 101

    6. SONU VE TARTIMA 103

    KAYNAKLAR 107

    ZGEM 115

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    7/128

    vi

    TABLO LSTES

    Sayfa No

    Tablo 2.1 Alt Temel Malzemesi Gradasyon Limitleri...... 8Tablo 2.2 Alt Temel Malzemesinin Fiziksel zellikleri.. 9Tablo 2.3 Alt Temel Sktrma Kriterleri 9Tablo 2.4 Kaba Agregann Fiziksel zellikleri 10Tablo 2.5 nce Agregann Fiziksel zellikleri. 10

    Tablo 2.6 Granler Temel Tabakas

    Gradasyon Limitleri 11Tablo 2.7 Granler Temel Tabakas Sktrma Kriterleri 11Tablo 2.8 Plent-Miks Temel Tabakas Gradasyon Limitleri 12Tablo 2.9 Plent-Miks Temel Tabakas Sktrma Kriterleri 12Tablo 2.10 imento BalayclGranler Temel Tabakas Gradasyon

    Limitleri.. 13Tablo 2.11 Bitml Temel Tabakas Gradasyon Limitleri. 13Tablo 2.12 Bitml Temel Tabakasnda Kullanlan Kaba Agregann

    zellikleri. 14Tablo 2.13 Bitml Temel Tabakasnda Kullanlan nce Agregann

    zellikleri. 14

    Tablo 2.14 Bitml Temel Tasarm ltleri 15Tablo 2.15 Agregalarn zellikleri. 16Tablo 2.16 Binder Tabakas iin Gradasyon Limitleri... 17Tablo 2.17 Anma Tabakas iin Gradasyon Limitleri.. 17Tablo 2.18 nce Agregann zellikleri... 18Tablo 2.19 Kaba Agregann zellikleri.. 19Tablo 2.20 Mineral Fillerin Gradasyon Limitleri ve Gereken Dierartlar.. 19Tablo 2.21 Asfalt Betonu Tasarm ltleri.. 20Tablo 3.1 Trkiyede ki Uucu Kllerin Younluklar 27Tablo 3.2 ASTM C 618 Standartlar. 27Tablo 3.3 Puzolanlarn Snflandrlmas.. 28

    Tablo 3.4 Deiik Kmr eitlerinden retilen Uucu Kllerin KimyasalYaps 29

    Tablo 3.5 Taban Kl ve Kazan Crufunun Tane Boyutu Dalmlar... 35Tablo 3.6 Taban Kl ve Kazan Crufunun Tipik Fiziksel zellikleri... 35Tablo 3.7 Taban Kl ve Kazan Crufu Numunelerinin Kimyasal

    Bileimleri.... 36Tablo 3.8 Taban Kl ve Kazan Crufunun Tipik Mekanik

    zellikleri..... 37Tablo 3.9 Deiik Endstri Kollarnda Elde Edilen Allar. 39Tablo 3.10 Kat Atk Yakma Tesisi Klnn Fiziksel zellikleri. 41Tablo 3.11 Kat Atk Yakma Tesisi Klnn Kimyasal Bileimi.. 43

    Tablo 3.12 Cruflarn Fiziksel zellikleri.. 46Tablo 3.13 Erdemir Cruflarnn Fiziksel zellikleri 46

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    8/128

    vii

    Tablo 3.14 Cruflarn Kimyasal Bileimleri . 47Tablo 3.15 Cruflarn Mekanik zellikleri.... 48Tablo 3.16 Erdemir Crufunun Mekanik zellikleri. 48Tablo 3.17 Kauuk Bileimi... 55Tablo 3.18 Hurda Lastiklerin Mekanik zellikleri 57

    Tablo 3.19 Cam Krntlarnn Fiziksel zellikleri. 60Tablo 3.20 Cam Krntlarnn Gradasyon Deerleri.. 60Tablo 3.21 Cam Atklarnn Kimyasal Bileimleri. 61Tablo 3.22 Cam Atklarnn Mekanik zellikleri... 62Tablo 3.23 Mermer Tozunun Termal letkenlik Deerleri. 62Tablo 3.24 Mermer Tozunun Kimyasal Bileimi... 65Tablo 4.1 Zemin Numunelerinin Mekanik zellikleri. 72Tablo 4.2 Deiik Oranlarda Uucu Kl-Su Karmlarnn CBR Deerleri... 72Tablo 4.3 styap Modellerinde Kullanlan Malzemeler ve Tabaka

    Kalnlklar 75Tablo 4.4 North-Yarmouth Arazi Deneyindeki Tabakalarn Kalnlklar 79

    Tablo 5.1 Trkiyede Kmrle alan Termik Santraller... 84Tablo 5.2 Ta tozu, imento ve Uucu Kl Fillerli Anma Tabakasnn

    Marshall Deney Sonular 86Tablo 5.3 Geleneksel Mineral Fillerli ve Uucu Kll Karmlar ait

    Stabilite ve Optimum Bitm Yzde Deerleri. 87Tablo 5.4 Serbest Basn Mukavemet Deerleri.. 87Tablo 5.5 Bitml Karmlarda Kullanlan Agrega Granlometrileri 89Tablo 5.6 Bitml Karmlarla Hazrlanan Marshall Briketlerindeki Agrega

    Yzdeleri ve zgl Arlk Deerleri.. 90Tablo 5.7 Bir ve ki Numaral Marshall Numunelerinin Deney Sonular.. 90Tablo 5.8 elikhane Crufunun Younluk, Gzenek ve Su Emme Deerleri. 91Tablo 5.9 elikhane Crufunun Mekanik zellikleri.. 91Tablo 5.10 Marshall Deneyi Sonular... 92Tablo 5.11 Marshall Deerleri 93Tablo 5.12 Bitml Karmlarda Kullanlan Agregalarn Akma ve Stabilite

    Deerleri... 94Tablo 5.13 Bitml Karmlarn Rijitlik ve Snme Sertlii Modlnn

    Deerleri... 94Tablo 5.14 Optimizasyon Deerleri... 96Tablo 5.15 Katksz Numunelere ait Marshall Tasarm Sonular. 97Tablo 5.16 Cam Katkl Numunelerin Marshall Stabilite Deerleri.. 99

    Tablo 5.17 Cam K

    r

    klar

    n

    n Parlakl

    k ve Yans

    ma Deneylerinin Sonular

    . 100

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    9/128

    viii

    EKL LSTES

    Sayfa No

    ekil 2.1 Esnek styap Enkesiti. 6ekil 3.1 Yol styaplarnda Kullanlan Endstriyel Atk Malzemelerin

    Snflandrlmas... 22ekil 3.2 Tabn Zeminde Kullanlan Endstriyel Kat Atk Malzemeler. 23ekil 3.3 Uucu Kln Elektro Filtreli Kuru Tabanl Kazanda

    retilmesi. 24

    ekil 3.4 Uucu Kln Siklon ileToplanmas... 25

    ekil 3.5 Kat Atk Frn. 40ekil 3.6 Gradasyon Erisi.. 42ekil 3.7 Yksek Frn ve elikhane Cruflarnn Oluum Diyagram.. 44ekil 3.8 Hurda Lastikler Geri Dnm Diyagram. 52ekil 3.9 Lastiklerin Kimyasal Bileimleri. 55ekil 4.1 Avrupa lkelerinde Hurda Lastiklerin Kullanm Oran.. 76ekil 4.2 ABDde Hurda Lastiklerin Kullanm Oran. 77ekil 4.3 Hurda Lastiklerin Kullanm Alanlarna Gre Dalm... 78ekil 4.4 North-Yarmouth Yolunun Enkesiti.. 79

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    10/128

    ix

    ENDSTRYEL ATIK MALZEMELERN KARAYOLLARINDAKULLANIMI

    ZET

    Atk olarak elde edilen eitli rnlerin depolanmas veya doaya terk edilmesi ok

    byk glkler yaratmakta, evre kirlilii dahil topluma byk sorunlar

    getirmektedir. Gnmzde, eitli rnlerin retimi srasnda elde edilen yan rn

    veya atklarn deerlendirilmesi zerine eitli almalar yaplmaktadr. Atklar,

    yeni rnlerin elde edilmesinde veya mevcut rnlerde katk maddesi olarak

    kullanlabilmektedir. Atk malzeme ve yan rnlerin deerlendirilmesi, hem ok

    kstl olan doal malzemelerin kullanmn azaltarak doann tahrip edilmesini

    nlemekte, hem de malzemelerin atlmak zere depolanmas durumunda evrede

    oluacak problemleri en aza indirmektedir. Bu nedenle; endstriyel atklarn eitli

    kullanm alanlarnda deerlendirilerek lke ekonomisine kazandrlmas

    gerekmektedir.

    Son yllarda, endstriyel atklarn karayolu tabakalarnda deerlendirerek ortadan

    kaldrlmalar iin yaplan almalar yaygnlamtr. Termik santrallerde elektrik

    retimi srasnda oluan uucu kller, demir elik fabrikalarnda retim srasnda

    oluan cruflar, hurda otomobil lastikleri, cam krklar ve mermer tozlar

    karayollarnda bitml scak karm kaplamalarndan taban zeminine kadar her

    tabakada, geleneksel malzemelerin zelliklerini salad

    klar

    mddetekullanlabilirler.

    Bu tez almasnn amac, endstriyel kat atk malzemelerin performanslar

    bakmndan teknik avantajlarn tantmak ve yalnzca bir atk maddesi olarak bilinen

    bu malzemelerin aslnda yol malzemeleri olarak deerlendirildiinde elde edilecek

    evresel, ekonomik ve teknik faydalar belirtmektir.

    Tezin ilk blmnde al

    man

    n nemi, amac

    ve kapsam

    a

    klanm

    t

    r. kinci blmde, esnek yol styap tabakalar hakknda genel bilgi verilmi ve bu

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    11/128

    x

    tabakalarda kullanlan malzemelerin salamas gereken artname limitleri

    belirtilmitir.

    Karayollarnda kullanlan endstriyel atklarn tanmlar ile fiziksel, kimyasal ve

    teknik zellikleri nc blmde anlatlmtr. Malzemelerin kullanld tabakalar,

    kullanm miktarlar, kullanm srasnda dikkat edilmesi gerekenler belirtilmitir.

    Drdnc ve beinci blmlerde, yurtdndaki karayollarnda kullanm yaygn olan,

    Trkiyede de kullanm potansiyeli bulunan endstriyel atklar seilip,

    karayollarnda kullanm zerine gerekletirilmi almalar aklanmtr.

    Sonu blmnde, karayollarnda kullanlan endstriyel atklarn genel

    deerlendirilmesi yaplm ve neriler sunulmutur. Karayollarnda bu atk

    malzemelerin kullanlmasyla, hem yollarn performanslarnn iyiletirildii ve

    maliyetlerinin azaltld hem de evresel sorunlarn zmlenebilecei

    vurgulanmtr.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    12/128

    xi

    UTILIZATION OF INDUSTRIAL WASTE MATERIALS IN HIGHWAY

    CONSTRUCTION

    SUMMARY

    Storage or throwing over to the nature of various products gained in the form of

    waste creates great difficulties and lead to great problems including environmental

    pollution in the civilization. Today, various studies are conducted to recycle wastes

    and by-products gained during the manufactory of various products. Wastes can be

    used to obtain new products or as an additional substance in the present products.

    Recycle of wastes and by-products both prevents damage to the nature and reduces

    the occurrence of environmental problems to a minimum level by reducing the usage

    of very scarcely found natural substances. Thus, it is important that industrial wastes

    be gained to state economy through being recycled for various uses.

    In recent years, studies on removing wastes through recycling on highway layers are

    extended. Fly ashes occurred during the production of electricity in coal-fired power

    stations, slags occurred during the production in iron-steel factories, scrap tyres,

    waste glasses and marble dusts can be used in any layer from bitumen hot-mix

    pavements to subgrade as long as they provide characteristics of traditional materials.

    The purpose of this thesis is to introduce technical advantages of the industrial solid

    waste materials in terms of their performances and environmental, economic and

    technical advantages of these materials-only known as a simple waste material- when

    they are used as road materials.

    In the first chapter of the thesis, the importance, purpose and scope of the study are

    explained.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    13/128

    xii

    In the second chapter of the thesis, a general information related to flexible pavement

    is given and specification limits required for the materials used in these layers are

    explained.

    In the third chapter definitions of industrial wastes used in highway construction andphysical, chemical and technical characteristics of these wastes are described. The

    layers on which materials are used, their quantities and considerations during the

    usage are specified.

    In the fourth and fifth chapters, industrial wastes commonly used in highway

    construction abroad and having the potential of use in Turkey are selected and the

    studies conducted on their use in highway construction are explained.

    In the conclusion chapter, a general evaluation of industrial wastes used in highway

    construction is given and suggestions are made upon. It is emphasized that the use of

    these waste materials in highway construction enhances the performance of the

    roads, reduces the costs and solves environmental problems. .

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    14/128

    1

    1. GR

    Dnyadaki doal kaynaklar; yllar getike nfus artna ve hzl sanayilemeye

    bal olarak azalrken, gereklilikleri her geen gn artmaktadr. Buna karlk, enerji

    ve doal kaynaklarn tketilmesiyle atk malzeme oluumu da oalmaktadr. Doal

    malzemeleri kullanmak yerine, bu malzemelerin retimi ve ilenmesi srasnda

    oluan yan rnleri ve atk malzemeleri yeniden deerlendirilerek kullanmak

    gerekmektedir. Bylelikle doal kaynaklarn verimli kullanmyla enerji tasarrufusalanmaktadr. Ayrca atk malzemelerin atlmak zere depolanmas durumunda

    evreye vermi olduu zarar da en aza indirgenmi olmaktadr. Bylece lke

    ekonomisine de uzun vadede byk faydalar salanmas mmkn olacaktr.

    Dnyada endstriyel atklarn, karayolu inaatlarnda kullanm son yllarda

    yaygnlamtr. Endstriyel atklar, karayolu tabakalarnda deerlendirilerek ortadan

    kaldrlabilmektedir. Karayollarnda, anma ve binder tabakalarnda, temel ve alt

    temel tabakalarnda ve taban zemininde (dolgu malzemesi olarak) kullanlabilirler.

    Bunun yan sra rijit st yaplarda da imento betonunda agrega veya tamamlayc

    imento malzemesi olarak da kullanlabilmektedirler.

    1973 ylndaki petrol krizi sonrasnda, tek bir ham petrol kaynana bal olan birok

    rafineri birden fazla kaynaktan gelecek hammaddeyi ilemek zorunda kalmtr.

    Bylelikle st yap karmlarnda kullanlan balaycda olmas gereken zellikleri

    salamakta glkler yaanmaya balanmtr. Dier taraftan baz endstriyel

    atklarn ortadan kaldrlabilmesi ya da baka bir yere tanmas konusunda evreci

    ve ekonomik basklar olumutur. Sonu olarak, endstriyel atklarn bitml

    balayc olarak deerlendirilmesine, balayc malzemeden beklenen zelliklere

    ulamas iin modifikasyon ilemi uygulanmasna karar verilmitir. evreye zarar

    veren atk plastiklerin ve kauuklarn deerlendirilmesi ve polimer

    modifikasyonunda kullanlmas dnyada gittike yaygnlamaktadr. Bu almada,

    ierisinde (%65 orannda) yapay elastomer snfndan sentetik-butodien kopolimer

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    15/128

    2

    (SBR) yapay kauuunu bulunduran hurda lastikler hakknda yaplan almalar

    aklanacaktr.

    Bitml scak karmlarda, demir-elik endstrisinin yan rn olarak oluan

    yksek frn crufu ve elikhane cruflar, kmr ile alan termik santrallerde

    oluan kazan crufu ve kmr taban kl, kat atk yakma tesisinde oluan kller,

    cam endstrisinin at olan cam krklar ince agrega yerine kullanlabilmektedir.

    Bylelikle hem karmn performans arttrlmakta hem de doal agregalarn

    tketimi azaltlp, endstriyel atk malzemelerin ikincil hammadde olarak kullanm

    salanmaktadr. Ayn zamanda bu endstriyel atk malzemeler, granler temel ve alt

    temelde de kullanldklarnda geleneksel agregadan beklenen zellikleri

    salamaktadrlar.

    Son yllarda evreyi korumann neminin anlalmas ile baz ta ocaklar

    kapatlmtr. Bunun sonucunda; asfalt betonunda mineral filler olarak kullanlan ta

    tozunun bulunmas zorlamtr, bu geleneksel malzeme yerine uucu kller, imento

    ve kire frn tozlar, mermer atklar mineral filler olarak kullanlabilmektedir.

    Tama gc zayf zeminlerin fiziksel zelliklerini iyiletirmek ve tama gcn

    arttrmak iin bata uucu kl olmak zere eitli endstriyel atklarkullanlmaktadr. Uucu kller, hurda lastikler sktrldklar zaman dk birim

    hacim arlklara sahip olmaktadr. Bu nedenle, belirtilen atklarn yollarda hafif

    dolgu malzemesi olarak kullanmyla oturma ve tama gc problemleri

    zmlenebilmektedir.

    Bu tez almasnn amac, endstriyel kat atk malzemelerin performanslar

    bakmndan teknik avantajlarn tantmak ve atk madde olarak bilinen bu

    malzemelerin aslnda yol malzemeleri olarak deerlendirildiinde elde edilecek

    evresel, ekonomik, teknik avantajlar belirtmektir.

    Endstriyel atk malzemelerin karayollarnda kullanlmasyla, hem yollarn

    performanslar iyiletirilmekte hem de maliyetleri azaltlmaktadr. Ayn zamanda bu

    atk malzemelerin yollarda deerlendirilmesiyle, bunlarn byk miktarlarda

    depolanmas nlenip, evresel sorunlar zmlenebilmektedir.

    Bugne kadar yap

    lan al

    malara bak

    ld

    nda, endstriyel at

    klarla oluturulan yolkarmlarnda elde edilen mekanik zellikler, ounlukla bu atklarn karayolu

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    16/128

    3

    yapsnn her tabakasnda yeterli gvenlikle kullanlabileceini gstermektedir. Bu

    atklarn potansiyel kullanm, reticiden tketiciye kadar herkesi ilgilendirmektedir.

    Aratrmaclar, mhendisler ve sanayiciler, yaplan almalarda elde ettikleri bilgi

    ve deneyimleriyle malzemelerin zelliklerini, kullanlaca tabakalara gre kullanm

    miktarlarn belirlemelidirler. Bu malzemelerin kullanmna bal olarak hangi

    kstlamalarn olacana da dikkat edilmelidir. Trkiyede de olduka byk

    miktarlarda, istenilen zelliklerde ad geen atklar olumaktadr; ancak kullanmnn

    yaygnlatrlmas gerekmektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    17/128

    4

    2. ESNEK YOL STYAPISI TABAKALARI

    2.1 Giri

    Yolun trafik yklerini tayan ve gerilmeleri datmak zere, yolun taban yzeyi

    zerine yerletiren tabakal sisteme styap ad verilir. Yol styapsn esnek ve rijit

    styaplar olarak iki ana gruba ayrmak mmkndr.

    lkemizde ok byk lde esnek styaplar kullanlmaktadr. Esnek styaplar,

    anma tabakas, binder tabakas, temel tabakas ve alt temel tabakalarndan

    olumaktadr.

    Taban zemini zerine oturan esnek yol styapsnn baars, tabakalarn ve taban

    zeminin artnamelere uygun ekilde projelendirilip, ina edilmesine baldr.

    Anma ve binder tabakalar bitml karmlardan olumaktadr. Ancak, yoldakiar tat trafiine ve trafik hacmine bal olarak temel tabakas da bitml

    karmlardan oluabilir. lkemizde granler malzeme kayna olduka fazla olduu

    iin, temel ve alt temel tabakalarnda granler malzeme yaygn olarak

    kullanlmaktadr. Dingil ykne yakn olan st tabakalar daha byk gerilmelere

    maruz kald iin daha kaliteli malzemelerin kullanlmas gerekir. Bu nedenle, st

    tabakalar elastiklik modl yksek bitml karmlardan oluturulmaktadr.

    Kaplama tabakasnn kalnl arttka yolun trafik yklerine kar direnci de artar.Temel tabakasna iletilen basn ve kayma gerilmeleri azalr. Yollarda temel tabakas

    zerine konan bitml kaplama tabakalar, genellikle yapm ve alma ilkeleri

    birbirlerinden olduka farkl iki tipe ayrlrlar: Yzeysel (sathi) kaplamalar ve

    bitml karmlarla oluturulan kaplamalardr. Bitml karmlar, agrega, bitm ve

    hava boluundan oluur.

    Kaplama tabakasnn altnda temel tabakas bulunur. Temel tabakas bir veya birden

    fazla tabakadan oluabilir. Temel tabakasnn esas grevi tatlarn geilerinden

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    18/128

    5

    dolay oluan gerilmeleri alt temele tama gc snrlar ierisinde yaymaktr. Temel

    tabakas duruma gre imentolu veya bitm balaycl karm, stabilize edilmi

    zemin veya dikkatle seilmi granler malzeme olabilir. Trafik hacminin yksek

    olduu kesimlerde bitml karmlar daha yaygn olarak kullanlmaktadr.

    Temel tabakasnn altnda alt temel tabakas bulunur. Alt temelin esas grevi,

    bitml tabakalarn inas iin alma platformu oluturmaktr. Bu tabakada

    kullanlan malzemeler genel olarak temel tabakasna gre daha dk kalitelidir ve

    granler malzemedir. Mmkn mertebe yerel malzemeler ve yol inaatnda

    kullanlmaya elverili atk malzemeler (molozlar, cruflar, inaat artklar gibi)

    kullanlmaya allr.

    Taban zemini, sktrlm doal zemin ya da dolgu malzemesinden oluur. Bu

    tabaka, styapya temel grevi yapar. Yapsal olarak en nemli tabakadr. Trafik

    yk son olarak bu tabakaya iletilir. Bu tabakann grevini iyi yapabilmesi iin iyi

    bir drenaja ihtiyac vardr.

    Tipik bir esnek styap kesiti ekil 2.1' de grlmektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    19/128

    6

    ekil2.1:E

    snekstyapE

    nkesiti

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    20/128

    7

    2.2 Taban Zemini

    Bir esnek styapnn davran, taban zemininin tama gcyle dorudan ilgilidir.

    Taban zeminlerinde yeralt su seviyesi, tesviye yzeyinin en az 100 cm. altnda

    tutulmaldr, bunu salayacak uygun yeralt drenaj yaplmaldr. Su, taban

    zeminlerinin tama gcn azalmasna neden olmaktadr. Bu nedenle, suyun etkili

    ve kalc bir drenaj sistemiyle inaat srasnda ve yolun mr boyunca tabandan ve

    styap tabakalarndan uzaklatrlmas salanmaldr. Yol styaplar ar don

    kabarmas ve tabann donma zlme mevsiminde tama gcnn azalmasyla zarar

    grebilir. Don olaynn, yol styapsna olan etkisinin azaltlmas iin styap taban

    zemininin dona kar duyarll, styapnn toplam kalnl, donma indeksi, yeralt

    su seviyesinin styap dzeyinden llen derinlii gibi faktrlerin incelenmesi

    gereklidir (Umar, Aar,1991).

    Taban zeminlerinin sktrldktan sonraki kuru birim arlklar en az 1,45 kg/m3

    deerinde olmaldr. Karayolu Teknik artnamesinde ksm 206da dolgu

    malzemesinin zellikleri, yapm aamalar aklanmtr.

    Tama gc dk taban zeminlerinin direnlerini arttrmak, belirli koullarda sahip

    olduu direnci her trl etki altnda korumasn salamak amacyla eitli katk

    malzemeleriyle stabilizasyon yaplr. Kirele, portland imentosuyla ve bitmle

    yaplan stabilizasyonlar yaygndr. Orta ve ince daneli zeminler, kirele stabilize

    edilerek plastisiteleri drlr, imesi azaltlr, direnci ykseltilir. Karayollar

    Teknikartnamesinde Ksm 218de kire ile zemin stabilizasyonu hakknda detayl

    bilgi verilmitir. Zemin stabilizasyonu, trafik deerine gre styapprojelendirilmesinde temel veya alt temel olarak da deerlendirilebilir. Hafif trafikli

    yollarda geici olarak kaplama vazifesi de grebilirler. imento ile stabilizasyon

    hafif trafikli yollarda kaplama olarak, orta ve youn trafikli yollarda temel tabakas

    olarak kullanlabilmektedir. Bitml malzemelerle zemin stabilizasyonunda ise

    zeminler bitml balayc, katran, katbek asfaltlar ve asfalt emlsiyonlar ile

    stabilize edilmektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    21/128

    8

    2.3 Alt Temel Tabakas

    Alt temel tabakas, Tablo 2.1de belirtilen gradasyon limitleri ierisinde srekli

    gradasyon verecekekilde hazrlanan malzemenin su ile kartrlarak, ince tesviyesi

    tamamlanm dolgu ve yarmadan oluan styap taban zerine bir veya birden fazla

    tabakalar halinde, projesinde belirtilen plan, profil ve enkesitlere uygun olarak serilip

    sktrlmasyla oluturulur.

    Tablo 2.1: Alt Temel Malzemesi Gradasyon Limitleri

    Elek Akl TP-A TP-Bmm in % Geen % Geen

    75 3 100 -

    50 2 - 100

    37,5 1 1/2 85 100 80 100

    25 1 - 60 90

    19 3/4 70 100 -

    9,5 3/8 45 80 30 70

    4,75 No.4 30 75 25 60

    2 No.10 - 15 40

    0,425 No.40 10 25 10 20

    0,075 No.200 0 12 0 12

    Modifiye Proctor Deneyi ile bulunan maksimum kuru birim arln %97sine kadar

    sktrlan numunelerin ya CBR deerleri Tip A iin minimum %30, Tip B iin ise

    minimum %50 olacaktr. Alttemel yapmnda kullanlacak malzemelerin dier

    fiziksel zellikleri de Tablo 2.2de gsterilmitir.

    Sktrma, statik izgisel yk 30 kg/cm2 den byk olan kendi yrr dz bandajl

    vibrasyonlu silindirler veya lastik bana den yk 3500 kgdan az olmayan lastik

    tekerlekli sktrclarla yaplmaktadr. Alt temel malzemesi, Tablo 2.3de verilen

    deerler esas alnarak sktrlacaktr.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    22/128

    9

    Tablo 2.2: Alt Temel Malzemesinin Fiziksel zellikleri

    DeneyAd

    artnameLimitleri

    DeneyStandard

    2 mm elek zerinde kalan

    agregann hava tesirlerine kardayankllk (donma) deneyindeNa2SO4 ile kayp

    maksimum %

    20 TS 3655AASHTO T 104

    Anma kayb ( Los Angeles)maksimum %

    50TS 3694

    AASHTO T 96Likit limit

    maksimum %25

    TS 1900AASHTO T 89

    Plastisite indeksimaksimum %

    6TS 1900

    AASHTO T - 90Kil topa ve dalabilen

    tane oranmaksimum %

    2 (iri malzemede)2 (ince malzemede) ASTM C 142

    Organik madde % 1 AASHTO T-194

    Tablo 2.3: Alt Temel Sktrma Kriterleri

    SkmaMinimum %

    95TP-A

    Optimum Suerii %

    Wopt 2

    Modifiye ProctorTS 1900

    AASHTO T -180

    SkmaMinimum %

    97TP-B

    Optimum Suerii %

    (Wopt 2) - Wopt

    Modifiye ProctorTS 1900

    AASHTO T -180

    2.4 Temel Tabakas

    Bir veya birden fazla tabakalar halinde yaplan temel tabakalar; granler temel,

    plentmiks temel, imento balaycl stabilize temel ve trafik younluu yksek

    yollarda bitml temel olmak zere drt farl tipte ina edilmektedir.

    Scak bitml temel dndaki dier tip temel tabakasnda kullanlacak agrega

    akl, krlm akl, krma ta, kum, cruf veya benzeri malzemelerden

    hazrlanacaktr. Kullanlan ince ve kaba agregalarn fiziksel zellikleri Tablo 2.4 ve

    Tablo 2.5de verilmitir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    23/128

    10

    Tablo 2.4: Kaba Agregann Fiziksel zellikleri

    DeneyAd

    artnameLimitleri

    DeneyStandard

    2 mm elek zerinde kalan agregann

    hava tesirlerine kardayankllk (donma) deneyindeNa2SO4 ile kayp

    maksimum %

    15 TS 3655AASHTO T-104

    Anma kayb ( Los Angeles)maksimum %

    40TS 3694

    AASHTO T 96Kil topa ve dalabilen

    tane oranmaksimum %

    1.0(4,75 mm elek st)

    ASTM C 142

    Organik madde % Bulunmayacak AASHTO T 194Dier zararl maddeler

    maksimum % 1.0

    Tablo 2.5:nce Agregann Fiziksel zellikleri

    Deney AdartnameLimitleri

    DeneyStandard

    Likit limitmaksimum %

    25TS 1900

    AASHTO T-89Plastisite indeksi

    maksimum %6

    TS 1900AASHTO T 90

    Kil topa ve dalabilentane oran

    maksimum %1.0

    (4,75 mm elek alt)ASTM C 142

    Organik maddemaksimum %

    0,501

    AASHTO T 194TS 3673

    Dier zararl maddelermaksimum %

    1.0

    2.4.1 Granler Temel

    Granler temel malzemesinin 4.75 mm elek zerinde kalan ksmnn arlka en az

    %50sinin iki veya daha fazla yz krlm olacaktr. Malzemenin 0.075 mm elei

    geen ksm, 0.425 mm elei geen ksmnn 2/3nden fazla olmayacaktr. Granler

    temel tabakasna ait gradasyon limitleri Tablo 2.6da verilmitir. Asfalt betonu ile

    kaplanacak yollarda kullanlacak granler temel malzemesi gradasyonu A, B

    tiplerinden birine uygun olacaktr. Sathi kaplama yaplacak yollarda, projede

    belirtilen temel tabakas kalnl 20 cm den az ise tabakann tm C tipi granler

    temel malzemesi ile yaplacaktr. Eer projede belirtilen temel tabakas kalnl 20

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    24/128

    11

    cm veya daha fazla ise tabaka, A, B veya C tipi granler temel malzemelerinden biri

    ile oluturulacaktr.

    Tablo 2.6: Granler Temel Tabakas Gradasyon Limitleri (Karayollar Teknik

    artnamesi, 2006)

    ElekAkl

    % Geen Miktar

    mm in A B C50 2 100

    37.50 1 80 100 10025 1 60 90 70100 10019 3/4 - 60 92 75 1009.5 3/8 30 70 40 75 50 85

    4.75 No.4 25 55 30 60 35 652.00 No.10 15 40 20 45 25 50

    0.425 No.40 8 20 10 25 12 300.075 No.200 2 8 0 12 0 12

    BS 812 metodu ile bulunan yasslk indeksi, en fazla % 40 olacaktr. Modifiye

    Proctor ile bulunan maksimum kuru birim hacim arln %98ine kadar sktrlan

    numunelerin ya CBR deerleri, % 100den az olmayacaktr. Granler Temel

    malzemesi Tablo 2.7de verilen deerler esas alnarak sktrlacaktr.

    Tablo 2.7: Granler Temel Tabakas Sktrma Kriterleri

    98Modifiye Proctor

    TS 1900ASHTO T - 180

    Skma minimum %

    95Titreimli Tokmak

    TS 1900BS 1377

    Optimum su ierii %W(opt-2) Wopt

    Wopt 1Modifiye Proctor

    Titreimli Tokmak

    2.4.2 Plentmiks Temel

    Plentmiks temel tabakas krlm akl, krlm cruf, krmata ve ince malzeme

    kullanlarak Tablo 2.8de verilen gradasyon limitleri ierisinde srekli gradasyon

    verecekekilde kaba ve ince olmak zere en az ayr tane boyutu grubunun uygun

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    25/128

    12

    oranda suyla bir plentte kartrlmasyla hazrlanan malzemenin bir veya birden fazla

    tabakalar halinde serilip sktrlmasyla oluturulan tabakadr.

    Tablo 2.8: Plent-Miks Temel Tabakas Gradasyon Limitleri

    ElekAkl

    % Geen Miktar

    mm in Tip - I Tip- II37.50 1 80 100 100

    25 1 60 90 7010019 3/4 - 60 929.5 3/8 30 70 40 754.75 No.4 25 55 30 602.00 No.10 15 40 20 45

    0.425 No.40 8 20 10 250.075 No.200 2 - 8 0 12

    Yeterli sktrma ile eriilmesi istenen minimum skma yzdeleri Tablo 2.9da

    grlmektedir.

    Tablo 2.9: Plent-Miks Temel Tabakas Sktrma Kriterleri

    100

    Modifiye Proctor

    TS 1900ASHTO T - 180

    Skma minimum %

    97Titreimli Tokmak

    TS 1900BS 1377

    Optimum su ierii %W(opt-1) Wopt

    Wopt 0.5Modifiye Proctor

    Titreimli Tokmak

    2.4.3 imento Balaycl Granler Temel

    imento balaycl granler temel tabakas akl, krlm akl, krlm cruf,

    krma ta ve ince malzeme kullanlarak Tablo 2.10da verilen gradasyon limitleri

    ierisinde srekli gradasyon verecekekilde hazrlanr. Malzemenin uygun oranlarda

    imento ve su ile bir plentte kartrlmasyla hazrlanan karmn bir veya birden

    fazla tabakalar halinde serilip sktrlmasyla oluturulan tabakadr.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    26/128

    13

    Kullanlacak imentolar, TS EN 197-1de belirtilen artlara uygun olacaktr.

    imentonun teknik kontrolleri, TS EN 196-1 standartnda belirtilen esaslara gre

    yaplacaktr (KGM, 2006)

    Tablo 2.10: imento Balaycl Granler Temel Tabakas Gradasyon Limitleri

    Elek Aklmm in

    % Geen Miktar

    37.5 1 10025 1 72 10019 3/4 60 929.5 3/8 40 75

    4.75 No.4 30 602.00 No.10 20 45

    0.425 No.40 8 250.075 No.200 0 10

    2.4.4 Bitml Temel

    Krlm ve elenmi kaba agrega, ince agrega ve mineral fillerin belirli gradasyon

    limitleri arasnda, iyeri karm forml esaslarna uygun olarak bitml balayc

    ile bir plentte kartrlarak bir veya birden fazla tabakalar halinde scak olarak

    serilip, sktrlmasyla oluturulan temel tabakasdr. Gradasyon limitleri Tablo

    2.11de verilmitir.

    Tablo 2.11: Bitml Temel Tabakas Gradasyon Limitleri

    ElekAkl

    % Geen Miktar

    mm in Tip - A Tip- B37.50 1 100 100

    25 1 72 100 80 10019 3/4 60 90 70 90

    12.5 1/2 50 78 61 819.5 3/8 43 70 55 75

    4.75 No.4 30 55 42 622.00 No.10 18 42 30 47

    0.425 No.40 6 21 15 260.180 No.80 2 13 7 170.075 No.200 0 7 1 8

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    27/128

    14

    Kaba agrega BS 812ye gre test edildiinde, yasslk indeksi %35 den fazla

    olmayacak, taneler kbik ve keli olacaktr. Soyulmaya kar mukavemeti en az

    %50 olacaktr. Su emme yzdesi de 2.5den fazla olmayacaktr. Kaba agregann

    dier zellikleri de Tablo 2.12de verilmitir.

    Tablo 2.12: Bitml Temel Tabakasnda Kullanlan Kaba Agregann zellikleri

    DeneyAd

    artnameLimitleri

    DeneyStandard

    2 mm elek zerinde kalan agregannhava tesirlerine kar

    dayankllk (donma) deneyindeNa2 SO4 ile kayp

    maksimum %

    12TS 3655

    AASHTO T-104

    Anma kayb ( Los Angeles)maksimum %

    35TS 3694

    AASHTO T 96Krlmlk (en az iki yz) arlka

    minimum %100 -

    Kil topa ve dalabilentane oran

    maksimum %

    1.0ASTM C 142

    ndirek ekme mukavemeti oranminimum %

    80 AASHTO T 283

    Karmda kullanlacak doal kum, ince agrega zelliklerine sahip olacak ve miktar

    karmdan istenilen stabilite, akma ve boluk deerlerinin salanmasartyla tespit

    edilecektir. nce agregann zellikleri Tablo 2.13de verilmitir.

    Tablo 2.13: Bitml Temel Tabakasnda Kullanlan nce Agregann zellikleri

    zelliklerartnameLimitleri

    DeneyStandard

    Plastisite indeksimaksimum % 2 TS 1900

    Kil topaklar veufalanabilir taneler

    maksimum %1.0 ASTM C142

    Organik madde miktarmaksimum %

    0.5TS 3673

    AASHTO T194

    Bitml temel tabakasnda bitml balayc olarak TS 1081 EN 12591 (Bitmler ve

    Bitml Balayclar - Kaplama Snf Bitmler zellikler) standardna uygun

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    28/128

    15

    40/60, 50/70 veya 70/100 penetrasyonlu bitm kullanlacaktr. klim koullarna

    bal olarak kullanlacak blgeye gre bitmn cinsi idarece belirlenecektir.

    Bitml temelin karm tasarm TS 3720 (Bitml Kaplama Karmlarnn Hesap

    Esaslar) standardna gre Marshall metodu kullanlarak yaplacaktr. Bitml Temel

    Tabakas iin tasarm ltleri Tablo 2.14de belirtilmitir.

    Tablo 2.14: Bitml Temel Tasarm ltleri

    zellikler Min. Maks.Briket yapmnda

    uygulanacak darbe says75

    Marshall stabilitesi kN (kg) 6,00 (600) -

    Boluk (%) 4 7Bitmle dolu boluk (%) 55 70Agregalar aras boluk (%) 12 -

    Akma (mm) 2 5Bitm (arlka %) 3.0 5.5

    2.5 Kaplama Tabakalar

    Kaplama tabakas, styapnn trafik yklerine dorudan maruz kalan en st

    tabakasdr. Trafik ykleri nedeniyle oluan basn ve ekme gerilmelerinin en

    yksek seviyede olmas nedeniyle kaplama tabakas, styapnn dier tabakalarna

    gre daha yksek elastisite modlne sahip olmaldr. Kaplama tabakalar yzeysel

    (sathi) kaplamalar, bitml scak karmlar ve ta mastik asfalt kaplamalar olarak

    snflandrlmaktadr.

    2.5.1 Yzeysel Kaplamalar

    Yzeysel kaplamalar, yol yzeyine ince bir film halinde asfalt veya katran veya her

    ikisinin karmn serip bunun zerine de tabaka halinde agrega rterek yaplan

    kaplama eklidir. Yzeysel kaplamalarn yapm kolay ve ucuzdur. Kaplamann uzun

    mrl olabilmesi iin gereken kontroller iyi yaplmaldr. Yzeysel (Sathi)

    kaplamalar gruba ayrlr:

    Tek Tabakal Bitml Yzeysel Kaplama: Granler, plent-miks, imentobalaycl granler temel veya benzer temeller ile asfalt kaplamalar zerine

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    29/128

    16

    ince bir tabaka halinde bitml balayc uygulamas yapl p, hemen sonra

    bunun zerine agregann serilip silindirlenmesi ile yaplan kaplamadr.

    ift Tabakal Bitml Yzeysel Kaplama: Temel tabakas zerine birbiriardndan iki kat yzeysel kaplama yaplmasyla elde edilen tabakadr. Tek ve

    ift tabakal bitml yzey kaplamalarnn yapmnda kullanlan

    malzemelerin zellikleri, gradasyonlar, yapm Karayollar Teknik

    artnamesinde 403 ve 404 nolu blmlerde aklanmtr.

    Bitml Koruyucu Yzeysel Kaplama (Seal Coat): Mevcut herhangi bir tipte bir kaplama veya bitml bir temel tabakas zerine bitml balayc ve

    agregadan oluan koruyucu yzeysel tabakasnn serilmesiyle oluan

    kaplamadr. Bitml balayc ve agrega ayr ayr ve birbirinin pei sra

    uygulanmakta ve agregalar silindirle sktrlmaktadr. Bu kaplama

    tabakasnn kalnl 12,5 mm den fazla olmayacaktr. Agrega gradasyonu

    karayollar teknik artnamesinde ksm 405de verilen Tip-A, Tip-B veya

    Tip-Cden birine uyucak ekilde hazrlanacaktr. Agregalarn zellikleri de

    Tablo 2.15de verilmitir.

    Tablo 2.15: Agregalarn zellikleri

    DeneyAd

    artnameDeney

    Standard

    2 mm elek zerinde kalanagregann hava tesirlerine kardayankllk (donma) deneyinde

    Na2 SO4 ile kaypmaksimum %

    12 AASHTO T-104

    Anma kayb ( Los Angeles)maksimum % 30

    TS 3694AASHTO T 96

    Yasslk indeksimaksimum %

    25 BS 812

    Cilalanma deeriminimum %

    50 TS EN 1097 8

    Soyulma mukavemetiminimum %

    50

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    30/128

    17

    2.5.2 Bitml Scak Karm Kaplamalar (Asfalt Betonu)

    Asfalt betonu anma tabakasn, binder tabakasn veya bunlarn her ikisini birden

    kapsar. Karmn agrega gradasyonu binder tabakas iin Tablo 2.16da, anma

    tabakas iin de Tablo 2.17de verilmitir.

    Kaba agrega; krma ta, krma akl veya bunlarn karmndan oluacaktr. Kaba

    agrega taneleri kbik ve keskin keli olacaktr. Soyulmaya kar mukavemeti en az

    %50 olacaktr. nce agrega temiz, salam ve dayankl olacak, plastisite indeksi %

    2den fazla olmayacaktr.

    Tablo 2.16: Binder Tabakas iin Gradasyon Limitleri

    Elek Aklmm in

    % Geen Miktar

    25 1 10019 3/4 80 100

    12.50 1/2 58 809.5 3/8 48 70

    4.75 No.4 30 522.00 No.10 20 40

    0.425 No.40 8 22

    0.180 No.80 5 140.075 No.200 2 7

    Tablo 2.17: Anma Tabakas iin Gradasyon Limitleri

    ElekAkl

    % Geen Miktar

    mm in Tip - I Tip- II19 3/4 100 -

    12.50 83 100 1009.5 3/8 70 90 80 -100

    4.75 No.4 40 55 55 -722.00 No.10 25 38 36 -53

    0.425 No.40 10 20 16 280.180 No.80 6 -15 8 -160.075 No.200 4 -10 4 -10

    Mineral filler, tamam 0.425 mm elekten geip, arlka en az % 70i 0.075 mm

    elekten geen malzeme olarak tanmlanmaktadr. Mineral fillerin elek analizi

    AASHTO T 37 ye gre yaplacaktr.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    31/128

    18

    Bu grup malzemenin her biri bitml karmn ayr ayr zelliklerini kontrol eder.

    Bitml karmdaki iri agrega yzdesi %40-50ye karlrsa, iki agrega karmn

    mekanik direncini artran bir iskelet oluturur; bylece karmn direncinde nemli

    bir art hissedilir. nce agrega ise iri agregann oluturduu iskeletin boluklarn

    doldurarak daha youn bir karmn elde edilmesini salar. Bu arada ince agregann

    yzey dokusu da nemlidir. rnein; przsz bir akl kumu daha dk bir

    deformasyon direnci salamaktadr. Mineral filler, toplam agregann ok dk

    yzdesini oluturmasna karn, karmn zelliklerinin dzenlenmesinde rol oynar.

    Mineral filler dzgn bir granlometrik bileime sahip olmaldr. Tanelerin eklide

    nemlidir, yass, dz ve uzun tanelerin yzdesinin artmas fillerin zelliini drr.

    Filler bitml malzemeyle reaksiyona girmemelidir. Mineral filler ta tozu, mermer

    tozu, portland imentosu snm kire ya da benzeri maddelerde oluacak kil,

    toprak, organik ve zararl madde kapsamayacaktr (Ilcal ve di., 2001). nce ve

    kaba agregada aranan fiziksel ve mekanik zellikler Tablo 2.18 ve Tablo 2.19da

    verilmitir. Mineral fillerin artname limitleri de Tablo 2.20de grlmektedir.

    Tablo 2.18:nce Agregann zellikleri

    artname

    LimitlerizelliklerBinder Anma

    DeneyStandard

    Plastisite indeksimaksimum %

    2 2 TS 1900

    Kil topaklar veufalanabilir taneler

    maksimum %0.5 0.5 ASTM C142

    Organik madde miktarmaksimum %

    0.5 -TS 3673

    AASHTO T194

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    32/128

    19

    Tablo 2.19: Kaba Agregann zellikleri

    artnameLimitleriDeney

    AdBinder Anma

    DeneyStandard

    2 mm elek zerinde kalanagregann hava tesirlerine kardayankllk (donma) deneyinde

    Na2 SO4 ile kaypmaksimum %

    12 10TS 3655

    AASHTO T-104

    Anma kayb ( Los Angeles)maksimum %

    35 30TS 3694

    AASHTO T 96Krlmlk (en az iki yz)

    arlkaminimum %

    100 100 -

    Yasslk indeksimaksimum %

    35 30 BS 812

    Cilalanma deeriminimum %

    - 50 TS EN 1097 8

    Su emme deerimaksimum %

    2.5 2.0TS 3526

    ASTMC - 127Soyulma mukavemeti

    minimum %50 50

    Kil topa ve dalabilentane oran

    maksimum %

    0.5 0.5 ASTM C 142

    ndirek ekme mukavemeti oranminimum %

    80 80 AASHTO T 283

    Tablo 2.20: Mineral Fillerin Gradasyon Limitleri ve Salamas Gereken Dierartlar (Karayollar Teknikartnamesi, 2006)

    Gradasyon Limitleri

    ElekBoyu

    Arlka% Geen

    Organik Kirlilik Plastisite ndeksi

    0,425 mm(No.40)

    100

    0,075 mm(No.200)

    70100

    Mineral fillerden kil,toprak, organik ve zararlmaddeler uzaklatrlm

    olmaldr.

    Mineral fillerin plastisiteindeksi %4 'ten bykolmayacak, kolayca

    akabilecek kadar kuruolacak ve ierisinde topaklar

    bulunmayacaktr.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    33/128

    20

    Asfalt betonunun karm tasarm TS 3720 ye gre Marshall metodu kullanlarak

    yaplacaktr. Tasarm deerleri Tablo 2.19da verilmitir.

    Tablo 2.21: Asfalt Betonu Tasarm ltleri

    zellikler BNDER AINMAMin. Maks. Min. Maks.

    Briket yapmnda uygulanacakdarbe says

    75

    Marshall stabilitesikN (kg)

    7,50 (750) - 9,00 (900) -

    Boluk (%) 4 6 3 5Bitmle dolu boluk (%) 60 75 65 75

    Agregalar aras boluk (%) 13 - 14 -

    Akma (mm) 2 4 2 4Bitm (arlka %) 3.5 6.5 4.0 7.0

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    34/128

    21

    3. KARAYOLLARINDA KULLANILAN ENDSTRYEL ATIK

    MALZEMELER

    3.1 Giri

    Endstriyel atklar, endstriyel ilemler sonucunda oluan malzemelerdir. Termik

    santrallerde oluan kller, demir elik endstrisinde oluan yksek frn ve elikhane

    cruflar, imento endstrisinin yan rn olan frn tozlar, mermer endstrisinde

    oluan mermer toz atklar, hurda otomobil lastikleri, cam endstrisinden elde edilen

    cam krklar endstriyel kat atk snfna girmektedir. Dnyada, bu endstriyel

    atklarn ou karayollarnda taban zemininden kaplama tabakasna kadar her

    tabakada kullanlma olanana sahiptir. Karayollarnda kullanlan geleneksel

    malzemeler yerine atk malzemeler kullanlarak daha dk maliyetlerle, daha

    yksek performansta, evre dostu yollar yaplabilir.

    Bu blmde, karayollarnda kullanlan endstriyel atklarn tanmlar yaplacak,

    fiziksel, kimyasal ve teknik zellikleri zerinde durulacaktr. Karayollarnda

    kullanld tabakalardan, kullanld tabakaya gre kullanm miktarlarndan ve

    kullanm srasnda dikkat edilmesi gerekenler anlatlacaktr.

    Yol st yaplarnda kullanlan endstriyel atk malzemelerin snflandrlmasekil

    3.1de, taban zemininde dolgu malzemesi olarak kullanlan endstriyel atklar ise

    ekil 3.2de grlmektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    35/128

    ekil 3.1: Yol styaplarnda Kullanlan Endstriyel Atk Malzemelerin Snfland

    ESNEK YOLSTYAPILARI

    BTMLKARIIMLAR

    GRANLERTEMEL

    AGREGA BTMLBALAYICI

    MNERALFLLER

    BTMLSICAK

    KARIIMLAR

    YZEYSELYLETRME

    BTMLSOUK

    KARIIMLAR

    Yksek FrnCrufu

    elikhaneCruflar

    Kmr KazanCrufu

    Kmr TabanKl

    Kullanlm atKaplamalar

    Cam Atklar

    HurdaLastikler

    Kat Atk YakmaTesisi Klleri

    Kmr TabanKl

    Yksek FrnCrufu

    Kmr KazanCrufu

    elikhaneCrufu

    Uucu Kl

    Frn Tozlar(imento, kire)

    HurdaLastikler

    Kullanlm atKaplamalar

    Yksek FrnCrufu

    CelikhaneCruflar

    K

    Mermer TozAtklar

    ESNEK YOL STYAPILARINKULLANILAN ENDSTRYE

    ATIK MALZEMELER

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    36/128

    23

    ekil 3.2: Taban Zeminde Kullanlan Endstriyel Kat Atk Malzemeler

    3.2 Termik Santral At

    klar

    Elektrik enerjisi termik, hidroelektrik ve nkleer santrallerden salanmaktadr.

    Yeterli kmr ve linyit potansiyeline sahip olan lkemizde de elektrik retiminin

    byk bir ksm iin kat fosil yaktlarn yakld termik santraller kullanlmaktadr.

    Termik santrallerde elektrik retimi srasnda toz haldeki kmrn yanmas sonucu

    baca gazlar ile srklenen ve genellikle elektro filtreler yardmyla tutularak

    atmosfere k nlenen mikron boyutundaki kl taneciklerine uucu kl

    denilmektedir.

    Oluan yan rnn (uucu kl, taban kl veya kazan crufu) eidi, kmr yakmak

    iin kullanlan kazann cinsine gre deimektedir.

    Termik santrallerde kmr yakmak iin tip kazan kullanlmaktadr. Bunlar kuru

    taban kazanlar, slak taban kazanlar ve siklon frnlardr.

    En sk kullanlan, kuru taban kazanlardr. ekil 3.3de uucu kln elektro filtrelikuru taban kazannda retimi grlmektedir. Toz haline getirilmi kmr, kuru taban

    kazannda yand zaman, yanmayan malzemenin (kln) %80i uucu gaz haline

    gelir ve uucu kl olarak tutulur. Kln geriye kalan % 20'lik ksm; koyu gri renkte,

    granl (taneli), gzenekli, baskn olarak kum boyutunda olan kuru taban kldr. Bu

    malzeme, frnn tabannda yer alan su dolu silolarda toplanr. Siloya yeterli miktarda

    taban kl girdiinde, yksek basnl su jetleri kullanlarak uzaklatrlr ve savak

    yataklar yardmyla atk gletine veya kullanlmak zere depo edilecei havuzlara tanr(Hecht ve Duvall, 1975).

    Taban Zeminde Kullanlan

    Endstriyel Atk Malzemeler

    Uucu Kl Hurda Lastik

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    37/128

    24

    ekil 3.3: Uucu Kln Elektro Filtreli Kuru Tabanl Kazanda retilmesi

    ki eit slak taban kazan vardr: Cruf aktan kazan ve siklon kazan. Cruf

    aktan kazan, pulverize (toz haline getirilmi) kmr, siklon kazan ise ezilmi

    kmr yakar. Her ikisinde de, taban kl erimi halde saklanr ve sv gibi aktlr.

    ki kazan cinsinde de delikli bir kat taban bulunur. Bu delik sayesinde, tabanda

    toplanan erimi kl, alt taraftaki kl silosuna aktarlabilmektedir. Islak taban

    frnlarndaki kl silosu, erimi halde bulunan kl soutmak iin gerekli miktarda su

    iermektedir. Erimi cruf, suyla birletiinde aniden atlar, kristalleir ve kktopaklar oluur. Sonuta oluan kazan crufu "kara gzellik" olarak isimlendirilir.

    Bu malzeme; kaba taneli, sert, keli, siyah renkli ve donuktur.

    Siklon frnlarnda ise yakt olarak ezilmi kmr kullanlr, oluan kln %70-80i

    kazan kl olarak kalrken, %20-30u baca gazyla uucu kl olarak dar kar.

    Uucu kller tane boyutunun byk olduu durumlarda mekanik tutucular yani

    siklon ayrclar yardmyla filtre torbalarna toplanrlar. Siklon ile uucu kllerin

    toplanmas da ekil 3.4de grlmektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    38/128

    25

    ekil 3.4: Uucu Kln Siklon ile Toplanmas

    Termik santrallerde linyit kmrnn yanmas sonucu SO2 ve Slfr bileimli gazlar,

    atmosfere dalarak evre kirliliine ve asit yamurlarna sebep olmaktadr. Bu

    gazlarn tutulmas iin, kireta pskrtme yntemi kullanlan deslfrizasyon

    (kkrt artma) tesisleri kurulmutur. Bu tesiste yaplan ilemlerin sonucunda

    kimyasal jips (al) olarak da adlandrlan deslfojips atklar olumaktadr.

    3.2.1 Uucu Kller

    TS 639a gre uucu kl, toz halinde veya tlm takmr veya linyit

    kmrnn yksek scaklklarda yanmas sonucu oluan ve baca gazlar ile

    srklenen, silis ve almino-silisli, toz halinde bir yanma kalnts olarak

    tanmlanmaktadr (TS 639,1998).

    Uucu kller seramik ve cam retiminde, kimya, metalrji sanayisinde, evre ve

    biyoteknoloji sektrnde, petrol kuyular sondajlarnda, maden ocaklarnda mineral

    filler olarak, buzlanmann nlenmesinde, tarm sektrnde ve en okta inaat

    sektrnde kullanlmaktadr. naat sektrnde imento sanayisinde hammadde

    olarak, beton ve har ierisinde agrega olarak, beton retiminde, tula, gaz beton

    retiminde, kerpi retiminde balayc malzeme olarak, yaltm malzemesi olarak,

    duvar, har, cam, beton borular gibi yap malzemelerinin retiminde, dolgu

    yapmnda, zemin stabilizasyonunda, atk depo sahalarnda szdrmazlk salamak

    amacyla, istinat duvarlarnda duvar arka dolgusu olarak, yol yapmnda

    kullanlmaktadr (Arunta, 2006). Karayolunda dolgu yapmnda, stabilize alt temel

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    39/128

    26

    ve temel tabakalarnda kire veya imentoyla veya her ikisiyle beraber, asfalt

    kaplamalarda mineral filler olarak, rijit kaplamalarda beton kalitesini arttrmak

    amacyla kullanlmaktadr.

    3.2.1.1 Uucu Kllerin Fiziksel zellikleri

    Uucu kller, kmrn cinsine, ezilme ve toz haline getirilme ilemlerine, kazan

    eidine ve yanma metoduna, toplama ve stoklama ilemlerine bal olarak deiik

    zellikler gstermektedir. Uucu kller kre eklinde ince taneli, kat veya boluklu,

    doada ounlukla cams (amorf) yapda olan paracklardan oluurlar. Uucu kl

    senosfer ad verilen mikro baloncuklar ierir. Senosfer, byk oranda silis ve

    almina ieren, hava veya gazlarla dolu olan, hafif, etkisiz, ii bo bir kredir vesentetik ii bo krelerle ayn zelliklere sahiptir. Senosfer, sktrmadaki yksek

    gc, kontroll boyut dalm, stn termal ve yaltm zelliklerinden dolay birok

    uygulamada kullanlabilmektedir (zdemir, 2001). Uucu kln ierisindeki

    yanmam karbon malzeme keli tanecikler iermektedir. Uucu kln tane boyutu

    genelde silte benzer, 0.075 mmden daha kktr (0.0760.002 mm). Az bitml

    kmr uucu kllerinin taneleri, bitml kmre gre biraz daha iridir.

    Uucu kln zgl arl 2130 kN/m3 deerleri arasnda deimektedir. Bulk

    younluu ise 8,5 -15 kN/m3 arasnda deerler almaktadr. Dk Bulk younluu,

    uucu kllerin hafif dolgu malzemesi olarak kullanlmasna imkn vermektedir.

    Trkiyedeki uucu kllerin younluklar Tablo 3.1de grlmektedir (zdemir,

    2001). Uucu kln zgl yzeyi imento inceliine sahip olduundan tme

    yaplmadan kullanabilir, yzeysel alan ise 1701000 m2/kg arasndaki deerlere

    sahiptir.

    Bitml kmrlerin uucu kllerinin genellikle renkleri gridir. Kln gri renginin

    almas, kalitesinin arttn gsterir. Uucu kln ierisindeki yanmam karbon

    miktarna bal olarak rengi ak kahverengi, gri veya siyah arasnda eitlilik

    gstermektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    40/128

    27

    Tablo 3.1: Trkiyedeki Uucu Kllerin Younluklar

    Uucu Kl Bulk Younluu

    (kN/m3)

    zgl Arlk

    (kN/m3)

    Yataan 10,7 19,9

    Soma 9,5 21,2

    Seyitmer 8,8 15,8

    Yeniky 14,4 29,9

    atalaz 10,7 19,5

    Afin-Elbistan 10,5 27,0

    Tunbilek 11,1 18,3

    3.2.1.2 Uucu Kllerin Kimyasal zellikleri

    ASTM C 618e gre uucu kller iki snfa ayrlmaktadr. F snf kller, bitml

    kmrlerin (takmr) yanmasyla oluur ve daha az miktarda (%10dan daha az)

    kire (CaO) ierir. C snf kller ise linyit kmrnn yanmasyla elde edilir ve daha

    ok kire (%1040 arasnda) ierir. C snf uucu kllerin, puzolonik zelliine ek

    olarak balayc yani kendi kendine sertleme zellii de mevcuttur. Sertleme

    zellii ierisinde bulunan kirecin varlndandr. Ayn zamanda C snf uucu

    kller, herhangi bir reaksiyona ihtiya duymazlar, bu nedenle uygulamada daha

    kolay kullanlrlar. Bylece zemin iyiletirme uygulamalar kolay ve ekonomik

    olmaktadr (Hausmann, 1990). Tablo 3.2de ASTM C 618 standardna gre iki snf

    uucu kln limit deerleri verilmitir. Btn uucu kller silika, almina ve demir

    oksit miktar bakmndan zengindirler.

    Tablo 3.2: ASTM C 618 Standartlar

    Oksit miktar (%) F Snf C snf

    SiO2+Al2O 3+Fe2O3 >70 >50

    MgO

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    41/128

    28

    Trkiyede oluan uucu kllerin tanm, snflandrlmas, zellikleri ASTM C 618

    standardnn benzeri olan TS 639a gre yaplmaktadr. Uucu kller, TS EN 197-1e

    gre de silissi (V) ve kalkersi (W) olmak zere 2 snfa ayrlmaktadr (Trker ve

    dierleri, 2004).

    Puzolanlar, silisli ve alminli malzemelerdir ve kendi balarna balayclk

    zellikleri yoktur veya ok azdr. ok ince taneli olduklarndan sndrlm kire ve

    suyla kartrldklarnda hidrolik balayclk zellii gsteren volkanik kllerdir.

    Uucu kllerdeki silis, alminyum oksit, nemlilik ve kire ierii, ince tane yzey

    alan uucu kl yapay puzolanlar snfna sokmaktadr (n, 2007). Puzolanlarn

    snflandrlmas Tablo 3.3de yaplmtr. Yapay puzolan snfnda yer alan yksekfrn crufundan da sonraki blmlerde bahsedilecektir.

    Tablo 3.3: Puzolanlarn Snflandrlmas

    Puzolanlar

    Doal puzolanlar Yapay puzolanlar

    Volkanik cruflar Uucu kller

    Volkanik tfler Yksek frn crufu

    Opalin silka Silika duman

    Pomza talar Pirin kap kl

    Pimi (Kalsine) kil veya eyl Demirli olmayan cruflar

    tlm pimi kil

    Tablo 3.4de deiik kmr eitlerinden retilen uucu kllerin kimyasal bileimleri

    verilmitir. Linyit ve az bitml kmrlerden elde edilen uucu kller yksek

    kalsiyum oksit ieriine ve daha yksek slfat ieriine sahiptirler (ASTM

    C204,1994).

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    42/128

    29

    Tablo 3.4: Deiik Kmr eitlerinden retilen Uucu Kllerin Kimyasal Yaps

    Bileimler BitmlKmr

    Az BitmlKmr

    LinyitKmr

    SiO2 2060 4060 1545

    Al2O3 535 2030 1025Fe2O3 1040 410 415CaO 112 530 1540MgO 05 16 310SO3 04 02 010

    Na2O 04 02 06K2O 03 04 04

    Tututurulmasonras uucu klde

    kalan yanmamkarbon

    015 03 05

    Trkiyede halen faaliyet gsteren 11 termik santralinin kimyasal, minerolojik,

    fiziksel ve mekanik zellikleri hakknda detayl bilgi, Trker ve dierlerinin

    hazrlad Trkiyedeki Uucu Kllerin Snflandrlmas ve zellikleri adl

    kaynakta bulunmaktadr.

    Uucu kl; yksek karbon ierii, birim hacimdeki geni yzey alan ve ierdii Al,

    Fe, Ca, Mg ve Si gibi elementlerden dolay birok organik kirleticiyi uzaklatrma

    kabiliyetine sahiptir. Bundan dolay; evresel adan uygun zellikler gstermektedir

    (Bayat, 2002).

    Uucu kller, dier toprak ve talara gre nemli derecede radyoaktif elementlere

    sahip deildir. Yaplan bir almada, su ierisinde uucu klden znen radyum ve

    uranyum deerlerinin limitler ierisinde olduu gzlenmitir. Ayn zamanda uucu

    kl depolama sahalarnda, yeralt suyuna geen radyoaktif elementlerin

    younlamalarnn insan saln tehlikeye sokacak limit deerlerin altnda olduugzlenmitir (zdemir, 2001).

    3.2.1.3 Uucu Kllerin Mhendislik zellikleri

    Uucu kller, yaklak silt boyutunda ve ileri bo kresel tane yapsna sahip olduu

    iin killerin aksine plastik olmayan bir malzemedir. Silte ve siltli kile gre ilerinde

    daha ok su tutmaktadrlar.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    43/128

    30

    Yaplan almalarda CBR deeri su emdirilmi numunelerde %6,813,5 ve su

    emdirilmemi numunelerde ise %10,815,4 deerleri arasnda deimektedir.

    Uucu kln geirimlilii cinsine gre deimektedir. Bitml kmrlerde 104-107,

    az bitml kmrde 105-3*106, linyit kmrnde ise 9*106-107 deerlerini

    almaktadr. Kilin geirgenlii, uucu kl ile kartrlmas sonucu azalmaktadr.

    Aratrmalara gre en iyi permeabilite deerini %15 kire veya %10 bentonit

    ilavesinin verdii grlmektedir. imento ilavesi de geirgenlii azaltmaktadr

    (Aksoy, 1992). Uucu kln kumla kartrlmas sonucu kumun permeabilite deeri

    104 m/sn deerinden 107 m/sn deerine dmektedir (Gngr, 1996).

    Souk blgelerde dondan etkilenmemesi iin yol inaatlarnda kullanlacak uucu

    kln imento ile stabilize edilmesi gerekmektedir. nk uucu kl silt boyutunda

    olup, kapiler su ykselmesi 2 metre veya daha yksek olabilmektedir (Aksoy, 1992).

    Uucu kl ayn tane boyutuna sahip iyi derecelenmi zemine gre kuru birim hacim

    arlk/su ierii deerlerinde daha az duyarl olmas, uucu kln daha fazla hava

    boluuna sahip olmasndandr. Doal zeminler maksimum kuru birim hacim

    arlna ulatklarnda %15 arasnda, uucu kller ise % 515 arasnda deien

    hava boluuna sahip olurlar. Yksek hava boluu kompaksiyon srasnda boluksuyu basnc olumasn snrlar, bylelikle uucu kl geni bir su ierii aralnda

    skabilir. Uygulanan sktrma enerjisi artnca, uucu kln kuru birim hacim

    arlnda meydana gelen art doal zemin eitlerinin sktrlmasyla oluan art

    kadar fazla olmamaktadr. Kompaksiyon sonucu elde edilen kuru birim hacim

    arlnn dk olmas ve srtnme asnn yksek olmas dk zemin itkileri

    meydana getirecektir. Bu zellikleri, uucu kln yol inaatlarnda kullanmnn

    uygun olduunu gstermektedir (Toth ve dierleri, 1988).

    Uucu kl kuru halde toplanmsa kohezyonsuz ve elastik bir zellik gstermektedir.

    Kohezyon eksiklii kendi kendine sertleme zellii olmayan F snf uucu kln

    anmasna sebebiyet verir.

    C snf uucu kl, kire ierdiinden suyla temas ettiinde zamanla sertleir. C snf

    uucu kln abuk sertleme zelliine, yol inaat srasnda dikkat edilmelidir. C

    s

    n

    f

    uucu kll kar

    ma su eklendikten sonra s

    k

    t

    rma ilemi ya h

    zl

    birekilde

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    44/128

    31

    tamamlanmal ya da sertletirmeyi geciktirici katk malzemesi kullanlmaldr (Wasti,

    1990).

    3.2.1.4 Uucu Kllerin Karayollarnda Kullanlmas

    Uucu kller; karayolunda dolgu yapmnda, stabilize alt temel ve temel

    tabakalarnda kire veya imentoyla veya her ikisiyle beraber, asfalt kaplamalarda

    mineral filler olarak, rijit kaplamalarda ise beton kalitesini arttrmak amacyla

    kullanlmaktadr.

    Uucu kl, bitml karmlarda uzun yllardr mineral filler malzemesi olarak

    kullanlmaktadr. Bilindii gibi, bitml kaplama karmlarndaki mineral filler

    0,075 mm boyutundaki elekten geen malzemedir, kaplama karmndaki boluklar

    doldurur, karmn stabilitesini ve karmdaki balaycnn kohezyonunu arttrr.

    Kaba ve ince agregann karm gradasyonu 0,425 mm (No.40) elekten geen

    malzeme miktar ynnden yetersiz ise, agrega karmna mineral filler ilave

    edilmelidir. Agrega karmna ilave edilen mineral fillerin 0,075 mm (No.200) elek

    zerinde kalan ksm ince agrega olarak kabul edilecektir (Karayolu Teknik

    artnamesi, 2006). Uucu kllerin byk bir ksm mineral filler iin verilmi olan

    artnamelerdeki fiziksel ve kimyasal zellikleri ve gradasyon artlarn salar. Yani

    boyut olarak 0,075 mmden daha kk paracklar ierir, plastik olmayan zellik

    gsterir ve kimyasal ierii mineral fillerin organik ieriine uyar. Scak karmlara

    eklenen uucu kl miktar genelde agregann kuru arlnn % 5i kadardr.

    Kullanmnda kuru olmasna ve depolanmasna dikkat edilmelidir. Uucu kl kuru

    ekilde termik santralden toplan p silolarda stoklanr. Baka ek bir ileme gerek

    yoktur. Pnmatik (hava veya gaz basnc ile ileyen) tayc aralara yklenip, scak

    bitml karmlara asfalt plentinde eklenirler. Ayn zamanda yksek oranda kire

    (CaO) ieren uucu kller, asfalt kaplama karmlarnda soyulmay nlemektedir.

    Uucu kln gradasyon, organik kirlilik ve plastisite zellikleri scak bitml

    karmlarda kullanlan mineral fillerin artname gereksinimlerini kolaylkla

    salamaktadr.

    Uucu kln scak bitml karmlarda kullanmyla kaplamalarn performans

    artmaktadr. Bitml scak karmlarn soyulma dayanm ve esneklik modl

    ykselmektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    45/128

    32

    Uucu kller stabilize temel ve alt temellerde tek bana kullanlmazlar. imento ve

    kirele stabilize edilmi uucu kln bu tabakalarda kullanm performans

    arttrmaktadr. Bu karmlar ayn zamanda geleneksel temel malzemelerine gre

    daha ekonomiktirler. Karlalan tek sorun oluan atlaklardr. Bu atlaklar yorulma

    atlaklarndan ziyade rtre atlaklardr ve genelde asfalt kaplama yzeyine

    yansmaktadrlar.

    Uucu kl puzolanik zellie sahip olduundan stabilize temel tabakasnda balayc

    malzeme olarak kullanlabilir. Puzolan uucu kller kullanlrken puzolanik

    reaksiyonu balatabilmek iin mutlaka bir kimyasal balayc kullanlmaldr.

    Puzolan stabilize temel karmlarnda sklkla kullanlan kimyasal balayc kire

    veya portland imentosudur. Kire ve imento frnlarnn tozlar da kullanlabilir.Kirele portland imentosunun veya frn tozlarnn bileimi de temel karmlarnda

    kullanlmaktadr. Bu tip temel tabakasnn performans, uucu klle balayc

    arasnda gerekleen puzolonik reaksiyonun kuvvetine baldr. Bu reaksiyon sonucu

    oluan balayc agrega paralarn bir arada tutar ve birok zelliiyle dk

    dayanml betona benzer.

    Yumuak, tama gc zayf olan zeminlerde herhangi bir katk gerektirmeden

    imentolama zelliine sahip C tipi uucu kl kullanlarak baarl birekilde zemin

    iyiletirilmesi yaplabilir. Uucu kl imentoya benzer zelliklere sahip olduundan

    son 25 yldan beri Amerika Birleik Devletlerinde zemin iyiletirilmesi

    almalarnda kullanlmaktadr. Bylelikle zemin iyiletirme almalar hem daha

    kolay gereklemektedir, hem de daha ekonomik olmaktadr (Ferguson, 1993).

    Yaplan almalar incelendiinde uucu klle stabilize edilen zemin numunelerine

    ait CBR deerleri yumuak taban zemini numunesinin CBR deerine gre en az 10

    kat daha byk sonular vermektedir ( enol, Edil, 2004).

    Uucu klle zemin stabilizasyonu yaplrken, zeminin su ierii inaat sresince

    izlenmelidir. Zemin-uucu kl karm hazrlandktan sonra iki saatlik sre uucu

    kln zemin suyu ile reaksiyona girip imentolamann balamas iin yeterli bir

    sredir. Bu sre ierisinde kompaksiyon aamasna da geilmelidir. Yol

    stabilizasyonunda kompaksiyon nemli bir ilemdir, kompaksiyon aamas gecikirse

    uucu klle kartrlan zeminin mukavemeti tahmin edilen deerden daha az

    kabilir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    46/128

    33

    Donma-zlme ve slanma-kuruma dayanm konusunda uucu kl olumlu sonular

    vermektedir (Wasti, 1990). Uucu kln geirgenlii dk olduundan, inorganik

    svlarn geirimsizlii konusunda da uucu kl iyi sonu vermektedir.

    C snf uucu kl, stabilizasyon iin olduka ekonomik bir malzemedir. Uucu kl

    zeminle kartrrken ve tm yol inaat srasnda oluacak hidratasyona dikkat

    edilmelidir (Ferguson, 1993)

    Yaplan aratrmalarda uucu kln zemin-kire karmlarnn mukavemetlerini

    artrd grlmektedir. Uucu kl oran arttka basn mukavemetleri artmakta,

    %10 oranndan sonra ise azalmaktadr. Ayn zamanda, uucu kl miktarnn

    karmn % 10nu amas halinde maksimum kuru birim hacim arl veren

    optimum su ierikleri de dmekte ve maksimum kuru birim hacim arlk deerleri

    de azalmaktadr. Bir baka deyile maksimum kuru birim hacim arln veren su

    ihtiyac azalmaktadr. nk daha fazla balayc mineral filler olarak grev

    yapmakta ve karmn boluk orann azaltmaktadr (Alata, 1996).

    Birok lkede yllardr uucu kller hafif dolgu malzemesi olarak kullanlmaktadr.

    Uucu kller ok kuru veya slak olmayacak ekilde optimum nem ieriinde

    stoklanmaldr. Optimum nem ierii salandnda maksimum younluktasktrlabilir ve bylelikle iyi skm bir zemin elde edilir. Uucu kller

    sktrldklarnda, dier dolgu malzemelerine gre daha dk birim hacim arla

    sahip olurlar. Sktrlabilme zellii yksek uucu kller, yksek zeminler zerinde

    uygun bir dolgu malzemesi olarak kullanlabilirler. Bylelikle yerletirme srasnda

    oluan deformasyonlar daha az olacaktr. Yerlemenin byk sorunlar oluturduu

    kpr ayaklarnda uucu kl kullanmyla olumlu sonular alnacaktr (zdemir,

    2001). Kontroll olarak s

    k

    t

    r

    lm

    uucu kl dolgular, yksek kaymamukavemetine ve dk skabilme zelliklerine sahiptir. Yumuak zeminlerin

    zerinde uucu kl kullanlarak yaplan hafif dolgular, zeminlerin oturma problemini

    zmekte ve tama gcn arttrmaktadr.

    Uucu kln sertleme zellii bu dolgularda zamanla artan uzun sreli kayma

    mukavemeti salamaktadr. Sktrlm uucu kl dolgulardan alnan numunelere

    yaplan konsolidasyonlu-drenajl eksenli deneyin sonucunda kayma mukavemeti

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    47/128

    34

    ortalama 30 olarak bulunmaktadr, 20-40 arasnda deien deerler de bulunmutur

    (Hausmann, 1990).

    Uucu kl arlkl olarak silt boyutunda bir malzemedir, bu yzden erozyona neden

    olabilmektedir. Erozyon kontrol ilemlerine de gereksinim vardr.

    Uucu kl trafik iaret boyalarna katlabilmektedir. Trafik boyalarnn dayanmlarn

    ve performanslarn arttrmaktadr (Stringfellow, 1994).

    3.2.2 Kmr Taban Kl ve Kazan Crufu

    Elektrik enerjisi retmek iin gerekli buhar, kmrn yanmasyla meydana getiren

    frnlarn tabannda toplanan kaba taneli ve yanmayan yan rnlere kmr taban kl

    ve kazan crufu denilmektedir. Kmrn yaklmasyla oluan bu yan rnlerin byk

    ksm termik santrallerden elde edilmektedir. Bir ksmda kmrle alan daha kk

    endstriyel veya geleneksel kazanlarda olumaktadr.

    3.2.2.1 Taban Kl ve Kazan Crufunun Fiziksel zellikleri

    Taban klleri, yzeyleri ok gzenekli olan keli tanelere sahiptir. Taban kl

    taneleri, ince akl ile ince kum boyutlar arasnda yer almakla birlikte, dk

    oranlarda silt ve kil boyutundaki tanelere de sahiptir. Taban kl, genellikle iyi

    derecelenmi bir malzemedir. Bununla birlikte, ayn termik santralden deiik

    zamanlarda alnm kl numunelerinin tane boyutlarnda farkllklar grlmektedir.

    Taban kl genel olarak kum boyutundadr. 4 Nolu elekten (4.75 mm) % 50 ile 90

    oranlar arasnda, 40 No'lu elekten (0.42 mm) % 10 ile 60 oranlan arasnda ve 200

    No'lu elekten (0.075 mm) %0 ile 10 oranlan arasnda taban kl geebilmektedir.Tablo 3.5de eitli yerlerdeki taban kl ve kazan crufunun tane boyutu dalmlar

    karlatrlmtr (Moulton, 1973).

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    48/128

    35

    Tablo 3.5: Taban Kl ve Kazan Crufunun Tane Boyutu Dalmlar (ArlkaOran)

    Taban Kl Numuneleri Kazan Crufu Numuneleri

    Tane

    ap

    Glasgow New

    Haven

    Moundsville Willow

    Island

    Rockdale Moundsville

    38 mm 100 99 100 100 100 100

    19 mm 100 95 100 100 100 100

    9.5 mm 100 87 73 99 100 97

    4.75 mm 90 77 52 97 99 90

    2.36 mm 80 .57 32 85 88 62

    1.18 mm 72 42 17 46 42 16

    0.60 mm 65 29 10 23 10 4

    0.30 mm 56 19 5 12 5 20.15 mm 35 15 2 6 2 1

    0.075 mm 9 4 1 4 1 0.5

    Kazan cruflar genelde uniform tane boyutuna sahiptir ve tane boyutu 5 mm ile 0.5

    mm arasnda deimektedir. Kazan cruflar przsz yzey dokusuna sahiptir. Eer

    erimi haldeki cruf frnndan dklrken iinde gazlar skrsa, cruf souduu

    zaman kabarckl veya gzenekli hale gelir. Linyit veya az bitml kmrn

    yanmasyla oluan kazan crufu, bitml kmrlerin yanmasyla oluan crufa gredaha gzeneklidir. Kazan crufu genellikle iri veya orta kum boyutundadr. Kuru taban

    klnn tane birim hacim arl kimyasal ieriine baldr. Yksek karbon

    ierii, tane birim hacim arln drmektedir. Dk tane birim hacim arla

    sahip taban kl, gzenekli veya kabarckl dokuya sahiptir. Bu malzeme, ykleme veya

    kompaksiyona maruz kalrsa bozulur (Lovell ve di., 1991). Tablo 3.6da taban kl

    ve kazan crufunun genel fiziksel zellikleri grlmektedir.

    Tablo 3.6: Taban Kl ve Kazan Crufunun Tipik Fiziksel zellikleri

    zellikleri Taban Kl Kazan Crufu

    Tane zgl arl (kN/m3) 2127 2329

    Kuru birim hacim arlk (kN/m3) 7.216 9.614.4

    Plastisite - -

    Su emme (%) 0.82.0 0.3- 1.1

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    49/128

    36

    3.2.2.2 Taban Kl ve Kazan Crufunun Kimyasal zellikleri

    Taban kl ve kazan crufu; silis, alminyum oksit, demir, dk oranda kalsiyum,

    magnezyum, slfat iermektedir. Taban kl veya kazan crufu tanelerinin

    bileimi kmr cinsine gre deimektedir. Kazan cinsinin bileim zerinde

    herhangi bir etkisi grlmemektedir. Tablo 3.7de eitli blgelerde oluan taban

    kl ve kazan crufu numunelerinin kimyasal bileimi grlmektedir. Slfat

    miktar da genellikle % l'den az oranda karmda bulunmaktadr (Moulton, 1973).

    Tablo 3.7: Taban Kl ve Kazan Crufu Numunelerinin Kimyasal Bileimleri

    Kller Taban Kl Kazan Crufu

    KmrCinsi

    BitmlAz

    BitmlLinyit Bitml Linyit

    BlgelerWest

    VirginiaOhio Texas

    WestVirginia

    NorthDakota

    SiO2 53.6 45.9 47.1 45.4 70.0 48.9 53.6 40.5

    A12O3 28.3 25.1 28.3 19.3 15.9 21.9 22.7 13.8

    Fe2O3 5.8 14.3 10.7 9.7 2.0 14.3 10.3 14.2

    CaO 0.4 1.4 0.4 15.3 6.0 1.4 1.4 22.4

    MgO 4.2 5.2 5.2 3.1 1.9 5.2 5.2 5.6

    Na2O 1.0 0.7 0.8 1.0 0.6 0.7 1.2 1.7

    K2O 0.3 0.2 0.2 - 0.1 0.1 0.1 1.1

    Linyit veya az bitml kmrlerin yanmasyla oluan taban kl veya kazan crufu,

    bitml kmrlerin yanmasyla oluan taban kl veya kazan crufuna gre

    daha yksek oranda kalsiyum ieriine sahiptir.

    Tuz ieriine ve baz durumlarda dk Ph deerlerine ramen, taban kl veya

    kazan crufu rtc zellik gsterebilir. Taban kl veya frn crufu, dolgularda

    ve duvar arkas malzemesi olarak kullanld takdirde, bu malzemeyle temas edecek

    metal yaplarn korozyon potansiyeli gz nne alnmal ve incelenmelidir.

    Taban kl veya kazan crufunun rtc zelliini tespit etmek amacyla pH, elektrik

    direnci, znebilir klorid ve slfat ieriine baklmaldr. pH deeri 5.5'i getii,

    elektrik direnci 1500 ohm-santimetreden fazla olduu, klorid ierii 200 ppm'den az

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    50/128

    37

    olduu ve znebilir slfat ierii 1000 ppm'den az olduu zaman

    malzemelerin paslandrc etkisinin olmad sylenebilir.

    3.2.2.3Taban Kl ve Kazan Crufunun Mekanik zellikleri

    Taban kl ve kazan crufunun maksimum kuru birim hacim arlk ve optimum su

    ierii, kayma dayanm ve tama gc deerleri ve geirimlilii Tablo 3.8de

    verilmitir (Lovell, 1991).

    Tablo 3.8: Taban Kl ve Kazan Crufunun Tipik Mekanik zellikleri

    zellikler Taban Kl Kazan Crufu

    Maksimum kurubirim hacim arlk

    (kN/m3 )12,1016,20 13,3016,50

    Optimum su ierii(%)

    Genellikle < 201224 aras

    820

    Kayma dayanm as()

    38 4232 45 (< 9.5 mm)

    38 4236 46 (< 9.5 mm)

    Kaliforniya tama oran(CBR) (%)

    4070 4070

    Geirimlilik katsays

    (cm/sn)

    10 - 210 - 3 10 - 210 - 3

    Taban kl ve kazan crufunun maksimum kuru birim hacim arlk deerleri, ayn tane

    boyutuna sahip geleneksel malzemelere gre % 10-25 orannda daha azdr. Taban

    klnn ve kazan crufunun optimum su ierii deerleri ise ayn tane boyutuna

    sahip geleneksel malzemelere gre daha fazladr. Taban klnn optimum su ierii

    deerinin kazan crufuna gre daha fazla olduu gzlenmektedir.

    Taban kl ve kazan crufu iin bulunan kayma dayanm alar, kum ve dier standart

    ince taneli agregalarla ayn deerlerdedir. Kaliforniya Tama Oran (CBR) deerleri,

    yksek kaliteye sahip taban malzemeleriyle yaklak deerler almaktadr. Kuru taban

    kl ve kazan crufu, ayn tane boyutuna sahip malzemelerle yaklak deerlerde

    geirimlilik katsaysna sahiptir. Geirimlilik katsays, malzemenin 200 No'lu

    elekten geen tane oranna bal olarak deiim gstermektedir.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    51/128

    38

    3.2.2.4 Kmr Taban Klnn ve Kazan Crufunun Karayollarnda Kullanm

    Her ikisi de scak bitml karmlarda ve souk asfalt karmlarnda kaplama ve

    temel tabakalarnda ince agrega yerine kullanlmaktadrlar. Baz taban klleri

    paracklar klinker gibi dk dayanm gsterirler, bu sebeple taban klleri genelde

    temel tabakalarnda kullanlrlar, kaplama tabakalarnda pek tercih edilmezler. Kazan

    crufu yzey iyiletirilmesinde ve bitml koruyucu sathi tabaka (seal-coat)

    yapmnda da kullanlr (ASTM E 1861-97).

    Bu atk malzemelerin fazla byk tanelerinin elenmesi ve dier agregalarla

    kartrlmas gereklidir. Taban klnn iinde bulunan kkrt magnetik ayrclarla

    klden uzaklatrlmaldr, nk demir slfit hacimce genileyen, stabil olmayan bir

    maddedir ve ilerleyen zamanlarda suyla karlatnda pas olumaktadr.

    Granler temel ve alt temelde ince agrega yerine kullanlabilirler. Gerekli olan

    standartlar salamalar iin dier doal agregalarla kartrlmalar gerekmektedir.

    19 mmden byk olan paracklar ezilmeli, tlmelidirler.

    Stabilize temellerde agrega olarak kl ve cruf uygun boyutlara getirerek ve nem

    kontrolleri yaplarak, ierisinde bulunan istenmeyen maddeler uzaklatrarak

    kullanlabilir.

    Taban kl karayollarnda dolgu malzemesi olarak veya istinat duvar arkas dolgu

    malzemesi olarak kullanlmaktadr.

    3.2.3 Deslfojips Atklar

    Termik santrallerde linyit kmrnn yanmas sonucu ylda yaklak 600 000 ton

    SO2 ve Slfr bileimli gazlar, atmosfere dalarak evre kirliliine ve asit

    yamurlarna sebep olmaktadr. Bu gazlarn tutulmas iin, kireta pskrtme

    yntemi kullanlan deslfrizasyon (kkrt artma) tesisleri kurulmutur. Bu

    tesislerde, kkrtl bileiklerin, baca gazlarndan uzaklatrlmas amacyla genelde

    ya schrubber, kuru schrubber ve akkan yatakta yakma yntemleri

    kullanlmaktadr. Bu ilemlerin sonucunda kimyasal jips (al) olarak da adlandrlan

    deslfojips atklar olumaktadr. Bu atklar suyla kartrlarak, konveyrlerle

    depolanacaklar yerlere tanmaktadr. Depolama sorunlar yaanmaktadr.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    52/128

    39

    Depolandklar yerlerde meydana gelecek szntlar, zeminin stabilitesini azaltacak ve

    evreyi kirletecektir. Termik santrallerde, slfr ierii %1 olan bir kmr

    yakldnda, %5den fazla deslfrizasyon als elde edilmektedir. Deslfojips

    atklarnn yllk oluum miktarlar ortalama 2,5 milyon tonun zerindedir. Bunun

    ok az ksm deerlendirilebilmektedir. Doal al yataklarnn ok olmas,

    deslfrizasyon alsnn atlmasna ve evre kirlenmesine sebep olmaktadr (zkul

    ve Koral, 1997).

    Trkiyede ilk deslfrizasyon tesisi, 1991 ylnda ayrhan Termik Santral baca

    gazlarndaki kkrtl bileikleri tutmak iin kurulmutur. Bu tesisin kkrt tutma

    verimi %98den fazladr. Saryar baraj gl yaknlarndaki bir alanda

    depolanmaktadr.

    zbayolu ve di. (1997), ayrhan termik santrali deslfojipslerini deerlendirmek

    amacyla bir alma yapmlardr. Deiik oranlarda tras, imento, kire katklaryla

    hazrlanan deslfojips atk numunelerine yaplan deneyler sonucunda, 2535 MPa

    dayanm deerleri elde edilmitir. Bu atklarn ve balayclarn kullanmyla, killi

    zemin numunelerinin stabilizasyon dayanm deerlerinin %2030 orannda artt

    gzlenmitir. Bu atklar, imento ve kire gibi balayclarla, termik santrale yakn

    olan blgelerdeki yollarn stabilizasyonunda kullanlabilirler.

    Slfr artma tesislerinde oluan ve atk materyal olarak nitelendirilen

    deslfojipslerin (dier adyla kimyasal al) bileimi, doal al ta ile ayndr ve

    CaSO4.2H2O forml ile tanmlanr. Deiik endstri kollarnda elde edilen kimyasal

    allar Tablo 3.9da verilmitir (zbayolu ve di., 1997).

    Tablo 3.9: Deiik Endstri Kollarnda Elde Edilen Allar

    Endstri Alan Kimyasal Al

    Fosforik asit retimi Fosfojips

    NaCI retimi Saltjips

    Hidroflorik asit retimi Florojips

    Titandioksit retimi Titanojips

    SO2 ve SO3 gazlarnn deslfirizasyonu Deslfojips

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    53/128

    40

    3.3 Kat Atk Yakma Tesisi Uucu Klleri

    Kat atk frnlar, kat atklarn yksek scaklklarda kontrol altnda yaklmas

    prensibiyle alr. Yandktan sonra kat atklarn bir ksm frnn alt blmesinde

    toplanan taban klne, dier ksm da uan gazla uzaklaan uucu kle dnr. Kat

    atk uucu klnn fiziksel zelliklerinin kmr uucu klne benzemesinden dolay kat

    atk uucu klnn mhendislik zelliklerinin belirlenmesi ve kullanm alanlarnn

    doru ekilde saptanmas gerekir.

    Kat atklarn yanma verimlilii, eitli yanma parametrelerine baldr. Frn

    scakl, frna pskrtlen hava miktar, trblans derecesi ve zaman nemlidir.

    Yanma verimliliini kontrol eden parametre; zaman, scaklk ve trblanstr. Katatklarn, yksek scakla ve trblansa maruz kalmas ne kadar fazla olursa, yanma

    verimlilii de o derece yksek olmaktadr. ekil 3.5de tipik bir kat atk frnn

    grlmektedir.

    ekil 3.5.: Kat Atk Frn (Poran ve Ali, 1989)

    Amerikada son 30 ylda kat atk frnlarnn kullanm olduka artm, 1985 ylnda

    150 milyon tondan fazla kat atk retilmi ve bu atklarn %710 arasndaki miktar

    yaklmtr. New Yorkehri evre Blmnn bildirisine gre New Yorkehrinde

    yaklan her bir milyonluk kat atk iin 37000 ton uucu kl retilmektedir. Kat atk

    uucu klleri byk miktarlarda retildii iin, acilen yeni kullanm sahalarna

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    54/128

    41

    ihtiya vardr. Kat atk uucu klnn kullanmyla kat atn bir ksm yok

    edilmekte hem de yol dolgular, granler temeller ve bitml kaplamalar iin pahal

    olmayan malzemeler kullanlm olmaktadr (Poran ve Ali, 1989).

    3.3.1 Kat Atk Yakma Tesisi Uucu Kllerinin Fiziksel zellikleri

    Kat atk uucu kl taneleri mikroskop altnda incelendiinde, boluklu yapya sahip

    olduuanlalmaktadr (Sherwood, 2001). Kat atk uucu kl plastik olmayan zellik

    gstermektedir. Tablo 3.10da kat atklarn yaklmasyla elde edilen kllerin fiziksel

    zellikleri verilmitir.

    Tablo 3.10: Kat

    At

    k Yakma Tesisi Klnn Fiziksel zellikleri

    zellikTaban Kl

    Taban Kl+

    Uucu KlTane zgl arl (Gs)nce (

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    55/128

    42

    kalmaktadr. Buradan, kat atk yakma tesisi uucukl karmnn homojen

    olduu sonucuna varlr.

    ekil 3.6: Gradasyon Erisi (Poran ve Ali, 1989)

    3.3.2 Kat Atk Yakma Tesisi Uucu Klnn Kimyasal zellikleri

    Kat atk uucu kllerinin yksek tuz ieriine ve metal younlamasna sahip

    olmas (kurun, kadmiyum, inko vb.), bu malzemenin agrega yerine

    kullanlmasnn evresel adan uygun olup olmayaca konusunda tartmalar da

    beraberinde getirmitir (Bond, 2000). Kat atk uucu klnde yksek younlamalarda

    kalsiyum ve dier tuzlarn bulunmas; kln, hidratasyon ve balayc reaksiyonlara,

    daha sonra meydana gelebilecek ime olayna hassas hale gelmesini salamtr.

    Kat atk uucu klnde bulunan serbest alminyum, suyla birletiinde hidrojen

    gaz olumasna sebep olabilir. Buna ek olarak, kat atk uucu klnde bulunan

    yksek tuz ieriinden dolay; kl, metal malzemelere temas ettiinde paslandrc

    etki gsterebilir. Kat atk uucu kl, Portland imentosuyla birlikte kullanld

    takdirde dayanmn zamanla artmasna yardmc olacaktr. Tablo 3.11de, kat atk

    uucu klnn kimyasal kompozisyonu gsterilmitir (Sherwood, 2001).

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    56/128

    43

    Tablo 3.11: Kat Atk Uucu Klnn Kimyasal Bileimi

    Bileimler Bulunan Yzde

    SiO2 35

    Fe2O3 26

    Al2O3 23

    CaO 6.3

    Na2O 2.5

    ZnO 1.2

    SO3 1.0

    MgO 0.7

    TiO2 0.6

    MnO 0.3

    Dier 3.2Tututurma sonras kldekalan yanmam karbon

    2.6

    zlm slfat 2.32

    Toplam slfat 0.60

    pH deeri 9.4

    3.3.3 Kat Atk Uucu Kllerinin Karayollarnda Kullanlmas

    Bitml temel tabakasnda, anma ve binder tabakalarnda da ince agrega yerine

    kullanlmaktadr. Paralama ve eleme ilemleri yaplmal, istenmeyen maddeler

    uzaklatrlmaldr. Kaplama tabakalarnda karmn ierisindeki doal agregann

    %10-25i yerine, scak bitml temel tabakalarnda ise %50si yerine bu uucu kller

    kullanlabilir.

    Avrupada son yirmi yldr kat atk tesislerinden kan uucu kller karayollarnda

    granler temel ve dolgu yapmnda deerlendirilmektedir. Bu uygulamalarda tekbana karma katlmaktadr. Uucu kl portland imentosu veya kire ile stabilize

    edilerek stabilize temellerde de kullanlabilir.

    3.4 Yksek Frn & elikhane Cruflar

    Cruf, metal filizlerinin frnlarda artlmas ileminden elde edilen bir endstriyel

    atk malzemesidir. Yksek frn ierisine yakt olarak kok konulup, demir cevherine

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    57/128

    44

    kire ta veya dolomit ilavesiyle ham demir retilmektedir. Bu retim srasnda

    oluan maden d yan rn yksek frn crufudur.

    Bazik oksijen frnlarna ham demirle beraber kire tann, oksijenin ve elik

    krntsnn ilavesiyle de elik retilmektedir. Bu retim srasnda oluan ergimi

    crufun soutulmasyla oluan atk malzeme de elik crufudur. ekil 3.7de demir

    elik fabrikalarnda yan rn olarak oluan cruflarn diyagram verilmitir.

    ekil 3.7: Yksek Frn ve elikhane Cruflarnn Oluum Diyagram

    Bunlarn dnda elektrik ark frn crufu ve ikincil metalrji cruflar da ortaya

    kmaktadr.

    Cruflar, yol kaplamalarnda, demiryolu balastlarnda, imento sanayinde, beton

    agregasnda, topran fiziksel zelliklerini iyiletirmekte, yaltmda cruf yn

    olarak kullanlmaktadrlar.

  • 8/3/2019 Endustriyel Atik Malzemelerin Karayollarinda Kullanimi Utilization of Industrial Waste Materials in Highway Constructi

    58/128

    45

    3.4.1 CruflarnFiziksel zellikleri

    Yksek frn cruflar soutulma yntemlerine gre drt gruba ayrlrlar.

    Hava Soutmal

    Yksek F

    r

    n Crufu: Yksek f

    r

    ndan

    kan s

    v

    crufunukurlara dklp, uygun koullar altnda soutulmasyla elde edilir. Kristal

    yapda, sert, byk ktleler biiminde sertleir; daha kk paralar elde

    edebilmek iin de krma ve eleme ilemleri yaplmaktadr. Havada

    soutulmu yksek frn crufunun krl p, elenmesiyle przl yzeyli

    malzeme elde edilir. Bylece malzeme yksek adezyon ve srtnme

    zelliklerine sahip olmaktadr. Ayrca su emme yzdesi ve dona kar direnci

    de yksektir.

    Genlemi (Kpklendirilmi) Cruf: Yksek frndan kan dkme crufunukura boaltl p, kontroll miktarlarda su, hava ve buhar ilaveler