Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Akdeniz Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ARZU ÇAKMAK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Hacer Mutlu Danacı
Eş Danışman: Salih Taner Yıldırım
Özet:
Enerji üretiminden kaynaklanan taban külü ve günlük hayatta yaygın olarak kullanılan polietilen tereftalat (PET) atıkları, çevre ve canlı sağlığı için endişe verici sorunlar oluşturmaktadır. Bu atıkların etkili bir şekilde yönetilmemesi durumunda, atık hacimlerinde önemli ölçüde bir artışın kaçınılmaz olduğu görülmektedir. Tez çalışması kapsamında, PET ve taban külü atıklarının doğada ayrışma sürelerinin uzunluğu ile hafif ve yüksek ısı yalıtımı gibi fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenerek, inşaat sektöründe hafif yapı malzemesi kompozit harç karışımı oluşturma potansiyeli araştırılmıştır. Çalışmada, geliştirilen kompozit harç karışımında PET, taban külü atıkları, pomza agregası, çimento ve su kullanılmıştır. Bu kompozit harç ile inşaat sektöründe kullanılan yapı bloğu ürününün prototipi üretilerek, mevcut yapı bloğu standartlarına uygunluğu incelenmiştir. Tez çalışmasında, çimento esaslı kompozit malzeme geliştirme sürecinde kullanılan hammadde özellikleri ve yapı malzemesi geliştirme yöntemleri hakkında literatür araştırması yapılarak ön deneyler gerçekleştirilmiştir. Bu ön deney sonuçları doğrultusunda çimento, pomza/taban külü ve PET parametreleri ile farklı seviyeler kullanılarak Taguchi tasarımıyla dokuz tip kompozit harç karışımı formülasyonu elde edilmiştir. Elde edilen bu deney tasarımı ile çimento oranı (250, 275, 300 kg/m3), pomza-taban külü değişim oranı (%30-70, %40-60, %50-50) ve PET agrega yüzdesi (%0.04, %0.07, %0.1) olmak üzere üç farklı parametre ve üç seviyede dokuz tip kompozit harç karışımı hazırlanmıştır. Özel yapı bloğu baskı makinesi kullanılarak üretilen dokuz farklı tipteki numune üzerinde basınç dayanımı, kuru birim ağırlık, su emme, boşluk oranı, kılcallık, ısıl iletkenlik, yüksek sıcaklık ve ses iletim testleri yapılmıştır. Aynı zamanda, numunelere maliyet ve CO2 eşdeğer emisyon analizleri de yapılmıştır. Numunelerin performans özellikleri istatistiksel olarak değerlendirilmiş. Optimum kompozit harç karışım formülünün 3. tip numune bileşimini oluşturan çimento 250 kg/cm3, pomza/taban külü oranı %50-%50, PET agrega % 0.1 oranı olduğu belirlenmiştir. Optimizasyon değerlerinin deney tasarımı içindeki dokuz tip numuneden biri olması nedeniyle doğrulama deneysel çalışmaları gerçekleştirilmemiştir. Taguchi tasarımı sonrası optimizasyon tasarımı olarak kabul edilen tip üç formülasyon değerleri ile ticari prototip üretimleri gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen kompozit harç formülasyonunun, inşaat sektöründe yapı bloğu olarak sıklıkla kullanılan tuğla, gaz beton ve bims bloklarına muadil olarak kullanılma potansiyelleri test ve analiz sonuçlarıyla değerlendirilmiştir. Üretilen yapı bloğu prototipinin, hafif beton sınıfına giren ağırlığa sahip, basınç dayanımı olarak bölücü duvar yapı bloklarına göre çok yüksek değerde, ısı iletkenlik, su emme, yüksek sıcaklık dayanım ve ağırlık kaybı değerlerinin ise mevcut yapı bloklarının standartları aralığında olduğu tespit edilmiştir. Aynı zamanda maliyet ve CO2 eşdeğer emisyonları bakımından avantajlı bir ürün olduğu gözlemlenmiştir. Tez çalışması kapsamında, literatürde paylaşılan bilgilerin, PET ve taban külü atıklarının inşaat sektöründe ham madde olarak kullanılmasına, atık yönetimine ve döngüsel ekonomiye katkı sağlayacağı, yeni atık kaynaklarının keşfine, kompozit harç formülasyonlarının geliştirilmesine ve inşaat sektörüne yönelik yeni ürünlerin araştırma ve geliştirme çalışmalarına olanak tanıyacağı düşünülmektedir.