Kendi kendini temizleyen endüstriyel atıklı betonlar

Abstract

Doğal veya antropojenik (insanların neden olduğu) kirletici kaynaklar sebebi ile üzerine gelen organik bileşikleri, yapısında bulunan fotokatalizör ile parçalayan betonlar kendi kendini temizleyen betonlar olarak adlandırılmaktadır. Bu çalışmada kendi kendini temizleyen endüstriyel atıklı betonların mekanik ve fiziksel özellikleri incelenmiştir. Betonlarda endüstriyel atık olarak; uçucu kül, yüksek fırın cürufu ve sepiyolit malzemeleri kullanılmıştır. Fotokatalizör malzeme olarak ise titanyum dioksit (TiO2) kullanılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarla en iyi mekanik ve kendi kendini temizleme performansı gösteren atık ve TiO2 oranlarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Deneylerde, kullanılan çimento miktarının % 0, % 10, % 20 ve % 30 oranında çimento yerine ikame edecek olan endüstriyel atıklar ve çimento miktarının % 0, % 1, % 3, % 5 oranında TiO2 kullanılarak 15×15×15 cm boyutlarında küp numuneler üretilmiştir. Taze beton deneyi olarak çökme (slump) deneyi yapılmıştır. Ardından numuneler 28 gün standart kür ortamında bekletilmiştir. Sertleşmiş beton özelliklerinin belirlenmesi için birim ağırlık, ultrases geçiş hızı ve basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. Ayrıca numunelerin dinamik elastisite modülleri de hesaplanmıştır. Kendi kendini temizleme deneyleri olarak da İtalyan UNI 11259 standart’ında belirtilen Rhodamine-B deneyi ve ek olarak da Phenantroquinone deneyi yapılmıştır. Bazı numunelerde XRF deneyi yapılarak numunelerin kimyasal analizi yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre kendi kendini temizleyen endüstriyel atıklı betonlar’da endüstriyel atık miktarının artması genel olarak basınç dayanımını düşürürken, kendi kendini temizleme özelliğine olumlu veya olumsuz bir etkisi görülmemiştir. Endüstriyel atıkların kullanılmasının ekonomik ve çevresel faydaları göz önüne alındığında kendi kendini temizleyen betonlarda % 10’a kadar olan kullanımın yararlı olacağı düşünülmektedir. Deneyler sonucunda 28 günde maksimum % 76,06 gibi bir renk açılma yüzdesinin yakalandığı kendi kendini temizleyen betonlarda en iyi fotokataliz performansını % 5 oranında TiO2 içeren betonlar vermiştir.

Concrete decomposing the organic compounds on because of natural or anthropogenic (due to human being) contaminating sources with photocatalysis existing in its structure is called self-cleaning concrete. In this study, the self-cleaning concrete with industrial waste has been searched from the point of mechanic and physical characteristics. Fly ash, blast furnace slag and sepiolite materials has been used as industrial waste in concrete. Titanium dioxide (TiO2) has been used as photocatalysis material. Waste showing the best mechanic and self-cleaning performance and (TiO2) values have been aimed in experimental studies. 0 %, 10 %, 20 % and 30 % industrial wastes instead of concrete and 0 %, 1 %, 3 %, 5 % TiO2 out of the whole concrete used in the tests have been used and cube samples with the dimensions of 15×15×15 cm have been made. Slump test has been made as fresh concrete test. Then the samples vave been made to stay in standard cure enviroment for 28 days. Unit weight test, ultrasonic pulse velocity test and compressive strength test have been performed to find out the hardened concrete properties. Besides this, dynamic modulus of elasticity of the samples have been calculated. Rhodamine-B test in Italian UNI 11259 standard and additional Phenantroquinone test have been performed as self-cleaning test. XRF test also has been made on some of the samples for the chemical analysis. Test results show that supersizing the industrial waste in the self cleaning concrete with industrial waste generally decreases the compressive strength but has not affected the self cleaning property positive or negative. Regarding the usage of industrial wastes from the point of economic and environmental benefits, the % 10 use of the self cleaning concrete is considered to be useful. The best photocatalysis performance has showed in the concrete having TiO2 among the self cleaning concretes after the 28-day waiting period with maximum 76,06 % colour brightening value.