EAF Çelik İzabe Cürufunun Karayolu İnşaatında Dolgu, Temel ve Alttemel Malzemesi Olarak Kullanımı

Ebat: px

Şu sayfadan göstermeyi başlat:

Download "EAF Çelik İzabe Cürufunun Karayolu İnşaatında Dolgu, Temel ve Alttemel Malzemesi Olarak Kullanımı"

Canan Karaduman
8 yıl önce
İzleme sayısı:

1 + EAF Çelik İzabe Cürufunun Karayolu İnşaatında Dolgu, Temel ve Alttemel Malzemesi Olarak Kullanımı Prof. Dr. Attila Dikbaş İnş. Yük. Müh. Fatih Yonar

2 + Projenin Başlangıcı İskenderun Bölgesi nde Endüstriyel Simbiyoz Projesi ne yönelik olarak İTÜ Akademik Firması TechnoBee Proje ve Teknoloji Geliştirme Ltd. Şti. / İTÜ Proje Yönetim Merkezi ile TTGV arasında tarihinde "EAF Cürufunun bölgede karayolu inşaatında değerlendirilmesi" için bir Ar- Ge Sözleşmesi yapılmıştır tarihinde İskenderun Körfezi bölgesinde elektrik ark fırını ile çelik üretimi yapan Ekinciler Demir ve Çelik Sanayi A. Ş., TTGV ve TechnoBee Akademik Firması / İTÜ Proje Yönetim Merkezi nin ortak kararı ile proje kapsamında laboratuvar çalışmalarında örneklem olarak kullanılacak cüruf malzemesini temin edecek firma olarak belirlenmiştir tarihinde TTGV ve TechnoBee Akademik Firması / İTÜ Proje Yönetim Merkezi nden birer heyet Ekinciler İskenderun Tesisi'ni ziyaret etmiş, üretime yönelik bilgiler ve cüruf numuneleri alınmıştır.

2013 tarihinde İskenderun Körfezi bölgesinde elektrik ark fırını ile çelik üretimi yapan Ekinciler Demir ve Çelik Sanayi A. Ş.

3 + AMAÇ Bu çalışmanın temel amacı; elektrik ark ocaklı çelik tesislerinde yan ürün olarak ortaya çıkan çelik cürufunun (bundan sonra EAF cürufu olarak anılacaktır) yol inş aatında değerlendirilmesine yönelik incelemelerin yapılması, avantajlarının belirlenmesidir.

sonra EAF cürufu olarak anılacaktır) yol inş aatında

4 + Ülkemizde Mevcut Durum 2012 yılı istatistiklerine göre Türkiye de 35 milyon tondan fazla çelik üretilmiştir. Bu değer ile ülkemiz dünyanın en büyük 9. çelik üreticisidir. Belirtilen üretimin 1/4 kadarı birincil kaynaklardan olan demir cevherinden (yüksek fırın ve bazik oksijen fırını(bof)) diğer bölümü ise hurda olarak adlandırılan başlıca bileşeni demir olan, kullanılma ömürlerinin sonuna gelinmiş malzemeler ve sektörde üretim esnasında oluşan yan ürünlerin değerlendirilmesiyle (elektrik ark fırını) elde edilmektedir. Ülkemizde yıllık üretim kapasitesi tonun üzerinde olan 26 EAF ve 3 entegre tesis mevcuttur.

Belirtilen üretimin 1/4 kadarı birincil kaynaklardan olan demir cevherinden (yüksek fırın ve bazik oksijen fırını(bof)) diğer bölümü ise hurda olarak

5 + Ülkemizde Mevcut Durum Ülkemizde şu ana kadar demir-çelik üretiminden elde edilen cürufun büyük kısmının atıl durumda saklama alanlarında bekletildiği ve her yıl 3 milyon tondan fazla EAF cürufunun bu atıl yığına eklendiği bilinmektedir.

saklama alanlarında bekletildiği ve her yıl 3 milyon tondan

6 + Cürufun Kullanım Alanları Kullanım Alanları: ABD Avustralya Almanya Japonya Karayolu İnşaatı Çimento / Beton İçsel Geri Dönüşüm İçsel Depolama 4 Gübre / Toprak 5 11 Dolgu / Hidrolik Yapılar Nihai Depolama 17 2 Diğer

22 5 İçsel Geri Dönüşüm 12 14 İçsel Depolama 4 Gübre / Toprak 5

7 + Proje Kapsamı İskenderun Körfezinde Endüstriyel Simbiyoz Projesi kapsamında Ekinciler Demir ve Çelik Sanayi A. Ş. den alınan cüruf numuneleri üzerinde Karayolları Teknik Şartnamesi 2006 da tanımlanan, granüler tabakalar ve bağlayıcılı tabakalarda kullanılabilecek agregaya ilişkin deneyler gerçekleştirilmiş, önerilen tane boyutu dağılımlarına göre model karışımlar hazırlanmış ve taşıma gücü oranları belirlenmiştir.

den alınan cüruf numuneleri üzerinde Karayolları Teknik Şartnamesi 2006 da tanımlanan, granüler

8 + Detaylar Yapılan literatür araştırmalarında; CaO ve MgO içeriğinin cüruf ile imal edilmiş granüler ve bağlayıcılı tabakaların genleşmesine yol açtığı, yaşlandırma işleminden sonra kullanılmasının uygun olduğu belirtilmiştir. Bu bilgiler kapsamında 2 yıllık bekleme süresini geçmiş numuneler tercih edilmiştir. Başlangıç çalışması olarak doğrudan kullanım hedeflenmiş, alınan numuneler hiçbir fiziksel işlemden (konkasör ile boyutlandırma) geçirilmemiştir.

belirtilmiştir. Bu bilgiler kapsamında 2 yıllık bekleme süresini geçmiş numuneler tercih edilmiştir.

9 + Teknik Fizibilite Analizi EAF cürufunun karayolu inşaatında yapay agrega olarak kullanımına ilişkin Karayolları Teknik Şartnamesi 2006 daki deneyler dikkate alınmıştır. Bu kapsamda malzemenin; dolgu, alttemel, granüler temel, bitümlü temel, aşınma ve binder tabakalarında kullanımı irdelenmiştir.

10 + Teknik Fizibilite Analizi EAF cürufu, dolgu, alttemel ve granüler temel malzemesi için Karayolları Teknik Şartnamesi 2006 da yer alan koşulları sağlamaktadır. Yapılan sıkışma ve taşıma gücü oranı (Proctor ve CBR) deneylerinde, taşıma gücünde doğal agrega ile yapılan kontrol karışımına nazaran ortalama %95 lik bir artış gözlemlenmiştir. Şartnameden ayrı olarak ASTM D-4792 kapsamında cürufun potansiyel genleşmesi incelenmiş ve yapılan deneylerde herhangi bir genleşme gözlemlenmemiştir.

Yapılan sıkışma ve taşıma gücü oranı (Proctor ve CBR) deneylerinde, taşıma gücünde doğal agrega ile yapılan kontrol

11 + Teknik Fizibilite Analizi Cürufun gözenekli yapısı nedeniyle su absorbsiyonu, doğal agregaya oranla yüksektir. Ekonomik nedenlerden su absorbsiyonu yüksek olan agregaların bağlayıcılı tabakalarda kullanılması tavsiye edilmemektedir. Cüruf iyi kenetlenebilen, dayanıklı bir malzeme olması ve %13 oranında daha yüksek sürtünme katsayısı sağlaması Skid nedeniyle resistance performans measurements deneyleri yapılarak bağlayıcılı September 2008 versus March 2009 tabakalarda kullanımı daha detaylı olarak incelenecektir. Test field on motorway A1 - Two measurements - Skid resistance at 80 km/h SR (S,T) SR(V,T)_Sep'08 SR(V,T)_Mar'09 Steel slag Crushed stone Chainage (m)

Cüruf iyi kenetlenebilen, dayanıklı bir malzeme olması ve %13 oranında daha yüksek sürtünme katsayısı sağlaması Skid nedeniyle resistance performans measurements deneyleri yapılarak

12 + Ekonomik Fizibilite Analizi Kaynak ve enerji maliyetlerindeki tasarruf dikkate alındığında; malzemenin soğutma prosesinde granüler hale gelmesi ve doğal taş ocağındaki bir takım maliyet kalemlerinin ortadan kalkması ile cürufun piyasaya sunulmak amacıyla düzenlenme maliyetinin, doğal agrega üretim maliyetinden %30 oranında düşük olduğu belirlenmiştir. Halihazırda cürufun stoklanması için m 2 'lik bir alana ihtiyaç duyulurken, cürufun stabilizasyonu için ilk 5,5 senelik süreçte m 2 'lik, üretimin aynı kalması durumunda belirtilen süre sonunda 7.500m 2 'lik bir stok sahasına ihtiyaç duyulacaktır.

maliyetinden %30 oranında düşük olduğu belirlenmiştir. Halihazırda cürufun stoklanması için 42.

13 + Ekonomik Fizibilite Analizi Üretim maliyeti ile nakliye maliyeti kıyaslandığında cürufun 37 km'ye kadar taşınmasının doğal agregaya oranla daha ekonomik olduğu belirlenmiştir. 80,00 TL 70,00 TL 60,00 TL Bedel 50,00 TL 40,00 TL 30,00 TL 20,00 TL Doğal Agrega Cüruf 10,00 TL 0,00 TL Taşıma Mesafesi (km)

14 + Çevresel Fizibilite Analizi Cürufun çevresel etkilerinin incelenmesi kapsamında gerekli eluat testleri gerçekleştirilmiş ve uluslararası çalışmalar irdelenmiştir. Deneysel çalışmalarda söz konusu cürufun, kimyasal veya biyolojik olarak önemli derecede herhangi bir değişime uğramayan, çözünmeyen, yanmayan, fiziksel veya kimyasal olarak reaksiyona girmeyen, biyolojik bozunmaya uğramayan veya temas ettiği maddeleri çevreye veya insan hayatına zarar verecek şekilde etkilemeyen ve toplam sızıntı kabiliyeti ve ekotoksisitesi önemsiz miktarda olan, özellikle yüzeysel su ve yeraltı suyu kirliliği tehlikesi yaratmayan inert atık olduğu belirlenmiştir.

Deneysel çalışmalarda söz konusu cürufun, kimyasal veya biyolojik olarak önemli derecede herhangi bir değişime uğramayan, çözünmeyen, yanmayan, fiziksel veya

15 + Sonuçlar EAF çelik izabe cürufunun karayolu inşaatında yapay agrega olarak kullanılması ile: n Yol üstyapılarının performansı olumlu yönde geliştirilebilecek, Yüksek stabilite, n Yüksek taşıma kabiliyeti, n Düşük deformasyon, Comparison Comparison between between microtextures microtextures n Yüksek kayma-sürtünme katsayısı n The The microtexture microtexture ofof

Yüksek taşıma kabiliyeti, n Düşük deformasyon, Comparison Comparison between between

16 + Sonuçlar Ekonomik yarar sağlanacak, Performansa olan katkısı ile daha uzun ömürlü üstyapı inşaatı sağlanacak, Madenciliğ e oranla düş ük maliyetli agrega kullanılabilecek, EAF tesislerinin cüruf bertaraf maliyetleri düşürülebilecektir.

Madenciliğ e oranla düş ük maliyetli agrega

17 + Sonuçlar n Çevreye olan etki indirgenebilecek, Cüruf stok sahası alanlarının azaltılması, n Taş ocaklarından kaynaklanan görsel kirlilik, gürültü kirliliği, patlatmadan kaynaklanan titreşimlerin doğaya olumsuz etkisi ve tozlaşmanın bir miktar önüne geçilebilecektir. n n Doğal kaynakların belirli oranda korunumu sağlanacaktır.

patlatmadan kaynaklanan titreşimlerin doğaya olumsuz etkisi ve tozlaşmanın bir

18 + İlginiz için teşekkürler

19 + Kaynaklar Application of Steel Slag Agrregate in Road Construction, Ana Mladenovic, Darko Kokot, Zvonko Cotic, Loris Bianco, Safwat Said Elektrik Ark Fırınlı Çelik Tesislerinde Üretilen Çelik Cürufunun Dolgu, Temel, ve Alttemel Olarak Kullanımına İlişkin Teknik Rapor, TechnoBee Ltd. Şti., İTÜ Malzeme UYGAR Merkez Müdürlüğü Alataş, T., Somunkıran, E. T., & Ahmedzade, P. (2006). Ereğli Demir Çelik Fabrikası Cürufunun Asfalt Betonunda Agrega Olarak Kullanılması. Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Der., Euroslag. (2010). Use of Slags in Europe. Haziran 2011 tarihinde Euroslag: pages/use.html adresinden alındı KGM. (2006). Karayolları Teknik Şartnamesi. Ankara: Karayolları Genel Müdürlüğü. Pasetto, M., & Baldo, N. (2011). Construction and Building Materials. pp Sofilic, T., Mladenovic, A., & Sofilic, U. (2010). Characterization Of The Eaf Steel Slag As Aggregate For Use In Road Construction. Sisak, Crotia. Yılmaz, A., & Sütaş, İ. (2008). Ferrokrom Cürufunun Yol Temel Malzemesi Olarak Kullanımı. İMO Teknik Dergi, TOBB, Türkiye İnşaat Malzemeleri Sektör Görünüm Raporu 2011, Deolitte Türkiye 6. Ulusal Kırmataş Sempozyumu Sonuç Bildirgesi, TMMOB, Maden Müh. Odası, Sivas, 7 Ekim 2011 T. C. Çevre ve Orman Bakanlığı, Çevre Yönetimi Genel Müdürlüğü, B.18.0.ÇYG /19363 sayılı yazısı, Aggregates Case Study, Final Report, Vienna, March 2008

Ereğli Demir Çelik Fabrikası Cürufunun Asfalt Betonunda Agrega Olarak Kullanılması. Fırat Üniv. Fen ve Müh. Bil. Der., 225-234. Euroslag. (2010). Use of Slags in Europe.

20 + Kaynaklar EAF İle Çelik Üretiminde Oluşan Curufların Değerlendirilme Olanakları, Ülkemizde Ve Dünyada Mevcut Durumun Analizi, İstanbul Teknik Üniversitesi Technobee Proje Ve Teknoloji Geliştirme, İstanbul, Temmuz 2011 Cüruftan Demir-Çelik Üretimi, Prof. Dr. Mustafa Öztürk, TBMM Çevre Komisyonu Başkan Vekili Defining of EAF steel slag application possibilities in asphalt mixture production, Tahir Sofilic, Ana Mladenovic, Una Sofilic Experimental evaluation of high performance base course and road base asphalt concrete with electric arc furnace steel slags, Marco Pasetto, Nicola Baldo Mix design and performance analysis of asphalt concretes with electric arc furnace slag, Marco Pasetto, Nicola Baldo Performance comparative analysis of stone mastic asphalts with electric arc furnace steel slag: a laboratory evaluation, Marco Pasetto, Nicola Baldo Skid resistance performance of asphalt wearing courses with electric arc furnace slag aggregates, Fotini Kehagia

Mustafa Öztürk, TBMM Çevre Komisyonu Başkan Vekili Defining of EAF steel slag application possibilities in asphalt mixture production, Tahir Sofilic, Ana Mladenovic, Una Sofilic Experimental

Benzer belgeler

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI 1.GİRİŞ Mermer üretiminde ülkemiz dünyada önemli bir yere sahiptir. Mermer ocak işletmeciliği ve işleme