ATIK SU ARITMA FİLTRE KEKİNİN ÇİMENTODA KULLANIMI



Benzer belgeler
ATIK SU ARITMA FİLTRE KEKİNİN ÇİMENTODA KULLANIMI

İÇME SUYU ARITMA TESİSİ ALÜM ÇAMURUNUN PUZOLANİK MALZEME OLARAK KULLANIMI ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

TANE İNCELİĞİNİN TRASLI ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

FARKLI İNCELİKLERDEKİ TRAS VE UÇUCU KÜLÜN ÇİMENTO DAYANIMLARINA ETKİSİ

Türkiye Hazır Beton Birliği İktisadi İşletmesi Deney / Kalibrasyon Laboratuvarı. Deney Listesi

Donma-Çözülmenin Farklı Kür Görmüş Kendiliğinden Yerleşen Betonlar Üzerindeki Etkisi

ISIDAÇ 40. refrakter. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

SODA KATI ATIĞININ ÇİMENTODA KULLANILABİLİRLİĞİ

ISIDAÇ 40. karo. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

ISIDAÇ 40. yapı kimyasalları. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

2/27/2018. Erken dayanım sınıfı N: Normal R: Hızlı gün norm basınç dayanımı (N/mm 2 )

FARKLI BAĞLAYICILARIN KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU ESASLI HARÇLAR ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi ÇİMENTO KALİTE KONTROL PARAMETRELERİ VE BETON ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

CACSAND. yüksek performanslı kalsiyum alüminat agregası. Yüksek dayanıklılık gerektiren uygulamalarınız için özel bir agrega!

Beton Melike Sucu ZEMİN BETONLARINDA KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU KULLANIMI. Nisan, 17

ÇİMENTO ve -Çimento Türleri-

3/20/2018. Puzolan malzemelerin sınıflandırılması:

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

Prefabrik Beton İmalatında Buhar Kürü. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

SİGMA BETON FAALİYETLERİ. Engin DEMİR Şirket Müdür Yardımcısı

SÜLFONE POLİAMİN BİLEŞİKLERİNİN BETON PERFORMANSINA ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

TEKSTİL FABRİKASI ATIK KÜLÜ VE BAZALTİK POMZA KATKILI TUĞLALARIN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ

Hazırlayan: İnş.Yük.Müh. Yasin Engin

YÜKSEK FIRIN CURUFU KATKISININ ÇİMENTOYA ETKİSİ

İki Farklı Kendiliğinden Yayılan Şap Kinetiği PÇ Baskın & KAÇ Baskın- Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

UÇUCU KÜLLÜ BETONLARIN DONMA-ÇÖZÜLME ETKİSİNDE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Necdet Sezer Kampüsü Gazlıgöl Yolu Afyon,

SODA SANAYİ A.Ş. NİN ENDÜSTRİYEL SİMBİYOZ ÇALIŞMALARI

Elazığ Ferrokrom Cürufunun Betonun Basınç Dayanımı ve Çarpma Enerjisi Üzerine Etkisi

KATI ATIKLARDAN ENERJİ ELDE EDİLMESİ

Uçucu Külün Silindir ile Sıkıştırılmış Betonun Basınç Dayanımına Etkisi

ASC (ANDALUZİT, SİLİSYUM KARBÜR) VE AZS (ANDALUZİT, ZİRKON, SİLİSYUM KARBÜR) MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

MTA GENEL MÜDÜRLÜĞÜ NE AİT İLK PATENT ÇİMENTOSUZ HAFİF YAPI MALZEMESİ ÜRETİM YÖNTEMİ

TEHLİKELİ ATIK ÖN İŞLEM TESİSLERİ

SÜPER BEYAZ. karo. Yüksek performanslı beyaz çimento!

MART MARCH ÇİMENTO SANAYİ ATIKSU ARITMA ÇAMURUNUN TUĞLA ÜRETİMİNDE KULLANIMININ ARAŞTIRILMASI

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

2. MİKRO İNCELEME ( PETROGRAFİK-POLARİZAN MİKROSKOP İNCELEMESİ)

Yapı Malzemeleri BÖLÜM 5. Agregalar II

beton karışım hesabı

Çimento AraĢtırma ve Uygulama Merkezi. Mineral Katkılar- Uçucu Kül

Volkanik Cüruf Agregaların Yapı Sektöründe Kullanımı. S. Demirdağ, L. Gündüz & S. Saraç

ÇIMENTO VE AGREGALAR KULLANILARAK MATEMATİKSEL MODELLENMESİ. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

TİNKAL KONSANTRATÖR ATIĞI İÇEREN ÇİMENTOYA BAZI POLİMER VE ALKALİ TUZLARIN ETKİSİ

Mermer Tozu Katkılı Kendiliğinden Yerleşen Betonların Taze ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

Maksimum Agrega Tane Boyutu, Karot Narinliği ve Karot Çapının Beton Basınç Dayanımına Etkisi GİRİŞ

BORAKS ÜRETİMİNDE ORTAYA ÇIKAN ATIK MALZEMENİN ÇİMENTODA DEĞERLENDİRİLMESİ

SÜPER BEYAZ. yapı kimyasalları. Yüksek performanslı beyaz çimento!

Kalsiyum Sülfat Miktarı ve Çeşidinin Kalsiyum Alüminat Çimento Bazlı Kendiliğinden Yayılan Şaplara Etkileri

METİLEN MAVİSİ DEĞERİ YÜKSEK AGREGALAR VE FARKLI ÖZELLİKTEKİ KİMYASAL KATKILARLA YAPILAN BETON ÇALIŞMALARI

Çimento Fazları ve Etkileri

TUĞLA UNUNUN ÇİMENTO MUKAVEMETİNE ETKİSİ EFFECTS OF BRICK DUST ON CEMENT STRENGTH

KENDİLİĞİNDEN YERLEŞEN BETON ÖZELLİKLERİNE ATIK MERMER TOZUNUN ETKİSİ

TEKSTİL VE METAL SANAYİ ARITMA ÇAMURLARININ SUSUZLAŞTIRMA İŞLEMLERİNİN İNCELENMESİ

PETROKİMYA KOMPLEKSİ ARITMA ÇAMURLARININ EKSTRAKSİYONU

Büro : Bölüm Sekreterliği Adana, 22 / 04 /2014 Sayı : /

SIRLI YER VE DUVAR KAROSU ATIKLARININ ÇİMENTO SANAYİNDE KATKI MADDESİ OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ ÖZET

EKOBEYAZ. karo. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

YAPI MALZEMESİ YAPI MALZEMESİNE GİRİŞ

EKOBEYAZ. yapı kimyasalları. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

Gaz arıtımı sonucu oluşan ve tehlikeli maddeler içeren çamurlar ve filtre kekleri dışındaki gaz arıtımı sonucu oluşan çamurlar

Portland Çimentosu ve Kalsiyum Alüminat Çimentosu Mineral Fazlarının Yapı Kimyasalı Ürünlerinin Performansına Etkileri. Eylül,2017 İstanbul

YAPILARIN ZATİ YÜKÜNÜN AZALTILMASI İÇİN DİYATOMİTLE ÜRETİLEN HAFİF BLOK ELEMANLARIN ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Tayfun UYGUNOĞLU 1, Osman ÜNAL 1

5/3/2017. Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

STOK SİLOSU. %80 Nemli Arıtma Çamuru Havuzu. Kurutulmuş Çamur Siloları. %80 Nemli Arıtma Çamuru Paçallama Mixeri PAÇALLAMA MİXERİ

SÜPER BEYAZ. prekast. Yüksek performanslı beyaz çimento!

AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ DÖNER SERMAYE GELİR GETİRİCİ FAALİYET CETVELİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ

Doğal ve Endüstriyel Mineral Katkılar İçeren Betonların Tasarımı, Mekanik Özelikleri ve Dürabilitesi

ÇELİK LİFLERİN TAZE BETON ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ EFFECT OF STEEL FIBERS ON FRESH CONCRETE PROPERTIES

SOĞUK HAVA KOŞULLARINDA BETON ÜRETİMİ VE UYGULAMASI

Akreditasyon Sertifikası Eki. (Sayfa 1/8) Akreditasyon Kapsamı

UÇUCU KÜL KATKI MĠKTARININ BETON ĠġLENEBĠLĠRLĠĞĠ VE SERTLEġME SÜRELERĠNE OLAN ETKĠSĠ

POLİPROPİLEN LİF KATKILI YARI HAFİF BETONLARIN BASINÇ DAYANIMI ÖZELLİKLERİ

EKOBEYAZ. prekast. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

YAPI MALZEMESİ OLARAK BETON

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

ALKALİ AKTİVE EDİLMİŞ YÜKSEK FIRIN CÜRUFLU HARÇLARDA ASİT ETKİSİ. İlker Bekir TOPÇU & Mehmet CANBAZ *

Üçlü Sistemlerde Sitrik Asit ve Laktik Asit Katkılarının Basınç ve Eğilme Dayanımına Etkisi

Cam Elyaf Katkılı Betonların Yarmada Çekme Dayanımlarının Yapay Sinir Ağları İle Tahmini

ANALİZ LİSTESİ. 150*150*150 ebatlarında 7 veya 28 Günlük Kürü Tamamlanmış Küp Beton Numune

GERİ DÖNÜŞÜM AGREGASININ BETON ÜRETİMİNDE KULLANILABİLİRLİĞİ VE SÜRDÜRÜLEBİLİRLİK AÇISINDAN DEĞERLENİRİLMESİ

ESKİŞEHİR KENT MERKEZİ YANMA KAYNAKLI EMİSYON ENVANTERİ ÇALIŞMASI

GENLEŞTİRİLMİŞ KİL AGREGASI ÜRETİMİ EXPANDED CLAY AGGREGATE PRODUCTION

SODYUM SÜLFAT İLE AKTİFLEŞTİRİLEN UÇUCU KÜL KATKILI HARÇLARIN ÖZELLİKLERİ

Tuğla Kırıklarının Tuğla Üretiminde Kullanımı

Iğdır İlinin Hayvansal Atık Kaynaklı Biyogaz Potansiyeli. Biogas Potential from Animal Waste of Iğdır Province

ADANA BİLİM VE TEKNOLOJİ ÜNİVERSİTESİ MADEN VE CEVHER HAZIRLAMA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MİNERAL KARAKTERİZASYONU LABORATUVARI CİHAZ KATALOĞU

SOĞUK HAVA KOŞULLARINDA BETON ÜRETİMİ VE UYGULAMASI

BETONDA NİTELİK SERTLEŞME DENEYLERİ MUKAVEMET SONUÇLARININ KARŞILAŞTIRILMASI

ATIK KAĞIT LİFLERİNİN İNŞAAT SIVA MALZEMESİNE DÖNÜŞTÜRÜLMESİ VE KARAKTERİZASYONU

Buhar Kürü Uygulamasında Beton Özeliklerini Etkileyen Faktörlerden Bekleme Süresi nin Önemi

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

YAPI MALZEMESİ AGREGALAR

DÜŞÜK MUKAVEMETLĐ ATIK BETONLARIN BETON AGREGASI OLARAK KULLANILABĐLĐRLĐĞĐ

Üçlü Sistemler - 1 Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Verilenler: a) TS EN standardından XF1 sınıfı donma-çözülme ve XA3 sınıfı zararlı kimyasallar etkisi için belirlenen kriterler:

ISIDAÇ 40 Esaslı Yüksek Performanslı Beton. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

SÜLEYMAN DEMİREL ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ- YAPI MALZEMELERİ LABORATUARI

Transkript:

MADENCİLİK, Cilt 42, Sayı 2, Sayfa 11-18, Haziran 2003 Vol.42, No. 2, pp. 11-18, June 2003 ATIK SU ARITMA FİLTRE KEKİNİN ÇİMENTODA KULLANIMI Utilization of Wastewater Sludge in Cement İlkay Bengü ÇELİK 0 Muammer ÖNER n ÖZET Atık su arıtma tesislerinde filtre keki olarak elde edilen çamur, kaçınılmaz bir yan üründür. Kentleşme arttıkça çamur atımı da gittikçe büyüyen bir problem haline gelmiştir. Bu atığın yeniden değerlendirilmesi amacı ile çalışmada, filtre kekinin çimentoya doğrudan ve dolaylı olarak katılabilirliği araştırılmaktadır. Örnekler Ankara Atık Su Arıtma Tesisi'nden (Avrupa'da ikinci en büyük tesis) elde edilmiş, fiziksel, kimyasal ve mineralojik özellikleri belirlenmiştir. Ağırlıkça %5,10,15 ve 20 kuru filtre keki ve filtre keki külü içeren örneklerde ilk dayanım, priz alma ve hacim genleşmesi testleri yapılmış, sonuçlar filtre keki içermeyen kontrol örnekleriyle karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucu kuru filtre keki maksimum %5 oranında katılabilirken, filtre keki külünün %20'ye kadar çimento özelliklerini bozmadan katılabildiği görülmüştür. Anahtar Sözcükler: Atık Su Çamuru, Basınç Dayanımı, Filtre Keki Külü, Portland Çimentosu, Priz Alma ABSTRACT In wastewater treatment plants sludge, obtained as filter cake, is an inevitable by-product. Sludge disposal is becoming an ever increasing problem as the cities get highly urbanized. With the aim of recycling this waste, in this work possibility of direct and indirect addition of the sludge into cement is studied. Sludge samples were taken from Ankara Wastewater Treatment Plant (second largest plant in Europe) and physical, chemical and mineralogical properties of the sludge were determined. Initially strength, setting and soundness tests were carried out on samples having 5%, 10%, 15% and 20% dry sludge and sludge ash by weight, the results were compared with those of the reference sample. The comparison reveals that ; maximum addition of the dry sludge can be only 5% while sludge ash is added up to 20% without deteriorating cement properties. Keywords: Wastewater Sludge, Compressive Strength, Sludge (Filter Cake) Ash, Portland Cement, Setting t * ) Araş.Gör., Hacettepe Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Beytepe, ANKARA "'Prof. Dr., Hacettepe Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Beytepe, ANKARA 11

1. GİRİŞ Atık su, insanoğlunun yeme, içme ve korunma gibi yaşamının devamını sağlayan çeşitli faaliyetlerinin kaçınılmaz bir ürünüdür. Atık suyun fiziksel, kimyasal veya biyolojik yöntemlerle arıtılması sonucu ağırlıkça yaklaşık %10-30 katı içeren bir filtre keki atığı elde edilmektedir. Bu atık uygun koşullarda depolanmadığı takdirde havayı, toprağı \e suyu kirleterek doğayı ve canlıların yaşamını olumsuz yönde etkilemektedir. Yüksek endüstriyel aktivite ve yaşam standardındaki artış, beraberinde atık miktarındaki artışı meydana getirmektedir. Yaşamın ana atık ürününü oluşturan kent atıkları, şehir kanalizasyonuna bağlı nüfus artışına göre artmaktadır. Bu atıkların işlenmesi ve bertaraf edilmesi gittikçe ciddi bir toplum sorunu haline gelmektedir (Uchikawa ve Obana, 1995). Yakın zamana kadar filtre kekinin toprak altına doldurularak, deniz kıyılarına boşaltılarak veya tarımsal alanlara serilerek bertaraf edildiği bilinmektedir. Fakat dünyada çevre sağlığını korumaya yönelik ciddi sınırlamaların getirilmesi ve atığın boşaltılacağı boş alanların seyrekleşmesi, atığın doğrudan çevreye verilmesini engellemiştir. Bu anlamda, atığın hacmini azaltan, kokusuz ve tesirsiz hale getiren yakma yöntemi atık boşaltım problemine alternatif bir çözüm olmaktadır (Tay ve Show, 1997). Dünyada atık suyun işlenmesi ve filtre keki atığının değerlendirilmesinde özellikle Japonya ve Singapur başı çekmektedir. Singapur gibi küçük bir ada ülkesinde 6 adet (Tay, 1987), sadece Tokyo'da ise 15 adet atık su işleme tesisi bulunmaktadır (Yasuda, 1991). Elde edilen filtre keki miktarı ve yakma oranı olarak, yılda 4.560.000 ton kuru madde filtre keki ve % 55'lik yakma oranı ile Japonya önde gelmektedir (Toraman, 1999). Japonya'da 62.000 ton filtre keki külü ve 28.000 ton endüstriyel atık kullanılarak yılda 110.000 ton çimento üretecek bir tesisin de Taiheiyo Cement ve Mitsui&Co kuruluşlarının ortaklıklarıyla 2001 yılında üretime başladığı bilinmektedir (Anon (a), 2001). Uçucu kül, talaş, fırın atıkları ve bazı kimyasallar gibi bir çok atık maddenin yapı işlerinde katkı malzemeleri olarak kullanılabildiği fikrinden yola çıkılarak, filtre kekinin (FK) ve yakma sonucu oluşan filtre keki külünün (FKK) de yapı malzemeleri olarak kullanılmasının atık problemine çözüm olacağı düşünülmektedir (Monzo vd., 1999). Bu çerçevede FK ve FKK'nin farklı kullanım şekilleri üzerine Çizelge 1'de belirtilen çalışmalar yapılmıştır. Son yıllarda kentleşmenin hızla geliştiği bir kent olan Ankara, Avrupa'nın ikinci büyük atık su arıtma tesisine sahiptir. Tesis, Ankara'nın tüm evsel ve endüstriyel atık sularının arıtılması amacı ile tasarlanmıştır. Sakarya Nehri ve bu nehir üzerindeki barajların kirliliğinin %50'si Ankara'nın atık sularından kaynaklanmaktadır. Bu nedenle Ankara Atık Su Arıtma Tesisi Sakarya Nehri Havzası için hayati önem taşımaktadır. Ankara'nın şu andaki nüfusu yaklaşık 4 milyondur ve 2025 yılında yaklaşık 6 milyona ulaşması beklenmektedir. 2025'de nüfusun yaklaşık % 98'i kanalizasyon şebekesine bağlanacaktır. Tesisten elde edilen filtre keki miktarı 1997 yılı itibariyle 400 m 3 /gün olurken, bu rakamın 2025 yılı itibariyle 900 m 3 /gün olacağı tahmin edilmektedir (Ankara Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi Proje Raporu, 1997). Elde edilen filtre keki %40'a kadar organik madde içermesi sebebiyle, tesisin 10 km yakınlarına kadar civar köylerde gübre malzemesi olarak şu anda değerlendirilmekte, yapı malzemesi ve yakıt olarak değerlendirilmesine ilişkin çalışmalar sürdürülmektedir (Ayvaz, 2003). Önümüzdeki yıllarda, önemli bir çamur problemi yaşanacağı öngörülerek, FK ve FKK'nin çimentoda katkı maddesi olarak kullanılabilirliği bu çalışmada araştırılmaktadır. 2. DENEYSEL ÇALIŞMA VE SONUÇLAR Temsili örnekler; ASKİ'ye bağlı Ankara Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi'nde elde edilen filtre kekinden, farklı çalışma dönemlerinde alınmıştır. Malzemenin özelliğini belirlemek için, örnekler üzerinde ilk olarak fiziksel, kimyasal ve mineralojik karakterizasyon çalışmaları yapılmıştır. Çalışılan özellikler sırasıyla verilmiştir. 2.1. Fiziksel Özellikler 105 C'de kurutulmuş filtre keki (KFK) ve 550 C'de yakılma sonucu elde edilen FKK'nin özgül ağırlık, yığın yoğunluğu, nem içeriği, uçucu madde, kül, bağlı karbon yüzdeleri, ısı değeri gibi fiziksel özellikleri saptanmış, sonuçlar Çizelge 2'de verilmiştir. 12

Çizelge 1. FK ve FKK'nin Farklı Alanlarda Kullanımı FK'deki Organik İçeriğin Kullanılması Doğrudan Kullanım Kompost olarak: FK içindeki bileşiklerin gübreleyici etkilerinin olması nedeniyle kullanımı kabul edilmiştir. Özellikle Tokyo'da tarımsal ürünler üzerinde yapılan deneylerde kompostun etkileri incelenmiş ve ürünler güvenli bulunmuştur. Tokyo'da Minami Tama adında bir atık su işleme tesisi çamurdan kompost üretmektedir (Yasuda, 1991). Kurutulduktan Sonraki Kullanım Yakıt olarak: Ana prensip FK içindeki yanabilirlerden yararlanarak enerjinin kullanılmasıdır. Örneğin, 4000-4500 kcal/kg'lık bir kalorifik değere sahip olan kuru kek hemen hemen düşük kalorifik değerli bir kömürle aynıdır, bu nedenle yakıt olarak kullanılabilmektedir (Yasuda, 1991). FKK'deki İnorganik İçeriğin Kullanılması (Yakma Yöntemi) FKK'nin Tuğla Yapımında Kullanılması Herhangi bir katkı maddesi olmadan sadece FKK kullanarak tuğla üreten teknoloji Japonya'da oldukça önem kazanmış, 8 adet tam ölçekli çalışan tuğla tesisi üretime geçirilmiştir. Günlük üretim kapasitesi 5500 adet tuğlayı bulan tesislerde yüksek basınç altında FKK preslenmekte ve uygun sıcaklık olarak belirlenen 1020-1080 C'de yakılmaktadır. Normal tuğla dayanım değerlerine eşdeğer tuğlalar üretilmektedir (Okuno ve Takahashi, 1997). FKK'nin Betonda Kullanılması FKK betonda çimento yerine kısmi olarak kullanılmaktadır. Betona katılan FKK oranı arttıkça priz süresi uzamakta fakat belirtilen standartların dışına çıkmamaktadır. 28. gün basınç dayanımlarına bakıldığında %10'luk bir FKK katılımı, FKK katılmamış örneğin dayanımı ile aynı sonuçları vermektedir. Ancak duraylılık ve hacimsel değişim gibi uzun dönem özelliklerin de incelenmesi gerekmektedir (Tay, 1987; Remondvd., 1999). FKK'nin Hafif Ağırlıklı Agrega Malzemesi Olarak Kullanımı 1050-1100 C'de yakma sonucunda FKK hafif ağırlıklı iri ve ince agrega üretiminde kullanılmaktadır. FKK agregalarının düşük ısıl iletkenliğe ve ateşe karşı yüksek dirence sahip olmaları, betonun ısı izolasyonu ve ateşe korunum özellikleri açısından uygun gözükmektedir. FKK'den diğer bir agrega elde etme şekli ise kille karıştırıp yakma şeklindedir (Tay ve Show, 1992). FKK'nin Bağlayıcı Olarak Kullanılması FK'nin belli oranlarda kireçtaşı tozuyla karıştırılıp yakılması prensibine dayanmaktadır. Araştırmalar sonucunda yüksek dayanımı verecek en uygun karışım kompozisyonu, yanma sıcaklığı, yanma süresi ve kür koşulları belirlenmiş, buna göre elde edilen bu bağlayıcının en yüksek dayanımı, %50 karışım, 1000 C'de 4 saat yanma ve hava ile kürleme koşullarının verdiği görülmüştür (Tay ve Show, 1992). FKK'den Cüruf Elde Edilmesi FK'nin 1400-1500 C'de yakılmasıyla ergimiş cüruf elde edilmektedir. Bu malzeme hızlı soğutularak granule cürufa dönüştürülmektedir. Ergimiş cürufu kademeli soğutarak kristal formda cüruf elde edilmesi ve bunun yapı malzemesi olarak kullanılması için yöntemler geliştirilmektedir (Yasuda, 1991).

Çizelge 2. KFK ve FKK Örneklerinin Fiziksel Özellikleri İncelenen Özellikler Özgül Ağırlık Yığın Yoğunluğu (g/cm 3 ) Nem İçeriği (%) Uçucu Madde(%) Kül (%) Bağlı Karbon (%) Isı Değeri (kcal/kg) (KFK) 2,27 0,95 2,02 19,63 78,35 0,00 Isı yükselmesi gözlenmedi (FKK) 2,63 0,83 0,71 9,01 90,28 0,00 Isı yükselme gözlenmedi Atık suyun arıtılması işlemi sırasında gaz çıkışından dolayı örneklerin yığın yoğunluklarının çok düşük olduğu görülmekte; örneklerde herhangi bir ısı yükselmesinin gözlenmemesi de yakıt olarak kullanılamayacaklarına işaret etmektedir. KFK ve FKK örneklerinin tane boyu dağılımları lazer difraksiyonu tane boyu analiz yöntemi ile belirlenmiş, dağılımlar Şekil 1'de verilmiştir. yöntemi kullanılarak kimyasal kompozisyon ve ağır metal içerikleri belirlenmiş, sonuçlar Çizelge 3 ve 4'de verilmiştir. Çizelge 3'de verilen kimyasal kompozisyon sonuçlarına göre, KFK ve FKK örneklerindeki Si0 2 +CaO yüzdelerinin sırasıyla yaklaşık 50 ve 58 gibi büyük bir oran oluşturması dikkat çekicidir. Çizelge 4'de ise, her iki örnekte bulunan ve Türk Çevre Mevzuatı'nda (Anon(c), 1999) tarımda kullanılacak arıtma çamurunda kabul edilebilecek maksimum ağır metal içerikleri belirtilmektedir. Değerler karşılaştırıldığında, özellikle KFK'nin ağır metal içeriğinin kadmiyum hariç düşük olduğu görülmektedir. Bu sonuca göre Ankara'da atık suların daha çok evsel kaynaklı olduğu söylenebilir. Çizelge 3. KFK ve FKK Örneklerinin Kimyasal Bileşimleri Kimyasal Bileşen, % (KFK) (FKK) MgO Al 2 0 3 Si0 2 CaO Fe 2 0 3 S0 3 K 2 0 Na 2 0 Ti0 2 Mn 2 0 3 P2O5 Kızdırma Kaybı 2,04 9,84 30,09 19,87 4,87 2,23 1,27 0,81 0,62 0,14 4,57 23,5 2,32 11,24 35,52 21,62 5,52 2,63 1,50 0,95 0,94 0,19 5,36 12,10 iane Boyu (mikrometre) Şekil 1. KFK ve FKK örneklerinin tane boyu dağılımları Aynı özgül yüzey alanına sahip (-3000 cm 2 /g) KFK ve FKK örneklerinin tane boyu dağılımları incelendiğinde; FKK'nin daha ince bir dağılım verdiği görülmüştür. Bu husus dayanımın artmasında etkendir. 2.2. Kimyasal ve Mineralojik Özellikler KFK ve FKK örneklerinde, atomik absorbsiyon Çizelge 4. KFK ve FKK Örneklerinin Ağır Metal İçerikleri ve Arıtma Çamurunda İzin Verilen Sınır Değerler Ağır Metal Bakır Çinko Kurşun Nikel Kadmiyum Krom KFK (mg/kg) 520 2170 920 450 70 240 FKK (mg/kg) 2540 3445 385 11470 440 850 Sınır Değer (mg/kg) 1200 3000 1200 1200 20 1200 14

KFK ve FKK örneklerinin mineralojik özellikleri X- ışınları Difraksiyonu (XRD) yöntemi kullanılarak belirlenmiştir. Analizler Şekil 2 ve 3'de sunulmuştur. 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 ( ) Şekil 3. FKK örneğinin XRD analizi (Ka: Kalsit, Q: Kuvars, K: Kil, F: Feldispat, D: Dolomit, M: Mika) 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 C) Şekil 2. KFK örneğinin XRD analizi (Ka: Kalsit, Q: Kuvars, K: Kil, F: Feldispat, D: Dolomit) XRD analizleri; KFK ve FKK örneklerinde kalsit, kuvars, feldispat, kil ve dolomit minerallerinin bulunduğunu göstermektedir. FKK'de bu minerallerin yanısıra mika da bulunmaktadır. Analizlerdeki yüksek kuvars ve kalsit pikleri, yukarıda belirtilen Si0 2 +CaO yüzdelerinin büyüklüğünü doğrulamaktadır. Çalışmada filtre keki malzemesi, 105 C'de kurutularak, 550 C'de ise yakılarak iki farklı şekilde kullanılmaktadır. Bu anlamda örneklerde sıcaklık artışına bağlı olarak meydana gelebilecek fiziksel değişikleri ve kimyasal tepkimeleri görebilmek amacı ile Termal Analiz işlemi gerçekleştirilmiş, Diferansiyel Termal Analiz (DTA) termogramında KFK ve FKK örnekleri karşılaştırmalı olarak verilmiştir (Şekil 4). Buna göre, KFK termogramında 431 C de bir ekzotermik tepkime gözlenirken, FKK termogramında böyle bir olaya rastlanmamıştır. Bunun nedeni, 431 C'de KFK içindeki organik maddelerin uzaklaşmasıdır, FKK'ise 550 C'deki yakma işleminin bir ürünü olduğundan bu tepkimenin termogramda görülmemesi normaldir. 860 C civarında meydana gelen endotermik tepkimenin ise örneklerdeki karbonatların parçalanmasından kaynaklanabileceği düşünülmektedir. Bu analiz sonucundan yola çıkılarak KFK'nin organik içeriğinden arındırılması için seçilen 550 C sıcaklığının yeterli olduğu söylenebilir. 15

FK ve FKK örneklerindeki mineral fazlarının tane büyüklüklerini ve yüzey morfolojisini belirlemek için Taramalı Elektron Mikroskop (SEM) analiz yöntemi kullanılmış, fotoğraflar Şekil 5 ve 6'da verilmiştir. Şekil 5. KFK örneğinin taramalı elektron mikroskop analiz fotoğrafı Şekil 6. FKK örneğinin taramalı elektron mikroskop analiz fotoğrafı Taramalı Elektron Mikroskop analiz yöntemiyle elde edilen KFK ve FKK fotoğraflarında (Şekil 5 ve 6), FKK'nin çok gözenekli olduğu görülmektedir. Yakma işlemi sırasında malzemenin bir hayli yüksek olan organik içeriğini kaybettiği ve gaz çıkışının gerçekleştiği düşünülürse gözenekli yapıda olması normaldir. KFK ise henüz organik içeriğini kaybetmemiş olmasından dolayı daha yoğun ve düzensiz bir kristal yapıya sahiptir. 2.3. KFK ve FKK İçeren Çimento Örneklerinin Fiziksel ve Mekanik Özellikleri Özgül yüzey alanları yaklaşık 3000 Blaine (cm 2 /g) olacak şekilde öğütülerek hazırlanan KFK ve FKK'yi içeren çimento örneklerinin standart dayanım testleri, priz alma süresi ve hacim genleşmesinin belirlenmesi standartlar çerçevesinde gerçekleştirilmiştir. KFK ve FKK için yapılan standart dayanım testlerinde, TS 24 no'lu (1985) "Çimentoların Fiziki ve Mekanik Deney Metotları" standardı kullanılmıştır. Buna göre Portland Çimento (PC) 42,5'a ağırlıkça %5, 10, 15 ve 20 oranlarında KFK katılmış, hazırlanan harçtan 40*40*160 mm'lik kalıplar dökülmüştür. Farklı katılım yüzdeleri için her birinden dört adet numune hazırlanmış, sonuçların ortalaması alınmıştır. KFK katılmadan dökülen bir kalıp da kontrol örneği olarak seçilmiştir. Kalıplar su altında kür koşullarına bırakılmış, 2., 7. ve 28. gün kür süreleri sonunda basınç dayanımları ölçülmüştür. %5'lik bir KFK katkısı, kontrol örneğinin dayanım değerinin üstünde çıkmaktadır. Katılan KFK yüzdesi arttıkça dayanım değerlerinde düşmeler gözlenmekte, dayanımlar kontrol örneği dayanımının altına inmektedir (Şekil 7). KFK katılmış çimento örneklerinin dayanım testlerinin yanı sıra priz başlama ve sona erme süreleri ve hacim genleşmesinin belirlenmesi deneyleri de gerçekleştirilmiş, sonuçlar Çizelge 5'de verilmiştir. PC 42,5'un TS 3441 (1994)'e göre ilk priz süresi minimum 60 dakika, son priz süresi ise maksimum 10 saat olabilmekte, maksimum 10 mm'lik bir hacim genleşmesi ise kabul görmektedir. Sonuçlara bakıldığında standartların dışında bir değer olmadığı, fakat KFK katmanın priz başlama ve sona erme sürelerinde gecikmeye neden olduğu görülmektedir. Bu gecikmenin de KFK'nin organik içeriğinden kaynaklanmış olabileceği düşünülmektedir. Filtre kekinin 550 C'de yakılması ile elde edilen kül örneği FKK ağırlıkça %5, 10, 15 ve 20 oranlarında PC 42,5'a katılarak TS 24 (1985)' no'lu standarda göre dayanım testleri, priz başlama ve sona erme süresi ve hacim genleşmesini belirleme deneyleri tekrarlanmıştır. Buna göre FKK katılmış çimento örneklerinin dayanım değerleri kontrol örneğinin,değerleriyle uyum göstermiştir (Şekil 8). FKK'nin çimentoya %15-20 oranlarında katılmasıyla çimentonun dayanımında herhangi bir azalma görülmediği açıktır. Kül katılımının priz alma süresini kuru kekinki kadar olmasa da geciktirdiği, fakat değerlerin hacimsel genleşme.değerleriyle birlikte yine standartlar çerçevesinde yer aldığı görülmektedir (Çizelge 5). KFK ile yapılan deneylerden farklı olarak, FKK katılan örneklerin ve kontrol örneğinin TS 687 16

10 15 KFK Kalkış (%) * 2. gün -7.gün -*-28.gün -&-PÇ 42.5'un2.gün standart min. dayanımı -X-PÇ 42,3'un7. gün standart nun, dayanıtıu - -PÇ 42,5'un28.gün standart tnin. dayara»! Şekil 7. KFK katılan çimento örneklerinin basınç dayanım değerleri "" ~2.gün 10 15 FKK Kalkışı (%) ~7.gün -*- 28.gün -&- PC 42,5un 2 «ün s taniart IMM. dayaramı ~*~PÇ 42,5*11117.gün standart itlin dayanma -#~PÇ 42,5un 28,şin standart min, dayatunu Şekil 8. FKK katılan çimento örneklerinin basınç dayanım değerleri (1994) no'lu "Çimento-Kimyasal Analiz Metotları" standardına göre 7. ve 28. gün hidratasyon ısısı belirlenmiş, sonuçlar Çizelge 6'da verilmiştir. Sonuçlar; 7. ve 28. gün sonunda FKK katılım oranı arttıkça hidratasyon ısısının azaldığını, bu anlamda olumlu bir etki yarattığını göstermiştir. Çünkü hidratasyon sırasında meydana gelen kimyasal olaylarda açığa çıkan ısı miktarı çimentonun kullanılışında çok önemli olabilmektedir. 3. SONUÇLAR Çalışmalar sonucunda FKK'nin çimentoya %20 oranında katılabilir olması konunun daha detaylı araştırılması gerektiğini ortaya koymaktadır. Bu anlamda, kuru filtre kekinin, çimentonun ana bileşeni olan klinkerin elde edilmesi sürecinde de kullanılabilirliğinin araştırılması ve çalışmanın tesis ölçekte denenebileceği öneri olarak sunulabilir (Çelik, 2000). 17

Çizelge 5. KFK ve FKK Örneklerinin Prizlenme Süresi ve Hacim Genleşme Test Sonuçları Örnekler Kontrol Örneği (PC 42,5) PC 42,5+%5 KFK PÇ42,5+%10KFK PÇ42,5+%15KFK PC 42,5+%20 KFK Priz başlama ve sona erme süresi (saat) İlk priz 2,40 3,55 4,30 5,35 6,05 Son priz 3,25 5,00 6,25 8,10 9,15 Hacim genleşmesi (mm) 0 1 1 4 3 Örnekler Kontrol Örneği (PC 42,5) PC 42,5+%5 FKK PÇ42,5+%10FKK PÇ42,5+%15FKK PC 42,5+%20 FKK Priz başlama ve sona erme süresi (saat) Son İlk priz priz 2,35 3,35 4,25 5,40 5,55 5,55 5,50 7,45 8,20 8,35 Hacim genleşmesi (mm) 0 1 1 2 2 Çizelge 6. FKK Katılan Örneklerin Hidratasyon Isıları Örnekler Kontrol örneği (PC 42,5) PC 42,5+%5 (FKK) PÇ42,5+%10(FKK) PÇ42,5+%15(FKK) PC 42,5+%20 (FKK) KATKI BELİRTME Hidratasyon Isısı (Cal/g) 7.gûn 28.gün 73,28 97,76 71,14 96,23 69,09 93,08 69,49 96,84 66,14 90,81 Yazarlar, bu çalışmada tasarlanan bazı deneylerin yapılması konusunda göstermiş oldukları tüm yardım ve ilgilerinden dolayı Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği çalışanlarına; örneklerin sağlanması konusundaki yardımlarından ötürü Ankara Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi personeline teşekkür eder. KAYNAKLAR Anon (a), 2001; Environmental Report, http://www.taiheiyo-cement.co.jp/english/ Anon(b), 1997; Ankara Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi Proje Raporu. Anon(c), 1999; Türk Çevre Mevzuatı. Ayvaz, Ş., 2003; Kişisel görüşme, Ankara Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi, Ankara. Çelik, i. B., 2000; "Ankara Merkezi Atık Su Arıtma Tesisi Atığının Çimentoya Katılabilme Olanaklarının Araştırılması", Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, s. 75. Monzo, J., Paya, J. ve Borrachero, M. V., 1999; "Experimental Basic Aspects for Reusing Sewage Sludge Ash (SSA) in Concrete Production", Proceedings of Creating with Concrete, Dundee, Scotland, s. 47-56. Okuno, N. ve Takahashi, S., 1997; "Full Scale Application of Manufacturing Bricks from Sewage", Water Science Tecnology, Cilt 36, Sayı 11, s: 243-250. Remond, S., Pimienta, P., Rodrigues, N. ve Bournazel, J. P., 1999; "Assessing the Properties of Mortars Containing Municipal Solid Waste Incineration Fly Ash", Proceedings of Creating with Concrete, Dundee, Scotland, s. 319-326. Tay, J. H., 1987; "Sludge Ash as Filler for Portland Cement Concrete", Journal of Environmental Engineering, Cilt 113, Sayı 2, s. 345-351. Tay, J. H. ve Show, K. Y., 1992; "Reuse of Wastewater Sludge in Manufacturing Non- Conventional Construction Materials-An Innovative Approach to Ultimate Sludge Disposal", Water Science Technology, Cilt 26, Sayı 5-6, s. 1165-1174. Tay, J. H. ve Show, K. Y., 1997; "Resource Recovery of Sludge as a Building and Construction Material- A Future Trend in Sludge Management", Water Science Technology, Cilt 36, Sayı 11, s. 259-266. Toraman, Y., 1999; "Proses ve Atık Su Arıtma Çamurlarının Bertarafı için Alternatif Bir Yaklaşım: Yakma", Çevre Teknolojisi Dergisi, Cilt 21, s. 29-32. TS 24, 1985; "Çimentoların Fiziki ve Mekanik Deney Metotları". TS 687,1994; "Çimento-Kimyasal Analiz Metotları". TS 3441, 1994; "Klinkerler-Portland Çimentosu Klinkeri". Uchikawa, H. ve Obana, H., 1995; "Ecocement- Frontier of Recycling of Urban Composite Wastes", World Cement, Kasım, s. 33-40. Yasuda, Y., 1991; "Sewage Sludge Utilization Technology in Tokyo", Water Science Technology, Cilt 23, s. 1743-1752. 18