Türkiye de Uçucu Küllü Betonlar Analizi ODTÜ, 06800 Tel: (312) 210 54 97 E-Posta: tmeltem@metu.edu.tr Dr. Kaliforniya,, Berkeley, Kaliforniya 94720, ABD Tel: (312) 210 24 62 E-Posta: cmeral@metu.edu.tr Öz politikalar giderek. - 2 - yollar ile ile daha ve elde edilebilmektedir olarak gerek, gerekse uygun lar a 1 m 3 eli (KIP) KIPleri - Green Concrete LCA Hesaplamalarda m analizi. l ile ik Anahtar sözcükler: D (KIP), (UK), Beton,, CO 2 emisyonu 9. Ulusal Beton Kongresi 431
Beton d, d, istenilen formda, in malzemesidir. 2013 nda d 4 (van Oss, 2014). ndan (P. K. Mehta & Monterio, 2006) 2013 4 6.7 milyar ton agrega ile 2.7 milyar ton su. Bu durum 33.4 milyar ton gerek portland su nin ham madde ve enerji gerektirmesidir. olan CO 2 emi -8 ne sebebiyet vermektedir (Lloyd, Provis, van Deventer, & Deventer, 2009; P. K. Mehta, 2001). politikalar da nin gerek 2 tirilmektedir. Çimento temelli si ile CO 2 emisyonu minimize edil nerjiye olan gereksinim azalmakta (Celik, Meral, Mancio, Mehta, & Monteiro, 2014; Celik, Jackson, et al., 2014; Celik, Meral, Gursel, et al., 2014; P. K. Mehta, 2001, 2002) dah ebilmekte ve nedenleri i malzemelerindendir. teknik performans elde edilebilmektedir. daha y Bu i neredeyse ayn. Bu tip betonlar etmenler sebebiyle (Celik, Meral, Gursel, et al., 2014; Malhotra & Ramezanianpour, 1994; P. K. Mehta & Monterio, 2006; Technical Committee 67-FAB Use of Fly Ash in Building, 2005). aksi takdirde k olarak depolama maliyetleri asgariye indirilerek ekonomik, ekolojik ve fayda 432 9. Ulusal Beton Kongresi
Modern Betonun Ana B n ol malzemedir (P. Mehta & Monteiro, 2006). ; agrega ve su ile u elde edilen ve bir malzemedir. odern 1 ton.65 ton ham madde (kalker ve kil). Hammaddeler Alt Komisyonu, 2000). etonun hacimsel olarak %60-%80 ini kaplar. Hem beton maliyetimesi hem de t eknik Modern ve mineral irler. - (Ozcelik,. puzolan n Ca(OH) 2 ile kimyasal reaksiyona girip - (ASTM C 219-07a, 2007). ler malzemesi olarak hem de beto leyen bu edilebilmektedir. olabilmektedir. (UK), Pulverize daha UK olarak tutulur (Tokyay, 2013).. Ancak, 9. Ulusal Beton Kongresi 433
tahmin edilmektedir (Blissett & Rowson, 2012). ve gaz beton minde, zemin stabilizasyonunda ve dolgu bul. termik santraller verilere 25.. (Turkish Statistical Institute, 2008). Bir varsa 20 milyon ton olarak hesaplanabilir. (YDA) teknik madde el & Meral, 2012). YDA, bir madde temininden sevkiyat, belirlemek, raporlamak ve (Rebitzer et al., 2004). yer 1 Girdiler Ham Madde Enerji Ham Madde Temini Üretim Kirleticiler Beraberinde Sistem 1. (U.S. Environmental Protection Agency, 2006)., envanter analizi, etki analizi ve yorumlama 434 9. Ulusal Beton Kongresi
belirlenir boyunca Ham madde, enerji, su gibi girdi emisyon gibi etki analizi takip eder. Etki analizinde en insanlar ile ise envanter ve etki analizleri birl. evresel etki performans asgariye YDA B ya da hizmetin ham madde ; (Demirer, 2011) e ise ifikasyon, stratosferik ozon etki kategorileri formunda sunulur. Etkiler, olarak CO 2 s. Beton Üretimi çin YDA B ham madde temini, e bu etkinin inden sevkiyat gibi be 2 Bu bildiride s potansiyelleri Kaliforniya UC Berkeley) (Gursel & Horvath, 2012) 2 cinsinden Hesaplamalar k (mevut ile teknolojileri ) veriler (d %45.61, 9. Ulusal Beton Kongresi 435
hidro: %22.95, linyit: %17. : %11.63, (Elektrik. imento petrokok: al. mesafeleri olarak ise 20 km HAM MADDE SU OCAKTAN ÇIKARTMA ve K elektrik taneli agregalar Puzolanlar Elektrik için Üretim için Sevkiyat için Üretim Çimento Üretim Tesisi Çimento Kimyasal Santrali BETON Ek Malzemelerin Ek malzemeler BETON HARMANLAMA Beton ve Harmanlama Sevkiyat HAZIR BETON CO 2 2. (Gursel & Horvath, 2012; Ozcelik et al., 2013) (Poon, Lam, & Wong, 2000) Tablo 1. UK 3860 cm 2 A SiO 2, %28.2 Al 2 O 3, %5.3 Fe 2 O 3 ve %5a ; ise 436 9. Ulusal Beton Kongresi
Tablo 1. (Poon et al., 2000). 3 ) Süper- UK Kaba (%) Su UK agrega agrega (l/m 3 ) 0.24 0 150 637 0 711 936 18.4 0.24 25 150 475 158 681 924 18.3 0.24 45 148 347 283 639 920 23.7 * Hesaplamalarda naftalin bazl süper- %38.5) 1.077 Tablo 2 yer. ihtiva kontrol daha. Fakat gelmekte ve hatta (Bkz. Tablo 2). Tablo 2. (Poon et al., 2000). UK (%) 0 70.0 79.5 97.4 110.2 25 62.3 74.6 105.9 124.5 45 42.5 56.3 89.4 107.2 kalorimetre ile artan uç ve 134.9 kj/kg- ento hamuru). ihtiva eden betonlarda bu sayede asgariye indirilebilmektedir. 90- ve artan ni 1133, 181 ve 160 C) 90 porozimetresi ile rtan ortalama porozitesinde %6.86, %5.37 ve %5.66) azalma Sonuç olarak ikames (Poon et al., 2000). Bu bildiride t Bu kapsamda k CO 2 emisyon UK (kontrol) için 3 UK 4 UK 5 te Her 3 analizde de m 3 -CO 2 608.16 kg-co 2 -CO 2 9. Ulusal Beton Kongresi 437
%93 ve %90) portland çimentosu üretiminden gelmektedir. Çimento üretiminin 3. %0 UK KIP (kg- CO 2 /m 3 -beton). 4. %25 UK içeren beton KIP (kg-co 2 /m 3 -beton). 5. %45 UK KIP (kg-co 2 /m 3 -beton) parametrenin çimento üretimi 1 ton CEM-I tipi çimento 438 9. Ulusal Beton Kongresi
üretimi için 1189.6 kg CO 2 emisyonu Çimento üretiminin yük (644.2 kg-co 2 ) ve kalsinasyon (495.9 kg-co 2 ) 6). oplam CO 2 toplam olduk 0.9 10.2 0.1 Kalsinasyon reaksiyonu 0.0 20.7 3.9 0.5 9.3 495.9 644.2 0.3 3.6 0 200 400 600 800 K i (kg-co 2 /ton CEM- 6. 1 ton portland çimentosu potansiyeli (kg-co 2 /m 3 beton). Analizlerde. bu mesafenin CO 2 emisyonu ( 7). Ankara r = 200 km 7. UK CO 2 Tablo 3 sevkiyat mesafesi 2 emisyonu 9. Ulusal Beton Kongresi 439
sayesinde gibi için mesafe ne kadar uzak olursa olsun betonda 2 emisyonu Tablo 3. 1 m 3 beton (kg- CO 2 / m 3 beton). %UK 20 km 200 km 500 km 1000 km %0 800.1 800.1 800.1 800.1 %25 608.2 611.8 617.9 628.0 %45 461.0 467.5 478.4 496.5 Sonuçlar Bu bildiride %0, %25 ve %45 (UK) (KIP) - ile CO 2 emisyonu cinsinden. B KIPlerin ikamesi ile bü. Hesaplanan YDA (Poon et al., 2000) ile beraber betonda. kincil KIP ; u uçucu beton 2 emisyonunun kontrol betonuna (%0 UK) u dur sevkiyat mesafesinin 2 emisyonu, u imento ve beton sanayiinde geri daha -08-11-2014- Kaynaklar ASTM C 219 (2007). Standard Terminology Relating to Hydraulic Cement (pp. 1 3). Blissett, R. S., & Rowson, N. a. (2012). A review of the multi-component utilisation of coal fly ash. Fuel, 97, 1 23. Celik, K., Jackson, M. D., Mancio, M., Meral, C., Emwas, a.-h., Mehta, P. K., & Monteiro, P. J. M. (2014). High-volume natural volcanic pozzolan and limestone powder as partial replacements for portland cement in self-compacting and sustainable concrete. Cement and Concrete Composites, 45, 136 147. Celik, K., Meral, C., Gursel, P., Mehta, P., Horvath, A., & Monteiro, P. J. M. (2014). Mechanical Properties, Durability, and Life-Cycle Analysis of Self-consolidating Concrete Mixtures Made with Blended Portland Cements Containing Fly Ash and Limestone Powder. Cement and Concrete Composites, 56, 59-72. 440 9. Ulusal Beton Kongresi
Celik, K., Meral, C., Mancio, M., Mehta, P.K., & Monteiro, P.J.M. (2014). A comparative study of self-consolidating concretes incorporating high-volume natural pozzolan or high-volume fly ash. Construction and Building Materials, 67, 14 19. Demirer, G. N. (2011). - Analizi. Ankara: Çevre v Electricity Generation Company 2011 annual report (pp. 1 75). (pp. 1 54). Gursel, A. P., & Horvath, A. (2012). GreenConcrete LCA Tool. Berkeley. (pp. 1 13). Urla- Lloyd, R. R., Provis, J. L., van Deventer, J. S. J., & Deventer, J. S. J. (2009). particles. Microscopy and Microanalysis, 44(2), 608 619. Malhotra, V. M., & Ramezanianpour, A. A. (1994). Fly Ash in Concrete.CANMET. Mehta, P. K. (2001). Reducing the environmental impact of concrete. Concrete International, (October), 61 66. Mehta, P. K. (2002). Greening of the Concrete Industry for Sustainable Development, (July), 23 28. Mehta, P. K., & Monterio, P. (2006). Concrete:Microstructure, Properties, and Materials. Berkeley:McGraw-Hill. Sempozyumu ve Sergisi (pp. 179 197). Ankara. Poon, C. S., Lam, L., & Wong, Y. L. (2000). A study on high strength concrete prepared with large volumes of low calcium fly ash. Cement and Concrete Research, 30, 447 44555. Rebitzer, G., Ekvall, T., Frischknecht, R., Hunkeler, D., Norris, G., Rydberg, T., Pennington, D. W. (2004). LCA part 1: framework, goal and scope definition, inventory analysis, and applications. Environment International, 30(5), 701 20. -Age Performance of Binary Fly Ash- Portland Cement Blends. In Eurasia 2014 Waste Management Symposium, 28-30 April (pp. 1 Environmental Performance of Turkish Fly Ash-Portland Cement Mortars. In 11th International Congress on Adv. in Civil Engineering, 21-25 October (pp. 1 8). Technical Committee 67-FAB Use of Fly Ash in Building. (2005). RILEM Report 7 - Fly Ash in Concrete: Properties and Performance. (K.Wesche, Ed.) (p. 284). - (pp. 201 238). Turkish Statistical Institute. (2008). Mineral wastes generated by thermal power plants. Turkey. U.S. Environmental Protection Agency. (2006). Life cycle assessment: Principles and practice (pp. 1 80). Cincinnati, Ohio. Van Oss, H. G. (2014). U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries - Cement (pp. 38 39). 9. Ulusal Beton Kongresi 441
442 9. Ulusal Beton Kongresi