Kireçtaşı ve Cam Tozunun Briket Yapımında Kullanılması

Kireçtaşı ve Cam Tozunun Briket Yapımında Kullanılması Paki Turgut HR.Ü. Mühendislik Fakültesi Osmanbey Kampusu-Şanlıurfa Tel: (414)3440020/1109 turgutpaki@yahoo.com Öz Atık kireçtaşı tozu, cam tozu ve az miktarda Portland çimentosu, su ile nemlendirilerek karıştırılmış ve çelik kalıp içerisinde sıkıştırılarak yapay kireçtaşı numuneleri üretilmiştir. Karışım içerisinde, kireçtaşı tozu ağırlığının, % 10, 20 ve 30 u oranında cam tozu kullanıldığında, cam tozunun karışım içerisindeki puzzolanik etkisinden dolayı fiziksel, mekaniksel ve termal özelliklerde, cam tozu içermeyen kontrol numunesine kıyasla önemli derecede iyileşme gözlenmiştir. Kireçtaşı tozu ve cam tozu kullanılarak üretilen yapay kireçtaşlarının rengi ve dokusu doğal kireçtaşına benzemekte olup, betonarme yapılara tarihi doku vermek amacıyla, dış cephe ve iç mekân kaplamalarında kullanılması tavsiye edilmektedir. Bu çalışmada, kireçtaşı tozu ile cam tozunun, yeni yapı malzemelerinin üretilmesi bakımından büyük bir potansiyele sahip olduğu gösterilmiştir. Anahtar Sözcükler: Cam tozu, Kireçtaşı tozu, Çimento, Yapı malzemesi Giriş Günümüzde, kaliteli ve ekonomik yapı malzemelerine olan ihtiyaç her geçen gün artmaktadır. Bu nedenle, bazı endüstriyel atıkların yapı malzemesi olarak değerlendirilmesi gerek ekonomiklik gerekse çevre sorunlarını çözme bakımından büyük önem kazanmaktadır. Özellikle gelişmekte olan ülkelerde, toplanan bazı atıkların iyi kontrol edilememesi, çevresel sorunları da beraberinde getirmektedir. Bu atıkların yapı malzemesi olarak değerlendirilmesi, çevre problemlerinin çözümüne ve yapıların ekonomik tasarımına yardımcı olacaktır. Atık maddelerin yapı endüstrisinde uygun bir şekilde kullanılabilmesi için, bu atık maddelerden üretilen yapı malzemelerinin, ilgili standartlardaki koşulları sağlaması gerekmektedir. Ülkemizde, başlıca, iki atık malzeme bol miktarda bulunmaktadır. Bunlardan birisi kireçtaşı tozu, diğeri ise camdır. Kırmataş agrega ve yapı malzemesi olarak ocaklardan kesilen kireçtaşı bloklarının üretimi sırasında kireçtaşı tozu elde edilmektedir. Kırmataş agrega üretiminde, üretilen agreganın ağırlığının yaklaşık olarak % 20 si kadar kireçtaşı tozu elde edilmektedir. Gerek kırmataş agrega üretiminden, gerekse kireçtaşı bloklarının kesilmesinden elde edilen kireçtaşı tozu, çok ince taneli olduğundan kullanım alanı geniş değildir. Kireçtaşı tozunun depolanma maliyeti yüksek olduğu için belediyeler bu konunun çözümünde yetersiz kalmaktadır. Bu nedenle, Şanlıurfa da, kireçtaşı tozları kontrolsüz bir şekilde, doğaya atık olarak terk edilmektedir. Kireçtaşı tozu çok ince taneli olduğundan, yaz ve sonbahar mevsiminde meydana gelen rüzgârların etkisiyle havaya karışmaktadır. 343

Kireçtaşı tozunun havaya karışması, hava kalitesini düşürmekte olup, astım gibi bazı solunum yolu hastalıklarına sebep olmaktadır. Bir diğer atık malzeme olan cam, genellikle pencere, kap ve şişe gibi ürünlerden oluşmaktadır. Ülkemizde yıllık olarak 120.000 ton civarında atık cam birikmektedir (Topçu ve Canbaz, 2004). Atık camların renklerinin birbirinden çok farklı olması nedeniyle, çok az bir kısmı geri dönüşümde kullanılmakta ve büyük çoğunluğu ise doğaya atık olarak terk edilmektedir. Atık cam, toprak içerisinde çözünmeyen bir maddedir ve atık camın doğaya terk edilmesi çevre dostu bir çözüm yolu değildir. Dolayısıyla, atık bir malzeme olan camın uygun alanlarda kullanılması büyük önem taşımaktadır. Kireçtaşı tozu ve atık camın, yapı malzemesi olarak kullanılması üzerine sınırlı sayıda araştırma yapılmıştır. Galetakis ve Raka (2004), kireçtaşı tozu ile Portland çimentosunu karıştırmış ve su ile nemlendirerek, elde ettikleri taze karışımı iç çapı 50 mm olan çelik kalıp içerisinde sıkıştırmışlardır. φ50 80 mm lik numunelerde, 7 MPa dan daha büyük basınç dayanımı bulmuşlardır. Turgut ve Algın (2007) ve Turgut (2007a) kireçtaşı tozu ve çam ağacı kerestesi talaşını karıştırarak düşük ağırlıklı ve ısı yalıtımı yüksek bir kompozit malzeme elde etmişlerdir. Algın ve Turgut (2007) kireçtaşı tozu ve atık pamuk kullanarak hafif ve ısı yalıtımı yüksek yeni bir yapı malzemesi üretmişlerdir. Ramachandran ve Zhang (1986), Pera ve diğ. (1999), Larrard (1999) ve Petersson (2001), belirli bir miktarda kireçtaşı tozunun kendiliğinden yerleşen betonlarda kullanılmasının, erken yaşlarda betonun dayanım gelişimini hızlandırdığını bulmuşlardır. Shao ve diğ. (2000), 38 μm den daha küçük tane çaplı cam tozunun beton içerisinde puzzolanik etki yaptığını bulmuşlardır. Shayan ve Xu (2004) atık cam tozunun beton durabilitesinde iyileşmeler sağladığını göstermiştir. Topçu ve Canbaz (2004), atık camların betonda iri agrega olarak kullanılması durumunda, betonun işlenebilirliğini ve basınç dayanımını bir miktar düşürdüğünü belirtmişlerdir. Shi ve diğ. (2005), atık cam tozu kullanılarak üretilmiş harçlar üzerinde yapmış oldukları çalışmada, alkali-silika reaksiyonunun azaldığını ileri sürmüşlerdir. Corinaldesi ve diğ. (2005) ise, 100 μm den daha küçük tane çaplı cam tozu ile yapılan harç ve betonlarda alkali-silika reaksiyonunun hiç görülmediğini göstermişlerdir. Bu çalışmada, çimento miktarı ve su/çimento oranı sabit alınarak, ağırlıkça % 10, 20 ve 30 oranında kireçtaşı tozu ile cam tozunun yer değiştirilmesiyle üretilen yapay kireçtaşı briketlerden elde edilen test sonuçları verilmektedir. Ayrıca, dört farklı kireçtaşı ocağından alınan doğal kireçtaşları üzerinde yapılan testlerden elde edilen sonuçlar ile üretilen yapay kireçtaşı briketlerden elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Malzemeler Deneysel Program Yapay briketlerin yapımında kullanılan atık kireçtaşı tozu Şanlıurfa ili, Akabe yöresinde bulunan doğal kireçtaşı ocağından alınmış ve üzerinde herhangi bir işlem yapılmadan karışımlarda kullanılmıştır. Atık cam tozu ise, bina dış cephesi için süsleme malzemesi üreten bir firmadan temin edildi. Karışımda bağlayıcı olarak kullanılan CEM II/A-L 42,5 R tipi Portland çimento, ÇİMSA tarafından üretilmiş olup, TS EN 197 1/A1 (2005) standardını sağlamaktadır. Karışımlarda kullanılan kireçtaşı tozu, cam tozu ve çimentonun özellikleri Tablo 1 de verilmektedir. Karışımlarda normal musluk suyu kullanılmıştır. 344

Tablo 1 Karışım malzemesi özellikleri. Özellikler Kireçtaşı tozu Cam tozu Çimento SiO 2 (%) 0.26 70.22 19.20 CaO (%) 56.19 11.13 52.00 MgO (%) - - 1.00 Al 2 O 3 (%) 0.25 1.64 3.70 Fe 2 O 3 (%) 0.30 0.52 0.16 SO 3 (%) - - 2.80 Na 2 O (%) - 15.69 - K 2 O (%) - - 0.27 Cl (%) - - 0.006 Kızdırma kaybı (%) 42.65 0.80 8.20 Yoğunluk 2.67 2.42 3.00 Özgül yüzey (m 2 /kg) 145 133 500 Tablo 2 Elekten geçen yığışımlı %. Elek boyutu 1.18mm 600μm 300μm 150μm 75μm Kireçtaşı tozu 99.76 97.06 86.39 60.27 44.45 Cam tozu 99.80 96.90 85.60 69.10 48.87 Yapay Kireçtaşı Briketlerin Üretimi Briket üretiminde dört farklı karışım serisi kullanılmıştır. Kontrol numunesinde, sadece kireçtaşı tozu ve çimento kullanılmıştır. Cam tozu içeren briket numunelerinde ise, kireçtaşı tozu ağırlığının, % 10, 20 ve 30 u oranında cam tozu kullanılmıştır. Karışımlarla ilgili detaylar Tablo 3 te verilmektedir. Cam tozunun, üretilen karışımlardan elde edilen numunelerin özellikleri üzerindeki etkisini bulabilmek için, karışımların tümünde çimento miktarı ve su/çimento (0.30) oranı sabit alınmıştır. Numunelerin karıştırılması işleminde, 50 dm 3 lük bir pan mikser kullanıldı. Kontrol karışımında, çimento ve kireçtaşı tozu, cam tozu içeren karışımlarda ise, çimento, kireçtaşı tozu ve cam tozu Tablo 2 de verilen oranlara göre mikser içerisine yerleştirildi. Mikser içerisindeki malzemeler çok ince taneli olduğundan, mikser dönerken meydana gelecek tozlanmayı önlemek için mikserin ağzı, ortasında 1 cm delik bulunan uygun bir kapakla kapatıldı. Homojen bir karışım elde etmek için, mikser içerisindeki malzemeler 1 dakika kuru olarak karıştırıldı. Numune hazırlarken karşılaşılan en büyük sorun, karışım suyunun mikser içerisine bir anda dökülmesi sonucu karışımda oluşan topaklaşmaydı. Karışımda meydana gelen topaklaşmanın bir nedeni de, karışımı oluşturan tüm malzemelerin çok ince taneli olmasıydı. Bu sorunu ortadan kaldırmak için, karışım içerisine su püskürtülmüştür. Su püskürtme işleminde, hava kompresörüne bağlanmış özel bir ağızlık kullanılmıştır. Bu ağızlık, ortasında 1 cm çapında delik bulunan kapaktan içeri sokulmuş ve mikser dönerken 3 dakika boyunca su, karışım üzerine püskürtülmüştür. Toplam 4 dakikalık bir karıştırma işlemi sonunda mikser durdurulmuş ve 3500 gr ağırlığındaki taze karışım, boyutları 105 150 225 mm 3 olan çelik kalıp içerisine doldurulmuştur. Kalıp içerisindeki taze karışımın başlangıç yüksekliği 150 mm dir. Taze karışım üzerine 17 MPa lık bir basınç uygulanarak, Şekil 1 de gösterildiği gibi, kalıp içerisinde 1 dakikalık sürede sıkıştırılmıştır. Numunenin kalıptan çıkarılırken, Şekil 1 de gösterildiği gibi, numunede herhangi bir kırılma veya dökülme gözlenmemiştir. Üretilen briket numunelerinin tümü, 24 saat boyunca oda sıcaklığında bekletildi ve bu sürenin sonunda, 22 o C lik su dolu kür havuzu içerisinde 28 gün kalacak şekilde yerleştirildi. Havuz içersindeki 28 günlük 345

kürden sonra, briket numuneler kurutulmak üzere fanlı fırın içerisine yerleştirilmiştir. Tablo 4 te, üretilen yapay kireçtaşı ve doğal kireçtaşlarının boyutları ve sayıları verilmektedir. Doğal kireçtaşlarının testinde, kireçtaşı tozunun temin edildiği yörede bulunan dört farklı kireçtaşı ocağından elde edilen numuneler kullanılmıştır. Yörede bulunan kireçtaşları, bu yörede asırlar önce yapılmış tarihi eserlerde taşıyıcı yapı malzemesi olarak kullanılmıştır. Tablo 3 Bir adet briket için malzeme miktarları. Karışım No. Çimento (gr) Su (gr) Kireçtaşı tozu (gr) Cam tozu (gr) Akışkanlaştırıcı (gr) Kontrol 376 113 3007 0 4 KC 10 376 113 2706 301 4 KC 20 376 113 2406 601 4 KC 30 376 113 2105 902 4 Tablo 4 Yapay ve doğal kireçtaşı numunelerin boyutları ve sayısı. Testler Yapay Kireçtaşları Doğal Kireçtaşı Numune boyutu (mm) Numune sayısı Numune boyutu (mm) Numune sayısı Birim ağırlık, su emme 105 90 75 5 71 71 71 5 Basınç dayanımı 105 90 75 5 71 71 71 5 Eğilme dayanımı, ultrason hızı 105 75 225 5 102 57 203 5 Aşınma direnci 71 71 71 5 71 71 71 5 Donma-çözülme direnci 105 90 75 5 71 71 71 5 Termal iletkenlik 20 60 100 3 20 60 100 3 Elastisite modülü, Poisson oranı φ50 80 3 φ50 80 3 Toplam numune sayısı 124* - 124** * Toplam 4 seri numunede; **Toplam 4 farklı kireçtaşı ocağında. Şekil 1 Yapay kireçtaşı karışımının sıkıştırılması ve kalıptan alınmış durumu Test Metotları Yapay kireçtaşı numuneleri üzerinde yapılan su emme oranı, birim ağırlık, basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve donma-çözülme direnci testlerinde ASTM C 67 (2003), elastisite modülü ve Poisson oranı testlerinde ASTM C 469 (2002), aşınma direnci testinde EN13892 3 (2004) ve termal iletkenlikle ilgili testte ise, ASTM C 1113 (1990) standardı kullanılmış olup, testlerin nasıl yapıldığı Turgut (2007b) tarafından detaylı olarak verilmektedir. Doğal kireçtaşı numunelerinin testinde ise, TS 699 (2000) standardı takip edilmiş ve detaylı bilgiler Turgut ve diğ. (2006) tarafından verilmiştir. 346

Yapay Kireçtaşları Test Sonuçları Test Sonuçları ve Tartışmalar Tablo 5 te, 28 günlük yapay ve doğal kireçtaşları testlerinden elde edilen ortalama değerler verilmektedir. ASTM C 140 (2006) a göre, yük taşıyan veya taşımayan yığma yapı duvarlarında kullanılacak briketler için müsaade edilen en fazla su emme değeri 0.288 gr/cm 3 tür. Tablo 5 te verildiği gibi, üretilen yapay kireçtaşlarının su emme değerleri, 0.288 gr/cm 3 değerinden daha küçük olmuştur. TS 406 (1988) da, yığma yapılarda kullanılacak briketlerin birim ağırlıklarının 2.20 gr/cm 3 ile 1.50 gr/cm 3 değerleri arasında olması istenmektedir. Tablo 5 te verildiği gibi, test sonucunda elde edilen yapay kireçtaşı birim ağırlık değerleri, standartta verilen değerler arasında yer almaktadır. Kireçtaşı tozu ve cam tozu kullanılarak üretilen yapay kireçtaşı numunelerin mekanik özellikleri, cam tozunun karışım içerisindeki puzzolanik etkisinden dolayı önemli derecede artmaktadır. Sadece kireçtaşı tozu ve çimento içeren kontrol numunesinin ortalama basınç dayanımı 27.5 MPa olarak bulunmuştur. Şekil 2a da gösterildiği gibi, ağırlıkça % 10, 20 ve 30 oranında kireçtaşı tozu ile cam tozu yer değiştirmesi sonucunda, cam tozu içeren numunelerin kontrol numunesine kıyasla basınç dayanımları sırasıyla % 1.8, 7.3 ve 9.4 daha büyük olmuştur. Yapay kireçtaşı numunelerden elde edilen basınç dayanımı değerleri, BS 6073 (1981), ASTM C 90 (2006) ve TS 705 (1985) standartlarını sağlamaktadır. BS 6073 (1981), ASTM C 90 (2006) ve TS 705 (1985) standartları, yük taşıyan yığma yapı duvarlarında kullanılacak briketlerde basınç dayanımlarının sırasıyla, en az 7.0 MPa, 11.7 MPa ve 5.0 MPa olmasını öngörmektedir. Tablo 5 te, atık cam tozu içermeyen kontrol numunesinin eğilme dayanımı değeri 4.15 MPa olarak bulunmuştur ve bu değer de BS 6073 (1981) de öngörülen en az 0.65 MPa değerini sağlamaktadır. Karışım içerisindeki cam tozunun, numunelerin eğilme dayanımı ve elastisite modülü değerine olan etkisi, basınç dayanımına olan etkisinden çok daha fazladır. Şekil 2a da gösterildiği gibi, ağırlıkça % 10, 20 ve 30 oranında kireçtaşı tozu ile cam tozunun yer değiştirmesi sonucunda, cam tozu içeren numunelerin kontrol numunesine kıyasla eğilme dayanımları, sırasıyla % 85, 86 ve 87 daha büyük olmuştur. Ağırlıkça % 10, 20 ve 30 kireçtaşı ile cam tozunun yer değiştirmesinde, elastisite modülü değerlerindeki artışlar kontrol numunesinden sırasıyla % 11.5, 22.8 ve 59.3 daha büyük olmuştur. Yapay kireçtaşı briketlerin Poisson oranı değerleri, 0.18 ile 0.20 değerleri arasında değişmektedir. Tablo 5 te görüldüğü gibi, cam tozunun sert yapısından dolayı, kontrol numunesine kıyasla cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunelerin ultrason hızı değerinde de bir artış gözlenmektedir. Tablo 5 te, yapay kireçtaşı numuneleri üzerinde yapılan aşınma testleri sonucu oluşan hacimce kayıplar verilmektedir. Cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunelerin, aşınmaya karşı dirençleri önemli derecede artmıştır. Şekil 2b de gösterildiği gibi, ağırlıkça % 10, 20 ve 30 oranında kireçtaşı tozu ile cam tozunun yer değiştirmesi sonucunda, kontrol numunesiyle kıyaslandığında cam tozu içeren numunelerin aşınmaya karşı dirençleri sırasıyla, % 48.7, 49.6 ve 50.2 daha büyük olmuştur. ASTM C 568 (2003) standardında, yapılarda kullanılacak doğal taşların hacimce aşınma miktarının 10 cm 3 /50cm 2 değerinden daha az olması istenmektedir. Tablo 5 te görüldüğü gibi, üretilen yapay kireçtaşı numunelerin tümünün aşınma değerleri, standartta verilen aşınma değerinden daha az olmuştur. 347

Tablo 5 Yapay ve doğal kireçtaşları test sonuçları. Testler Yapay kireçtaşları Doğal kireçtaşı Kontrol KC 10 KC 20 KC 30 Basınç dayanımı (MPa) 27.5 28.0 29.5 30.1 17.8 Eğilme dayanımı (MPa) 4.15 7.69 7.70 7.76 4.90 Ağırlıkça su emme (%) 12.5 12.2 12.5 12.4 8.4 Su emme (g/cm 3 ) 0.237 0.233 0.236 0.234 0.174 Birim ağırlık (g/cm 3 ) 1.90 1.91 1.89 1.89 2.08 Hacimce aşınma kaybı (cm 3 /50cm 2 ) 8.95 4.59 4.51 4.45 27.76 Donma-çözülme ağırlık kaybı (%) 16.85 7.13 2.61 1.28 0.07 Termal iletkenlik (Wm -1 K -1 ) 1.07 1.03 0.99 0.90 1.42 Ultrason hızı (km/h) 2.80 3.06 3.11 3.15 3.40 Elastisite modülü (MPa) 12110 13500 14875 19296 13975 Poisson oranı 0.18 0.20 0.18 0.20 0.31 Cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunelerinin, donma-çözülme dirençleri önemli derecede iyileşmektedir. Yapay kireçtaşı numuneleri üzerinde yapılan 50 devirlik donma-çözülme işleminden sonra, numunelerin ağırlıklarında meydana gelen kayıplar Tablo 5 te verilmektedir. Şekil 2b de gösterildiği gibi, kireçtaşı tozunun ağırlığının % 10, 20 ve 30 u oranında cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunelerin, donma-çözülme dirençleri kontrol numunesiyle kıyaslandığında sırasıyla % 57.7, 84.5 ve 92.4 daha büyük olmaktadır. Şekil 3 te, 50 devirlik donma-çözülme işleminden sonra yapay kireçtaşı numunelerinin genel durumu gösterilmektedir. Yapay kireçtaşı numunelerin termal iletkenlik değerleri Tablo 5 te verilmektedir. Termal iletkenlik değeri, bir yapı malzemesinin ısı yalıtımının niteliğinin bir göstergesidir ve yapıların ısı yalıtımı hesabında bu değer doğrudan kullanılmaktadır. Termal iletkenliği küçük olan malzemelerin, ısı yalıtımı yüksek olmaktadır. Şekil 3 te gösterildiği gibi, kireçtaşı tozunun ağırlığının % 10, 20 ve 30 u oranında cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunelerin, termal iletkenlik değerleri kontrol numunesine kıyasla sırasıyla % 3.7, 7.5 ve 15.9 daha küçük olmaktadır. Tablo 5 te verildiği gibi, cam tozu içermeyen kontrol numunesinin termal iletkenlik değeri 1.07 Wm -1 K -1 olarak bulunmuştur. Camın termal iletkenliği ise yaklaşık 0.76 Wm -1 K -1 dir. Camın termal iletkenlik değerinin, kontrol numunesinin termal iletkenlik değerinden küçük olması, cam tozu içeren numunelerin de termal iletkenlik değerlerinin doğal olarak küçük olmasına neden olmuştur. Böylece, cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunelerin ısı yalıtımı, kontrol numunesine kıyasla daha iyi olmuştur. a) Mekanik özellikler b) Termal ve fiziksel özellikler Şekil 2 Mekanik, fiziksel ve termal özelliklerdeki iyileşmeler 348

a) Kontrol numunesi b) KC-10 numunesi c) KC-20 numunesi d) KC-30 numunesi Şekil 3 Donma-çözülmeden sonra yapay kireçtaşı numunelerin görünüşü Doğal ve Yapay Kireçtaşlarının Karşılaştırılması Doğal kireçtaşı numuneleri, yörede bulunan dört farklı kireçtaşı ocağından alınmış olup, numunelerin test sonuçlarının ortalama değerleri Tablo 5 te verilmektedir. TÜBİTAK projesi kapsamında incelenen doğal kireçtaşı numunelerinin kimyasal özellikleri, yapay kireçtaşında kullanılan kireçtaşı tozu ile aynıdır (Turgut ve diğ., 2006). Doğal ve yapay kireçtaşlarının, basınç ve eğilme dayanımı değerlerinin bulunmasında kullanılan numunelerin boyutları birbirinden farklıdır. Doğal ve yapay kireçtaşı numunelerinin boyutları küçük olduğu için, karşılaştırmalarda boyutun dayanımlar üzerine etkisi dikkate alınmamıştır. Cam tozu içermeyen yapay kireçtaşı kontrol numunesinin basınç dayanımı, doğal kireçtaşı numunesinin basınç dayanımından yaklaşık olarak % 54 daha büyüktür. % 30 cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunesinin basınç dayanımı ise, doğal kireçtaşı numunesinin basınç dayanımından % 69 daha büyük bulunmuştur. Cam tozu içermeyen yapay kireçtaşı kontrol numunesinin eğilme dayanımı ise, doğal kireçtaşı numunesinin eğilme dayanımından yaklaşık olarak % 15 daha küçük olmasına rağmen, ağırlıkça % 30 cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunesinin eğilme dayanımı, doğal kireçtaşı numunesinin eğilme dayanımından % 58 daha büyük olmuştur. Doğal kireçtaşının elastisite modülü değeri, yapay kireçtaşı kontrol numunesinin elastisite modülü değerinden % 15 daha büyük olmasına rağmen, % 30 cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunesinin elastisite modülü değeri doğal kireçtaşının elastisite modülü değerinden % 58 daha büyüktür. Ağırlıkça % 30 cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunesinin su emme miktarı, doğal kireçtaşı numunesinin su emme miktarından % 34 daha fazladır. Ancak hem doğal kireçtaşı hem de yapay kireçtaşları, ASTM C 140 (2006) da verilen en fazla 0.288 gr/cm 3 sınır değerini sağlamıştır. Yapay kireç taşlarının birim ağırlıkları, doğal kireçtaşlarının birim ağırlığından yaklaşık olarak % 9 daha küçük bulunmuştur. Böyle bir durumda, yapay kireçtaşı ile yapılan yapının ağırlığı, doğal kireçtaşı ile yapılan yapının ağırlığından % 9 daha az olacaktır. Doğal kireçtaşının hacim olarak aşınma kaybı, cam tozu içermeyen kontrol numunesinden 3 kat ve % 30 cam tozu içeren yapay kireçtaşından 6 kat daha büyük olduğu görülmüştür. Doğal ve yapay kireçtaşı numuneleri üzerinde yapılan aşınma testlerinden elde edilen sonuçlara göre, yapay kireçtaşlarının aşınmaya karşı gösterdikleri direnç, doğal kireçtaşının aşınma direncinden oldukça fazladır. Doğal kireçtaşının donma-çözülme direnci, cam tozu içermeyen kireçtaşının donmaçözülme direncinden çok daha iyidir. Ancak doğal kireçtaşı için, TS 699 (2000) standardı takip edilerek 25 devirlik bir donma-çözülme testi yapılmıştır. Yapay kireçtaşlarının donma-çözülme testinde ise, ASTM C 67 (2003) standardı kullanılarak 349

50 devirlik bir donma-çözülme testi yapılmıştır. Bu durum dikkate alındığında, cam tozu içeren yapay kireçtaşlarının iyi bir donma-çözülme direnci sağladığı söylenebilir. Doğal kireçtaşının termal iletkenlik değeri, yapay kireçtaşı kontrol numunesinden % 33 ve % 30, cam tozu içeren numuneden ise, % 58 daha büyüktür. Elde edilen bu sonuçlara göre, yapay kireçtaşlarının ısı yalıtımının, doğal kireçtaşlarının ısı yalıtımından daha iyi olduğu söylenebilir. Yörede bulunan doğal kireçtaşının yapısı yumuşaktır ve tabakaları arasında kılcal çatlaklar bulunmaktadır. Bu durum, kireçtaşının ince plakalar halinde kesilmesini zorlaştırmaktadır. Doğal kireçtaşı plakaları, en az 4 5 cm kalınlığa kadar kesilebilmektedir. Yörede bulunan doğal kireçtaşının bir diğer yetersiz tarafı ise, aşınmaya karşı direncinin çok zayıf ve basınç dayanımının düşük olmasıdır. TS 11137 (1993) standardında, yığma yapıların yük taşıyıcı kısmında kullanılacak doğal kireçtaşının basınç dayanımının en az 49 MPa ve dış cephe ve iç mekan kaplamalarında kullanılması durumunda ise, basınç dayanımın en az 29.4 MPa olması gerektiği belirtilmektedir. Yörede mevcut olan dört adet kireçtaşı ocağından alınan doğal kireçtaşı numunelerinin ortalama basınç dayanımı değeri, Tablo 5 te verildiği gibi 17.8 MPa dır. Yine bu standarda göre, hacimce aşınma kaybının, yük taşıyan kısımlarda en fazla 10 cm 3 /50cm 2 ve kaplama malzemesi olarak kullanılması durumunda ise, en fazla 15 cm 3 /50cm 2 olması öngörülmektedir. TS 11137 (1993) standardına göre, yörede bulunan doğal kireçtaşları hem taşıyıcı duvar malzemesi hem de dış cephe ve iç mekân kaplamasında kullanılamaz. Yörede bulunan doğal kireçtaşı, betonarme yapıların dış cephesi ve iç mekân kaplamalarında, ilgili standardı sağlamamasına rağmen kullanılmaktadır. Kireçtaşı tozu ağırlığının % 20 si kadar cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunenin basınç dayanımı, 29.5 MPa ve hacimce aşınma kaybı da 4.51 cm 3 /50cm 2 olarak bulunmuştur. Bu durumda, % 20 ve % 30 cam tozu içeren yapay kireçtaşı numuneleri, TS 11137 (1993) da, dış cephe ve iç mekân kaplaması için istenen basınç dayanımı ve hacimce aşınma değeri kriterlerini sağlamaktadır. Yapay kireçtaşının bir diğer önemli özelliği de kaplama malzemesi olarak kullanılması durumunda 1 cm kalınlığa kadar üretilebilmesidir. Böylece, betonarme yapıların yapay kireçtaşı ile kaplanması durumunda, kaplama malzemesi ağırlığının az olması nedeniyle, binaya gelecek yükler azalacaktır. Yapay kireçtaşının sıkıştırıldığı kalıplara çeşitli desenler verilmesi durumunda, kaplama malzemelerin yüzeylerinde doğal taş oymacılığına benzer görüntüler de elde edilebilecektir. Üretilen yapay kireçtaşlarının rengi ise, yörede bulunan doğal kireçtaşına benzemektedir. Sonuçlar Kireçtaşı tozu ve cam tozu kullanılarak üretilen yapay kireçtaşı numunelerde, cam tozunun puzzolanik etkisinden dolayı mekanik ve fiziksel özelliklerde önemli derecede iyileşmeler gözlenmiştir. Kireçtaşı tozunun ağırlıkça % 20 ve 30 u kadar cam tozu içeren yapay kireçtaşı numunelerinin tüm özellikleri, doğal kireçtaşından daha iyi olmuştur. Cam tozunun, yapay kireçtaşlarının mekanik ve fiziksel özelliklerini niçin etkili bir şekilde iyileştirdiği üzerine, SEM (Scanning Electron Microscope) yardımıyla daha ileri düzeyde yapılan çalışmalar devam etmektedir. Teşekkür MAG-104I084 nolu projeyi destekleyen TÜBİTAK a ve katkılarından dolayı Sn. Tanay Atasoy a teşekkürlerimi sunarım. 350

Kaynaklar Algin, H.M, Turgut P. (2007) Cotton and limestone powder wastes as brick material. Construction and Building Materials, http://dx.doi.org/ 10.1016/j.conbuildmat. 2007. 03.006. American Society for Testing and Materials (1990) ASTM C 1113: Test method for thermal conductivity of refractories by hot wire. Philadelphia. American Society for Testing and Materials (2002) ASTM C 469: Standard test method for static modulus of elasticity and Poisson s ratio of concrete in compression. Philadelphia. American Society for Testing and Materials (2003) ASTM C 568: Standard specification for limestone dimension stone. Philadelphia. American Society for Testing and Materials (2003) ASTM C 67: Standard test methods for sampling and testing brick and structural clay tile. Philadelphia. American Society for Testing and Materials (2006) ASTM C 140: Methods of sampling and testing concrete masonry units. Philadelphia. American Society for Testing and Materials (2006) ASTM C 90: Standard specification for load-bearing concrete masonry units. Philadelphia. British Standards Institution (1981) BS 6073-Part 1: Precast concrete masonry units: Specification for precast concrete masonry units. London. British Standards Institution (1997) BS 1881-Part 203: Recommendations for measurement of pulse velocity through concrete. London. Corinaldesi, G.G., Moriconi, G., Montenero, A. (2005) Characteristic and puzzolanic reactivity of glass powders. Waste Management, Vol. 25, No. 2, pp. 197 201. European Standards (2004) EN13892-3: Methods of test for screed materials. Determination of wear resistance-bohme. Galetakis, M. and Raka S. (2004) Utilization of limestone dust for artificial stone production: an experimental approach. Minerals Engineering, Vol. 17, No. 2, pp. 355 357. Larrard, F. (1998) Concrete mixture-proportioning. A Scientific Approach, Modern Concrete Technology Series, E & FN SPON, London. Pera, J., Husson, S., Guihlot, B. (1999) Influence of finely ground limestone on cement hydration. Cement and Concrete Composites, Vol. 21, No. 2, pp. 99 105. Petersson, O. (2001) Limestone powder as filler in self-compacting concrete-frost resistance and compressive strength. Proceedings of the second RILEM international 351

symposium on self-compacting concrete Kochi University of Technology, COMS Engineering Corporation, Japan, pp. 277 284. Ramachandran, V.H. and Zhang, C.M. (1986) Dependence of fineness of calcium carbonate on the hydration behavior of calcium silicate. Durability of Building Materials, Vol. 4, No. 1, pp. 45 66. Shao,Y., Lefort, T., Moras, S., Rodriguez, D. (2000) Studies on concrete containing ground waste glass. Cement and Concrete Research, Vol. 30, No. 1, pp. 91 100. Shayan, A., Xu A. (2004) Value-added utilization of waste glass in concrete. Cement and Concrete Research, Vol. 34, No. 1, pp. 81 89. Shi, C., Wu, Y., Riefler, C., Wang, H. (2005) Characteristic and puzzolanic reactivity of glass powders. Cement and Concrete Research, Vol. 35, No. 5, pp. 987 993. Topcu, I.B. and Canbaz, M. (2004) Properties of concrete containing waste glass. Cement and Concrete Research, Vol. 34, No. 1, pp. 267 274. Turgut, P., Yeşilnacar, M.İ., ve Bulut, H. (2006) Yapı malzemesi olarak Urfa taşı'nın mekanik, fiziksel ve teknolojik özelliklerinin tespiti. TÜBİTAK-MAG Projesi (104I084). Turgut, P. (2007a) Cement composites with limestone dust and different grades of wood sawdust. Building and Environment, Vol. 42, No. 11, pp. 3801 3807. Turgut, P. and Algin, H.M. (2007) Limestone dust and wood sawdust as brick material. Building and Environment, Vol. 42, No. 9, pp. 3399 3403. Turgut, P. (2007b) Limestone dust and glass powder wastes as new composite brick material. Materials and Structures, http://dx.doi.org/10.1617/s11527-007-9284-3. Türk Standartları Enstitüsü (1985) TS 705: Fabrika tuğlaları-duvarlar için dolu ve düşey delikli. Ankara. Türk Standartları Enstitüsü (2000) TS 699: Tabii yapı taşları muayene ve deney metotları. Ankara. Türk Standartları Enstitüsü (1988) TS 406: Beton bloklar ve briketler-duvarlar için. Ankara. Turkish Standard Institution (2005) TS EN 197-1/A1: Çimento- Bölüm 1: Genel çimentolar-bileşim, özellikler ve uygunluk kriterleri. Ankara. Türk Standartları Enstitüsü (1993) TS 11137: Kireçtaşı-yapı ve kaplama taşı olarak kullanılan. Ankara. 352