www.teknolojikarastirmalar.com ISSN:1305-631X Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi 2008 (2) 31-41 TEKNOLOJĐK ARAŞTIRMALAR Makale Kürşat YILDIZ* Gazi Üniversitesi Teknik Eğitim Fakültesi Yapı Eğitimi Bölümü, 06500, Ankara ÖZET Bu araştırmada, iç Anadolu yöresinde faaliyet gösteren dört farklı tuğla fabrikası atığının, tuğla üretiminde tekrar kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla elde edilen atıklar öğütülmüş ve tuğla hammaddesi olan kil e %0, %5,%, %15, %20, %25 ve %30 oranlarında ikame edilmek suretiyle altı tip tuğla üretilmiştir. Bu numuneler 750 0 C, 850 0 C, 950 0 C ve 50 0 C sıcaklıklarda pişirildikten sonra, tuğla numunelerinin mekanik ve fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Sonuç olarak, 50 0 C de her grupta %5,%,%15,%20,%25 ve %30 ikame oranlarında tuğla üretilebileceği, hem fiziksel hem de mekanik özellikler açısından mümkün olabileceği tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Tuğla atığı, Kil, Đkame,Tuğla 1. GĐRĐŞ Günümüzde inşaat sektörünün hızla gelişmesi, bu sektörün önemli girdilerinden olan tuğla talebini artırmakla birlikte hammadde ihtiyacını doğurmaktadır. Tuğla fabrika atıklarının fabrika dışına taşınması hem çevre hem de ekonomik anlamda düşündürücüdür. Yapılan inceleme ve araştırmalar atık miktarının toplam üretimin % u dolaylarında olduğunu göstermektedir. Kırka Boraks Đşletmesi atık ürünlerinin seramik yapıda atık malzeme ve seramik üretimi için uygun olabilecek bir malzemenin potansiyel kullanımını araştırmıştır. Boraks işletmesinin atık malzemesi üzerinde yapılan toplam kayaç X-Ray Difraktometre çalışmasında ortalama % 41-45 dolomit, % 24-28 boraks, % -14 üleksit ve % 18-21 kil mineralleri bulmuştur. Çalışmasında % 17-21 kuvars, %7-11 kalsit, % 56-60 simektit ve % 12-16 illit + plajiyoklas + K-feldispat mineral topluluğu içeren Turgutlu tuğla hammaddesini kullanmış ve 850-900 C gibi düşük sıcaklıklarda bor atıklarıyla üretilen; tuğla numuneler elde edilmiştir [1]. Afşin-Elbistan termik santralinden elde edilen uçucu küllerin tuğla üretiminde kullanmışlardır. ø5 x cm.lik silindirik numuneler üzerinde bir takım fiziksel ve mekanik deneyler yapmışlardır. Örneklerin su içerisinde stabilitelerinin bozulması karışıma agrega ilave etmelerine neden olmuştur [2]. Afyon yöresi tüflerinden tuğla üretmiş hammadde içerisine %, % 20 ve % 30 oranında tüf kullanmış ve numunelerini 900ºC de pişirerek olumlu sonuçlar elde etmiştir [3]. Dökmen, Tuğla kiremit imalinde kullanılacak toprakların plastisite suyu oranının % 25 - % 35 arsında bulunması gerektiğini vurgulamış, kumlu ve yağlı killerin % 25 su ile plastik hale getirilebileceğini açıklamıştır [4]. *Đletişim, E-mail: aoner@aksaray.edu.tr
Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 Uz, Killerin; kum içerdikleri gibi, saf olarak ta bulunabildiklerini, genellikle yüzeyde veya yüzeye yakın yerlerde depolandıklarını açıklamıştır. Araştırmacı killerin tuğla yapımı için uygun malzeme olduğunu biraz kum içermelerinin, tuğlanın kalitesini yükselttiği için uygun olacağını belirtmiştir [5]. Ertürkan, Çalışmasında kil arıtma tesisi atıklarından tuğla numuneleri üretmiştir. Atığı hammadde içerisine sırasıyla; % 5, %, % 15, % 20, % 30, % 40 ve % 50 oranlarında katarak numunelerini hazırlamış ve ilgili TS larına uygun deneyler yapmıştır. Hammadde ile kil atığının %20 oranına kadar katılabildiğini görmüştür [6]. Rahman, Pirinç kabuğu külü ile kırmızı killi toprak karışımından oluşmuş tuğlalar üzerine yaptığı deneysel çalışmada pirinç kabuğu külünün etkisi incelemiştir. Kül katkısının artışı ile rötre değeri azalmış, su içeriği artmıştır [7]. Yıldırım, Çorum yöresine ait tuğla atıklarını çalışmasında kullanmıştır. Bu amaçla iki farklı incelikte seriler oluşturmuş bu serilere ait numuneleri 900 ºC, 00 ºC ve 10 ºC de pişirerek fiziksel ve mekanik deneyler yapmıştır. Tuğla atığı malzemenin 0,600 mm öğütülerek kullanılabileceğini ortaya koymuştur [8]. Sümer, Tuğla killerin su plastisitesi değerleri % 13,20-40,70 arasında olmalıdır demiştir [9]. Tuğla yapımında kaliteye, hammaddelerin kimyasal bileşimi, tane büyüklüğü, yüzey durumu, öğütme yöntemi, şekillendirme, ısısal zaman, pişirme zamanı ve sıcaklık gibi birçok faktör etki etmektedir []. Bideci, araştırmasında diatomitin tuğla üretiminde kullanılabilirliğini araştırmıştır. Bu amaçla tuğla hammaddesi içerisine %, % 20, % 30 oranlarında diatomit katmış ve 800 C, 900 C ve 00 C de pişirmiştir. Hammadde içerisine % 20 oranında diatomit katkısı ve 900 C de pişirilmesiyle olumlu sonuçlar almıştır [11]. Doğan, Fırın sıcaklığının artması sonucu kaolinit kili silis ve alümin ayrılması ile demir oksit ve tuğlalar hammadde içerisindeki kilin özelliğine, üretilecek malzeme çeşidine bağlı olarak belirli süre ve ısı derecesinde pişirilir. Kil hamuru küçük ısı derecesinde bir etüvde bekletilirse önce serbest haldeki suyunu, daha sonrada emdiği suyun bir kısmını kaybederek zaman içinde artan bir rötre yaparak sertleşeceğini belirtmiştir [12]. Tokyay ve Çetin, Uçucu kül - kireç karışımlarından üretilen preslenmiş duvar blok elemanlarının basınç dayanımını ve su emme özelliklerini araştırmışlardır. Bu amaçla, Soma - B ve Tunçbilek Termik santralleri külleri değişik oranlarda kireç ve toplam katı ağırlığın % u kadar su ile karıştırılıp preslenerek tuğla boyutlarında elemanlar üretmişlerdir. Elde edilen sonuçlar her iki uçucu külün duvar blok elamanı üretiminde kullanılabileceğini ortaya koymuştur [13]. Uchida ve Ichikawa, çalışmalarında Al ve Si tozlarının yanmamış MgO-C tuğlalarına katılması ile seçilen sıcaklıklardaki üretimde; değişen mikro yapı, mekanik ve termal özelliklerini incelemişlerdir. Pişirme ve soğutma işlemi sonunda; oda sıcaklığından, 500 ºC, 00 ºC ve 1300 ºC ye kadar tüm örneklerde, sıcaklıkla genleşme oranının azaldığı saptamışlardır [14]. Satapathy, çalışmasında zirkonya ve uçucu kül katkıları ile tuğla üreterek, kompozit malzemenin mekanik ve fiziksel özelliklerini incelemiştir. Çalışmasının sonucunda artan katkı oranıyla su emme azalmış ve sertlik dayanımı artmıştır [15]. Bu çalışmada, iç Anadolu bölgesinde faaliyet gösteren dört farklı tuğla fabrika atığının tuğla hammaddesi yerine ikame edilerek tuğla özellikleri üzerindeki etkisi, mekanik ve fiziksel özellikleri açıksından 32
Yıldız, K. Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 incelenmiştir. Bu çalışma tuğla üretim atığının yeniden değerlendirilmesi, maliyetin azaltılması, çevre kirliliğinin önlenmesi ve tarım alanlarının daha fazla tahrip edilmemesi adına önemli bulunmuştur. 2. MATERYAL ve YÖNTEM 2.1 Materyal Çalışmada, iç Anadolu bölgesi tuğla üretiminde kullanılan kil hammaddesi ve yine aynı bölgede faaliyet gösteren tuğla fabrika atıkları kullanılmıştır. Kullanılan malzemeye ait kimyasal özellikler Tablo 1 de verilmiştir. 2.2 Yöntem Tablo 1. Kil ve Fabrika Atıklarına Ait Kimyasal Analiz Kimyasal Bileşim (%) Kil Fabrika Atığı FBA1 FBA2 FBA3 FBA4 SiO 2 46,03 48,75 47,95 49,05 45,97 Al 2 O 3 12,08 13,04 12,83 12,45 11,35 Fe 2 O 3 9,63 11,25 11,54 12,03,86 CaO 8,21 9,72 9,45,02 9,78 MgO 9, 11,30,96,65,56 SO 3 0,03 0,41 0,42 0,39 0,41 K 2 O 1,17 1,00 1,03 1,02 0,97 Na 2 O 2,23 2,02 2,15 2,09 1,97 Kızdırma kaybı 9,13 0,61 0,64 0,68 0,79 Çamur hazırlama ve numunelerin şekillendirilmesi Kimyasal kompozisyonları bilinen dört tip tuğla fabrikası atığı, önce düz çeneli kırıcıdan geçirilmiş daha sonra bilyeli değirmende üç saat süreyle öğütülmüştür. Öğütülen tuğla atıkları 150 µm elekten elenmiş ve alta geçen kısım kil içerisine %0, %5,%, %15, %20, %25 ve %30 oranlarında ikame edilmiştir. Belirtilen oranlarda atık, kil ve su karıştırılarak içerisinde hava boşluğu kalmayacak şekilde hamur elde edilmiştir. Hazırlanan çamur üzeri nemli bir bezle örtülerek 24 saat dinlenmeye bırakılmıştır. 24 saat dinlendirilen çamur sistematiği Şekil 1 de verilen pnömatik sistemle çalışan cihazla şekillendirilmiştir. Şekillendirilen numuneler 25x115mm silindir prizma ebadında kesilmiştir. Numunelerin plastik uzunlukları, kumpasla, ağırlıkları 0,01gr hassasiyetli terazide tartılmış ve TS 4790 a göre plastik suyu değerleri hesaplanmıştır [16]. 1 1 A 3 4 5 2 2 6 A-A Kesiti A Şekil 1. Pnömatik Sistemin Sistematiği Şekil 1 de verilen deney seti üzerinde rakamlarla ifade edilen aparat ve/veya bölümler; 1)Kesme aparatı, 2)Çamur haznesi, 3)Kumanda ünitesi, 4) Manometre, 5) Kompresör, 6) Pnömatik sistem 33
Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 Kurutma Numuneler, TS 4790 a uygun olarak hazırlanan tahta bir zemin üzerine yerleştirilerek 24 saat süreyle normal oda sıcaklığında bekletilmiştir. Tuğla numuneleri, ilk iki saat içinde çarpılmalarını engellemek için çarpılma durumlarına göre döndürülmüş ve diğer yüzeylerinin de kurumaları sağlanmıştır. Đlk kuruma periyodundan sonra numuneler, 55 ± 5 C sıcaklığa sahip etüvde 4 saat kurutulmuştur. Bu işlemi takiben tuğla numuneleri, etüvden çıkarılmadan 5±5 C sıcaklıkta 24 saat kurutulmuş ve sonra oda sıcaklığına gelinceye kadar etüvde bekletilmiştir. Numunelerin kuru ağırlıkları ve kuru uzunlukları, hassas terazi ve kumpas kullanılarak belirlenmiş ve TS 4790 a göre doğrusal kuruma küçülme değerleri hesaplanmıştır[16]. Pişirme Şekillendirilen numuneler 750 0 C, 850 0 C, 950 0 C ve 50 0 C olmak üzere dört farklı sıcaklıkta ve son sıcaklık derecesinde 30dk pişirilmiştir. Numuneler, fırın sıcaklığı 0 C nin altına indiğinde fırından çıkarılmış ve oda sıcaklığına kadar soğuması için bekletilmiştir. Numunelerin toplam doğrusal küçülme deneyi TS 4790 a, su emme deneyi TS 704 e ve basınç dayanımı deneyi TS 705 e göre yapılmıştır[16,17,18]. 3. BULGULAR ve DEĞERLENDĐRME 3.1 Plastik suyu Plastik suyu yüzde değerlerinin belirlenmesinde her bir grup için beş tekerrürlü deneme yapılmış ve ortalama değerler Tablo 2 de verilmiştir. Her grup fabrika atığı yüzdelerinin artışı plastisiteyi etkilediği belirlenmiştir. Bununla beraber bu artış hiçbir grupta literatür sınır değerleri aşmamıştır (Şekil 2). Tablo 2. Her Bir Grup Đçin Plastik Suyu % Değerleri Plastik Suyu (%) Fabrika FA1 21,81 22,90 23,04 24,09 24,78 25,06 25,87 FA2 22,33 23,17 23,56 24,12 24,85 25,23 25,96 FA3 21,16 23,56 23,40 24,81 24,76 25,49 26,75 FA4 20,95 23,87 23,97 24,56 24,96 25,59 26,64 Literatür Sınır değerleri [19] %13,20-%40,70 34
Yıldız, K. Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 40 Üst Sınır Değer ( % 40,70 ) Plastik Suyu (%) 30 20 Alt Sınır Değer ( % 13,20 ) FA1 FA2 FA3 FA4 0 Şekil 2. Grupların %Đkame - % Plastik Suyu - Sınır Değer Gösterimi 3.2 Doğrusal Kuruma Küçülmesi Tuğla üretiminde önemli kriterlerden biri olan doğrusal kuruma küçülmesi, yüzde değerlerinin belirlenmesinde her bir grup için toplam elli adet numune kullanılmış ve elde edilen verilerin ortalaması alınarak Tablo 3 de verilmiştir. Her grup fabrika atığının ikame oranlarının artışına karşın doğrusal kuruma küçülmesinin azaldığı tespit edilmiştir. Bunu yanı sıra her grupta %25 ve %30 ikame oranları arasında doğrusal kuruma küçülmesinin hemen hemen değişmediği tespit edilmiştir (Şekil 3). Tablo 3. Her Bir Grup Đçin Doğrusal Kuruma Küçülmesi % Değerleri Doğrusal Kuruma Küçülmesi (%) Fabrika FA1 4,75 4,53 4,16 3,89 3,55 3,22 3,20 FA2 4,73 4,62 4,21 3,75 3,49 3,24 3,23 FA3 4,70 4,44 4,06 3,83 3,40 3,16 3,15 FA4 4,72 4,56 4,19 3,79 3,39 3,12 3,11 Literatür Sınır değerleri [20] Maksimum % 8 Doğrusal Kuruma Küçülmesi (%) 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Sınır Değer Max %8 FA1 FA2 FA3 FA4 Şekil 3. Grupların %Đkame - % Doğrusal Kuruma Küçülmesi - Sınır Değer Gösterimi 35
Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 3.3 Toplam Doğrusal Küçülme Tuğla üretiminin önemli ve bir o kadar hassas kriterlerinden toplam doğrusal küçülme, yüzde değerlerinin belirlenmesinde her bir grup için toplam elli adet numune kullanılmış ve elde edilen verilerin ortalaması alınarak Tablo 4 de verilmiştir. Her grup fabrika atığının ikame oranlarının artışına karşın toplam doğrusal küçülmenin azaldığı tespit edilmiştir. Bu da tuğla üretiminde, tuğla fabrika atıklarının olumlu yönde etki ettiğini ortaya koymuştur. Pişirme sıcaklığı arttıkça bütün gruplarda toplam doğrusal küçülme de artış gözlenirken, fabrika atığı ikame oranı arttıkça toplam doğrusal küçülme yüzdesinde azalmalar görülmüştür. Yalnız %25 ve %30 ikame oranlarındaki toplam doğrusal küçülme yüzdeleri arasındaki fark yok denecek kadar azdır (Şekil 4). Tablo 4. Farklı Sıcaklıklarda Her Bir Grup Đçin Toplam Doğrusal Küçülme % Değerleri Sıcaklık 0 C Toplam Doğrusal Küçülme (%) / Fabrika FA1 5,43 5,12 4,95 4,51 4,15 3,89 3,87 FA2 5,41 5,16 4,92 4,52 4,13 3,84 3,83 FA3 5,44, 5,11 4,96 4,49 4, 3,82 3,81 FA4 5,48 5,19 4,89 4,45 4,02 3,87 3,86 FA1 5,78 5,52 5,06 4,70 4,35 4,11 4,01 FA2 5,74 5,55 5,09 4,75 4,39 4,15 4,02 FA3 5,79 5,56 5, 4,72 4,33 4,13 3,98 FA4 5,76 5,50 5,11 4,71 4,30 4,13 4,00 FA1 6,03 5,75 5,35 5,12 4,89 4,68 4,60 FA2 6,08 5,76 5,38 5,11 4,91 4,64 4,61 FA3 6,05 5,70 5,34 5,16 4,92 4,63 4,62 FA4 6,04 5,74 5,32 5,17 4,89 4,67 4,65 FA1 6,97 6,65 6,25 6,01 5,87 5,70 5,67 FA2 6,95 6,64 6,28 6,05 5,83 5,69 5,68 FA3 7,01 6,65 6,27 6,04 5,81 5,64 5,61 FA4 7,02 6,68 6,25 6,07 5,90 5,72 5,70 750 0 C 850 0 C Literatür Sınır değerleri [20] Maksimum ( % ) Toplam doğrusal küçülme (%) 12 11 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Sınır Değer Max % 750 0C 850 0C Pişirme sıcaklığı Şekil 4. Farklı Sıcaklıklarda Grupların % Đkame - % Toplam Doğrusal Küçülme - Sınır Değer Gösterimi 36
Yıldız, K. Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 3.4 Su Emme Tuğla üretiminin önemli fiziksel özelliklerinden olan su emme yüzde değerlerinin belirlenmesinde, her bir grup için elli adet numune kullanılmıştır. elde edilen verilerin ortalama değerleri Tablo 5 te verilmiştir. Her bir grupta fabrika atığı ikamesinin artışı su emme yüzdesinde artışa sebep olmuştur. Fakat pişirme sıcaklığı arttıkça su emme yüzde değerlerinde düşüşler gözlenmiştir (Şekil 5). Bu iki değişken arasında ki ters ilişki göz önünde bulundurulacak olursa yüksek oranda fabrika atığı katkılı tuğla yüksek sıcaklıklarda pişirildiği takdirde kullanımını mümkün kılacaktır. Tablo 5. Farklı Sıcaklıklarda Her Bir Grup Đçin Su Emme % Değerleri Sıcaklık 0 C Su Emme (%) / Fabrika FA1 15,79 15,98 16,12 16,54 16,98 17,52 17,93 FA2 15,68 15,85 16,09 16,42 16,74 17,41 18,03 FA3 15,59 15,97 16,35 16,64 16,82 17,77 18,12 FA4 15,83 16,05 16,41 16,77 16,97 17,88 18,42 FA1 15,05 15,51 16,01 16,15 16,66 17,15 17,38 FA2 15,34 15,51 15,86 16,07 16,45 17,19 17,68 FA3 15,26 15,79 16,13 16,41 16,65 17,28 17,87 FA4 15,45 15,76 16,05 16,42 16,67 17,11 17,26 FA1 14,95 15,11 15,85 16,04 16,34 16,73 17,16 FA2 15,20 15,30 15,61 15,92 16,19 16,86 17,24 FA3 15,12 15,45 15,78 16,16 16,45 16,85 17,45 FA4 15,32 15,45 15,78 16,19 16,40 16,91 17,08 FA1 14,83 15,01 15,65 15,89 16,09 16,42 16,86 FA2 15,05 15,15 15,30 15,74 16,03 16,28 17,02 FA3 14,95 15,08 15,42 15,79 16,23 16,48 16,97 FA4 15,21 15,32 15,47 15,68 16,11 16,70 16,95 750 0 C 850 0 C Standart Sınır değeri [17] Maksimum ( % 18) 25 Su Emme (%) 20 15 Sınır Değer Max %18 750 0C 850 0C Pişirme sıcaklığı Şekil 5. Farklı Sıcaklıklarda Grupların % Đkame - % Su Emme - Sınır Değer Gösterimi 37
Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 3.5 Basınç Dayanımı Üretilen tuğla numuneler üzerinde her grup için farklı pişirme sıcaklığı ve farklı ikame oranlarında tek eksenli basınç dayanımı deneyi yapılmıştır. Elde edilen verilerin aritmetik ortalamaları Tablo 6 da verilmiştir. Veri dağılımları fabrika atığı tuğla tozu ikamesinin artışına bağlı olarak basınç dayanımını olumsuz yönde etkilediği, bununla beraber pişirme sıcaklığının artışı ile basınç dayanımlarının arttığını ortaya koymuştur. Bazı gruplarda kabul edilebilir standart sınır değerin altına düştüğü görülmüştür (Şekil 6). Tablo 6. Farklı Sıcaklıklarda Her Bir Grup Đçin Basınç Dayanımı Değerleri Sıcaklık 0 C Basınç Mukavemeti (MPa) / Fabrika FA1 11,51 11,41,26 9,56 8,97 8,02 7,46 FA2 11,42 11,37,12 9,45 8,56 8,03 7,49 FA3 11,48 11,29,06 9,46 8,74 8,06 7,62 FA4 11,63 11,46,32 9,76 8,89 8,09 7,57 FA1 13,79 13,56 12,58 11,90 11,09,12 9,23 FA2 13,67 13,46 12,34 11,75 11,02,29 9,16 FA3 13,79 13,54 12,51 11,79,98,09 9,42 FA4 13,85 13,62 12,78 11,89 11,05,11 9,34 FA1 18,59 18,45 17,31 16,16 15,16 14,49 13,91 FA2 18,42 18,29 17,16 16,49 15,49 14,64 13,98 FA3 18,59 18,34 17,26 16,45 15,64 14,34 13,89 FA4 18,93 18,46 18,49 16,78 15,38 14,39 13,48 FA1 23,05 22,87 21,49 20,59 19,49 18,45 17,89 FA2 22,79 22,64 21,59 20,48 19,78 18,59 17,84 FA3 22,46 22,16 21,01 20,79 19,59 18,69 17,67 FA4 22,93 22,71 21,09 20,16 19,67 18,99 17,96 750 0 C 850 0 C Standart Sınır değeri [18] Minimum ( 9,8 MPa) 25 Basınç Dayanımı (Mpa) 20 15 5 0 Sınır değer (9,8 MPa) 750 0C 850 0C Pişirme sıcaklığı Şekil 6. Farklı Sıcaklıklarda Grupların % Đkame Basınç Dayanımı - Sınır Değer Gösterimi 38
Yıldız, K. Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 3.6 Zararlı Manyezi ve Kireç Deneyi Bu deneyde numuneler 24 saat süreyle suda bırakıldıktan sonra kaynayan suda iki saat süreyle tutulmuş ve sudan çıkarılmadan oda sıcaklığında soğumaya bırakılmıştır [18]. Soğuyan numunelerin göz ile yapılan kontrolünde her grupta kopma ve dağılma gibi bir oluşuma rastlanmazken, bazı gruplarda pullanma, çatlama, ve kabarma gibi bir takım oluşumlara rastlanmıştır. Daha sonra bu numuneler tekrar kırılma yükü deneyine tabi tutulmuşlardır. Elde edilen veriler Tablo 7 de verilmiştir. Tablo 6. Farklı Sıcaklıklarda Her Bir Grup Đçin Basınç Dayanımı Değerleri Sıcaklık 0 C Zararlı Manyezi ve Kireç Deneyi Sonrası Basınç Dayanımı (MPa) / Fabrika FA1 9,51 9,05 8,72 6,65 4,46 3,98 3,06 FA2 9,44 9,06 8,46 6,46 4,42 3,94 3,08 FA3 9,49 9,01 8,14 6,32 4,31 3,91 3,04 FA4 9,71 9,11 8,36 6,29 4,37 3,87 3,09 FA1 11,51 11,12 9,79 7,32 5,26 4,59 3,19 FA2 11,49 11,09 9,72 7,46 5,62 4,51 3,15 FA3 11,76 11,12 9,76 7,56 5,41 4,58 3,16 FA4 11,97 11,46 9,68 7,29 5,82 4,52 3,17 FA1 14,89 14,78 13,16 11,15 9,76 8,76 7,67 FA2 14,76 14,59 13,18 11,21 9,82 8,46 7,61 FA3 14,72 14,76 13,24 11,14 9,84 8,59 7,64 FA4 14,92 14,67 13,27 11,16 9,78 8,56 7,63 FA1 19,67 19,32 18,16 16,17 14,15 13,19 12,46 FA2 19,79 19,31 18,46 16,46 14,24 13,21 12,45 FA3 19,85 19,42 18,31 16,34 14,46 13,26 12,41 FA4 19,56 19,16 18,01 16,48 14,43 13,48 12,47 750 0 C 850 0 C Standart Sınır değeri [18] Minimum ( 8,3 MPa) 25 Basınç Dayanımı (Mpa) 20 15 5 0 750 0C 850 0C Pişirme sıcaklığı Şekil 6. Farklı Sıcaklıklarda Grupların % Đkame Basınç Dayanımı - Sınır Değer Gösterimi Sınır değer( 8,3 MPa) 39
Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 4. SONUÇ VE ÖNERĐLER Çalışmada iç Anadolu bölgesini temsilen bölgede faaliyet gösteren dört farklı tuğla fabrikasından elde edilen fabrika atıklarının, tuğla sektörüne tekrar kazandırılabilirliği amacıyla yapılan çalışmada; Fabrika atıkları kimyasal özellikleri bakımından benzer özellikler sergilemiştir. Laboratuar ortamında, tuğla üretim aşamasında bütün fabrika atığı katkılı tuğla numuneleri fiziksel özellikleri bakımından literatür sınır değerlerini karşılamıştır. Bu sonuç Şekil 2-3-5 te görülmektedir. Tuğla üretim aşamasında mekanik özellikler belirlenirken 750 0 C de %15,%20,%25 ve %30 ikame oranlarında ve 850 0 C de, %30 ikame oranında tuğla üretiminin gerçekleştirilemeyeceği tespit edilmiştir. Bu sonuç Şekil 6 da belirtilen gruplar sınır değerlerin altında kalmıştır. Zararlı manyezi ve kireç deneyi sonucunda FA1, FA2 ve FA4 gruplarının %20, %25 ve %30 ikameli olan numunelerde pullanma, çatlama ve kabarmalar gözlenirken, FA3 grubunda bu tür bozulmalara rastlanmamıştır. Bununla beraber hiçbir grupta kopma ve dağılmalara rastlanmamıştır. Zararlı manyezi ve kireç deneyinden çıkan numuneler üzerinde gerçekleştirilen tek eksenli basınç deneyi sonucunda, Şekil 6 da açıkça görüldüğü üzere her grupta 750 0 C ve 850 0 C pişirme sıcaklıkların da, %15,%20,%25 ve %30 ikameli numuneler 950 0 C de %30 ikameli numuneler standart sınır değerlerinin altında kalmıştır. Đç Anadolu bölgesini temsil edebilecek şekilde seçilen pilot fabrikalardan elde edilen atıklar, gerek fiziksel gerekse mekanik özellikler açısından yakın eğerlerde seyretmiştir. Bu sonuç Đç Anadolu bölgesinde üretilen tuğla ve türevlerinin homojen bir dağılım sergilediğini ortaya koymuştur. 50 0 C de her grupta %5,%,%15,%20,%25 ve %30 ikame oranlarında yeterli fiziksel ve mekanik özelliklere sahip tuğla üretilebileceği belirlenmiştir. Sonuç olarak tuğla atıklarının yeniden üretimde kullanılması ile hammadde kaynaklarında tasarruf sağlanabileceği gibi tuğla atıklarının çevreye vermesi muhtemel zararlar önlenmiş olacaktır. KAYNAKLAR 1. Çolak, M., 1999, Etibank Kırka boraks işletmesi atıklarının Turgutlu killeri ile tuğla-kiremit denemesi, Tuğla ve Kiremit Endüstrisi Dergisi, s.-16. 2. Özkul, H., Koral, S., 1995, Afşin Elbistan Uçucu Küllerinin Tuğla Blok Elemanı Üretiminde Kullanılma Olanaklarının Araştırılması, Endüstriyel Atıkların Đnşaat Sektöründe Kullanılması Sempozyumu Bildiriler El Kitabı, TMMOB Đnşaat Mühendisleri Odası, Ankara. 3. Demir, Đ., 2001, Afyon Bölgesi Tüflerinin Tuğla Üretiminde Kullanılması, Doktora Tezi, G.Ü., Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. 4. Dökmen, L., 1989, Salihli ve Turgutlu dan Alınan Tuğla Kiremit Hammaddelerine Uygulanan Analizler ve Sonuçları, Dokuz Eylül Üniversitesi Yayını, Đzmir. 5. Uz, B., 1990, Mineraller, Đstanbul Teknik Üniversitesi, Maden Fakültesi Yayını, Đstanbul. 6. Ertürkan, Y., 1997, Kil Arıtma Tesisi Atıklarının Tuğla Üretiminde Kullanılabilirliğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. 40
Yıldız, K. Teknolojik Araştırmalar : YTED 2008 (2) 31-41 7. Rahman, M. A., 1988, Effect of Rice Husk Ash on the Properties of Bricks Made from Fires Lateritic Soil-Clay Mix. Materials and Structures, s.222-227. 8. Yıldırım, E., 2001, Çorum da Üretilen Tuğla Atıklarının Tekrar Değerlendirilmesinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. 9. Sümer, G., 1992, Endüstriyel Seramikler, Anadolu Üniversitesi Yayını, Eskişehir, s.798-799.. Sümer, G., 1994, Endüstriyel Seramikler, Anadolu Üniversitesi Yayını, Eskişehir, s.837-838. 11. Bideci, A., 2003, Diatomit Hammaddesinin Tuğla Üretiminde Kullanılabilirliğinin Araştırılması, Yüksek Lisans Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara. 12. Doğan, Ş., 1985, Açıklamalı Seramik Teknolojisi, Birsen Yayınevi, Đstanbul. 13. Tokyay, M., Çetin (Küçüköner), B., 1991, Preslenmiş, Buhar Kürü Uygulanmış Uçucu Kül-Kireç Tuğlalarının Dayanım ve Su Emme Özellikleri, ĐMO Teknik Dergi, s.385-394. 14. Uchida, S., and Ichikawa, K., 1998, High Temperature Properties of Unburned MgO-C Bricks Containing Al and Si Powders, Journal of The American Ceramic Society, Vol :81, pp:29-2916. 15. Satapathy, L. N., 2000, Study on the Mechanical Abrasion and Micro structural Properties of Zirconia-Fly ash Materials, Ceramics International, Vol:26, pp:39-45. 16. TS 4790, 1986, Tuğla ve Kiremit Topraklarının Deney Metodu, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara. 17. TS 704, 1979, Harman Tuğlası, Duvarlar için, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara 18. TS 705, 1985, Fabrika Tuğlaları-Duvarlar için Dolu ve Düşey Delikli, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. 19. Sümer, G., 1990, Endüstriyel Seramikler, Anadolu Üniversitesi Yayını, Eskişehir, s.330-332. 20. Köktürk, U., 1993, Endüstriyel Hammaddeler, Dokuz Eylül Üniversitesi Yayını, Đzmir, s.205. 41