SOMA TERMİK SANTRALİ UÇUCU KÜL VE POLİPROPİLEN ATIKLARININ YENİ BİR MALZEME ÜRETİMİNDE DEĞERLENDİRİLMESİ



Benzer belgeler
FARKLI İNCELİKLERDEKİ TRAS VE UÇUCU KÜLÜN ÇİMENTO DAYANIMLARINA ETKİSİ

2/13/2018 MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

YAPI MALZEMESİ OLARAK BETON

ATIK KAĞIT LİFLERİNİN İNŞAAT SIVA MALZEMESİNE DÖNÜŞTÜRÜLMESİ VE KARAKTERİZASYONU

KATI YALITIM MALZEMELERİ KALSİYUM SİLİKAT

Elazığ Ferrokrom Cürufunun Betonun Basınç Dayanımı ve Çarpma Enerjisi Üzerine Etkisi

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

3/20/2018. Puzolan malzemelerin sınıflandırılması:

YAPI MALZEMESİ YAPI MALZEMESİNE GİRİŞ

TANE İNCELİĞİNİN TRASLI ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

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

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

Metalurji Mühendisliğine Giriş. Yrd. Doç. Dr. Rıdvan YAMANOĞLU

YAPI MALZEMESİ PUZOLANLAR

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

EKOBEYAZ. prekast. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

İLERİ YAPI MALZEMELERİ-2 MALZEME ÖZELLİKLERİ

Çimento AraĢtırma ve Uygulama Merkezi. Mineral Katkılar- Uçucu Kül

TEKSTİL FABRİKASI ATIK KÜLÜ VE BAZALTİK POMZA KATKILI TUĞLALARIN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ

DOKUMA BAZALT-CAM VE FINDIK KABUĞU TAKVİYELİ POLİMER KOMPOZİTLERİNİN EĞİLME DAYANIMI VE ISI GEÇİRGENLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Zeyfiye TEZEL Mehmet KARACADAĞ

DEĞİŞİK FAKTÖRLERİN BETON MUKEVEMETİNE ETKİSİNİN DENEYSEL OLARAK İNCELENMESİ

MMM 2011 Malzeme Bilgisi

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

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

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

ZnS (zincblende) NaCl (sodium chloride) CsCl (cesium chloride)

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

Uçucu Kül İçeriğinin Beton Basınç Dayanımı ve Geçirimliliği Üzerine Etkisinin Araştırılması

KARADENİZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ MADEN İŞLETME LABORATUVARI DENEY ADI: AGREGA ELEK ANALİZİ VE GRANÜLOMETRİ EĞRİSİ

Agrega Madenciliğinin Hazır Beton Üretimindeki Yeri. Place in the Ready Mixed Concrete Production of Aggregate Mining

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

MMM291 MALZEME BİLİMİ

Beton Tasarımında Silis Dumanı Kullanımı. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

İNCE AGREGA TANE BOYU DAĞILIMININ ÇİMENTOLU SİSTEMLER ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

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

beton karışım hesabı

Donma-Çözülmenin Farklı Kür Görmüş Kendiliğinden Yerleşen Betonlar Üzerindeki Etkisi

Sugözü Uçucu Külünün Beton Katkısı Olarak Kullanılabilirliği

EKOBEYAZ. karo. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

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

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

DEÜ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ FEN ve MÜHENDİSLİK DERGİSİ Cilt: 7 Sayı: 1 s Ocak 2005

POLİPROPİLEN LİF KATKILI YARI HAFİF BETONLARIN BASINÇ DAYANIMI ÖZELLİKLERİ

SÜPER BEYAZ. prekast. Yüksek performanslı beyaz çimento!

KOMPOZİTLER Sakarya Üniversitesi İnşaat Mühendisliği

KATI YALITIM MALZEMELERİ EXPANDE POLİSTREN LEVHA

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

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

AZOT FABRİKASI CÜRUFU VE TERMİK SANTRAL KÜLLERİNDEN HAFİF DUVAR BLOĞU ÜRETİLMESİ

SÜPER BEYAZ. yapı kimyasalları. Yüksek performanslı beyaz çimento!

I. GİRİŞ Son yıllarda beton teknolojisinde pek çok endüstriyel atık beton agregası olarak kullanılmaktadır. Ülkemizde ve dünyada çok miktarda ortaya ç

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 9 Polimerik Malzemeler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

BETONDA SİLİS DUMANI KULLANIMININ EKONOMİK ANALİZİ

Çimento Fazları ve Etkileri

DÜŞÜK MUKAVEMETLĐ ATIK BETONLARIN BETON AGREGASI OLARAK KULLANILABĐLĐRLĐĞĐ

7. Yapılar ile ilgili projelerin ve uygulamalarının tekrarlı olması durumunda, her bir tekrar için ücret, belirtilen miktarın % 25 si kadardır.

Ayrıca, bu kitapta sunulan bilgilerin İnşaat Mühendislerine de meslek yaşamları boyunca yararlı olacağı umulmaktadır.

İleri Teknoloji Bilimleri Dergisi Journal of Advanced Technology Sciences ISSN:

Hazırlayan: İnş.Yük.Müh. Yasin Engin

KARBON ELYAF TAKVİYELİ POLİAMİT 6 KARMALARIN ISIL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

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

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi ISIDAÇ 40 IN PREFABRİK İMALATLARDA KULLANIMI

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ADANA

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

POMZA AGREGALI TAŞIYICI HAFİF BETONUN MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ

Mineral Katkılar- Metakaolin. Çimento AraĢtırma ve Uygulama Merkezi

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

ÖZELLİKLER POLİETİLEN (İ20) ALÇAK YOĞUNLUK

AGREGALAR Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Faz Malzeme Oranının Polimer Beton Özellikleri Üzerindeki Etkisinin Araştırılması

YAPI MALZEMESİ Anabilim Dalı

ALL ABOUT FIBERS DAHA GÜÇLÜ BETON

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

Yedinci Ulusal Kimya Mühendisliği Kongresi, 5-8 Eylül 2006, Anadolu Üniversitesi, Eskişehir YMN15

Silikonlar, Mastikler ve Köpükler

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

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

METALİK MALZEMELERİN GENEL KARAKTERİSTİKLERİ BAHAR 2010

MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ MALZEME BİLİMİ VE MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ PROGRAMI

2/8/2018. MLZ 204 Yapı Malzemesi (Teori + Uygulama) MLZ 204 Yapı Malzemesi (Teorik + Uygulama)

Kompozit Malzemeler. Tanım:

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

YÜKSEK HACİMDE C SINIFI UÇUCU KÜL İÇEREN BETONLARIN MEKANİK ÖZELLİKLERİ VE SÜLFÜRİK ASİT DAYANIKLILIĞI

Zemin Stabilizasyonunda Uçucu Kül Kullanımı

simplan

CRM ve SMR DENEYSEL ÇALIŞMALARI

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

TUĞLA MASSESİ ÖĞÜTME DURUMUNUN ÜRÜN TEKNİK ÖZELLİKLERİ ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN ARAŞTIRILMASI

FERROKROM CURUFUNUN KERPİCİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ. Ömer CAN

ATAKTİK POLİPROPİLENİN MALEİK ANHİDRİD İLE MODİFİKASYONU

Çimento Bağlayıcılı Kompozitlerde Nano Mineral Katkı Kullanımının Fiziksel ve Kimyasal Etkileri

UÇUCU KÜL KATKI MĠKTARININ BETON ĠġLENEBĠLĠRLĠĞĠ VE SERTLEġME SÜRELERĠNE OLAN ETKĠSĠ

mineral katkılar Paki Turgut

POMZA AGREGALI HAFİF BETON ISIL ÖZELLİKLERİNE POLİSTİREN KÖPÜK VE UÇUCU KÜL KATKISININ ETKİLERİ

SÜPER BEYAZ. karo. Yüksek performanslı beyaz çimento!

Effect of Glass Fiber Addition on the Compressive and Tensile Strength of Concrete

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

NEDEN HONEYCOMB? Altıgen petek hücre yapısı sayesinde panellere uygulanan kuvvet veya enerjilerin homojen dağılımını sağlar.

Transkript:

PAMUKKALE ÜNİ VERSİ TESİ MÜHENDİ SLİ K FAKÜLTESİ PAMUKKALE UNIVERSITY ENGINEERING COLLEGE MÜHENDİ SLİ K BİLİMLERİ DERGİ S İ JOURNAL OF ENGINEERING SCIENCES YIL CİLT SAYI SAYFA : 23 : 9 : 2 : 163-169 SOMA TERMİK SANTRALİ UÇUCU KÜL VE POLİPROPİLEN ATIKLARININ YENİ BİR MALZEME ÜRETİMİNDE DEĞERLENDİRİLMESİ Tülay YILDIZ* Cengiz YILDIZ** *Fırat Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Metal Eğitimi Bölümü, 23279/Elazığ **Fırat Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, 23279/Elazığ Geliş Tarihi : 26.2.22 ÖZET Türkiye de termik santrallerde yılda 1 milyon tonun üzerinde üretilen uçucu kül ve çevreye atılan polipropilen atıkları çevre kirliliğine neden olmaktadır. Yarattığı çevresel problemlerin yanında, hammadde kaynaklarına olan talebin hızla artması ve buna karşılık doğal kaynakların kısıtlı olması, uçucu küllerin ve atık polipropilenin yeniden kullanılabilirliğinin araştırılmasını gerekli kılmaktadır. Bu çalışmada, Soma Termik Santrali uçucu küllerinin ve polipropilen atıklarının yeni bir kompozit malzeme üretiminde kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaç ile % 1 - %9 hacim oranlarda Soma Termik Santrali uçucu külü içeren dokuz çeşit kompozit malzemelerin üretilmiştir. Üretilen kompozit numunelerin mekanik ve fiziksel özelliklerinin tespiti için ısıl iletkenlik, basma dayanımı, su emme kapasitesi, aşınma deneyleri yapılmıştır. Böyle bir uygulama ile, bu iki atık malzeme, hem çevre probleminin azaltılmasında hem de enerji tasarrufu yoluyla ekonomiye kazanç sağlanmasında değerlendirilebilecektir. Anahtar Kelimeler : Uçucu kül, Polipropilen, Kompozit malzemeler THE UTILIZATION OF SOMA THERMAL POWER PLANT FLY ASH AND POLYPROPYLENE WASTES IN THE PRODUCTION OF A NEW METERIAL ABSTRACT The fly ash that is produced in the amount of up to 1 million tons annually in power stations in Turkey and waste polypropylene cause environmental pollution. In addition to environmental problems, the increasing demand for raw materials and limited availability of natural resources are the reasons to investigate fly ash and polypropylene wastes for their possible reuse. In this study, possible use of Soma Thermal Power Plant fly ash and propylene wastes in a new composite material was investigated. For this purpose, nine kinds of composite materials containing 1%-9% Soma thermal power plant fly ash were produced. Thermal conductivity, compressive strength, water absorption and abrasion tests were applied to investigate the mechanical and physical properties of the fabricated composite material specimens. In this application, these two waste materials can be utilized together, both to eliminate environmental problems and to get economical gains by saving energy. Key Words : Fly ash, Polypropylene, Composite materials 163

1. GİRİŞ Uçucu kül ve polipropilen atıkları, diğer endüstriyel atıklar gibi sorun oluşturmakta ve doğal dengeyi olumsuz yönde etkilemektedir. Türkiye'de Termik Santrallerde yılda 1 milyon tonun üzerinde oluşan uçucu küllerin santralden atılarak depolanması problemlere yol açmakta ve çevre kirliliğine neden olmaktadır (Erdoğan ve ark., 1982). Bu nedenle mevcut atıkların çevre kirliliğini azaltıcı ve ekonomiye katkıda bulanacak şekilde değerlendirilmesi gerekmektedir. Ülkemizde üretilen milyonlarca ton uçucu külün çok az bir miktarı çimento fabrikalarında ve barajlarda betona katkı maddesi olarak kullanılmaktadır (Baykal ve ark., 1993). Seyitömer, Tunçbilek, Soma termik santrallerinde üretilen uçucu küller, kül parklarına ve kül havuzlarına atılmakta ve suni dağcıklar oluşmaktadır. Gelişmiş ülkelerde uçucu küller çimento ve betonda katkı maddesi, gaz beton üretiminde dolgu maddesi gibi değişik alanlarda genişçe kullanım alanı bulmaktadır (Digioia and Nuzzo, 1972; Ghodrati et al., 1995; Rohatgi and Guo, 1998; Xuequan et al., 1999). Gerek endüstriyel ve gerekse ambalaj sektöründe atık hale gelen plastik maddelerden biri de polipropilendir. Çevre kirliliğinin azaltılması ve atıkların yeniden ekonomiye kazandırılması açısından polipropilen atıklarının da değerlendirilmesi gerekmektedir. 2. Yüzyılın ikinci yarısında çeşit ve üretim sayısı bakımından artış gösteren plastikler uçak, makina, elektronik, elektrik, mobilya, tekstil, ambalaj malzemesi, inşaat sanayii gibi birçok alanda metallerin yerini almıştır (Tobolsky and Mark, 1971; Brydson, 1993). Özellikle polipropilen lif katkılı betonlar; eğilme, donma, çözülme, aşınma, çarpma olaylarına karşı dayanıklılık gerektiren yerlerde kullanılabilmektedir (Evans, 197; Kaya, 1983) Plastik ürünlerinin geleneksel diğer ürünlere nazaran fiyatlarının ucuz olması, iyi ve rahat işlenebilme özellikleri, hafif ve kolay taşınabilir olması, asit ve baz gibi maddelere karşı dayanıklı olması, kohezyona uğramamaları, boya vb. koruyucu kaplama malzemesine ihtiyaç duyulmaması, sert ve esnek yapıda bulunabilmeleri, iyi optik ve mukavim özelliklerine sahip olması ve büyük yatırımlar gerektirmeyen tesislerde imal edilebilmeleri bu ürünlere olan talebin süratle artmasına neden olmaktadır (Sears and Darby, 1982; Morawetz, 1985). Yapılan çalışmada çevre kirliliğine neden olan uçucu kül ve polipropilen atık malzemelerinin yeniden ekonomiye kazandırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla Soma Termik Santrali nden temin edilen uçucu küller ile polipropilen atıkları eritilerek değişik oranlarda karıştırılıp yeni bir kompozit malzeme elde edilmiştir. Üretilen kompozit malzemenin ısıl ve mukavemet özellikleri belirlenmiş ve neme karşı dayanımı incelenerek yapı malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. 2. KULLANILAN MALZEMELERİN ÖZELLİKLERİ 2. 1. Uçucu Kül Termik güç santrallerinde düşük kalorili kömür.9 m inceliğe kadar öğütülmekte ve su ile yanma fırınına püskürtülmektedir. Fırın içinde ortalama 11-16 C sıcaklıkta yanan kömür tanecikleri, kısmen adi kül (curuf) şeklinde kazan altında toplanmakta ve su ile uzaklaştırılmaktadır. Bu kazan altı curufu (2.1-6 -3.1-3 ) m büyüklüğündeki taneciklerden ibarettir. Külün geri kalan ve daha ince yapılı kısmı baca gazları ile sürüklenerek önce siklonlar daha sonra da elektrofilitrelerde tutulur. Baca gazları ile sürüklenen ve hava ile temas ederek, ani soğuma sonucu puzolanik özellik kazanan bu küllere hafif olmaları nedeniyle uçucu kül (fly-ash) adı verilir (Bayat, 1998). Uçucu küller kimyasal yapılarına göre siliko alüminaz, sülo-klasik uçucu küller, tiplendirilemeyen ve yapısı muntazam olmayan uçucu küller olarak üç sınıfa ayrılırlar. Uçucu külleri, elde edildikleri kömürün tipine göre de linyit uçucu külü ve taş kömürü uçucu külü şeklinde de ikiye ayırmak mümkündür (Indraratna et al., 1991). Uçucu küller amorf(camsı) yapıda içi boşluklu veya dolu yapıda kürecikler ile mineral parçacıklardan ve yanmamış taneciklerden meydana gelir. Minerolojik olarak, uçucu küldeki silikanın bir kısmı kuartz kristalleri halinde, bir kısmı mullit (2SiO 2.3Al 2 O 3 ) ve geriye kalanı da camsı fazda bulunur. Uçucu külün içerisindeki karbon miktarları çok değişmektedir. İyi yanma olan termik santrallerde karbon yüzdesi çok düşük olmaktadır (Erdoğan, 1993). Uçucu kül çimentodan daha koyu gri renkte, çok küçük taneli, akıcı, yumuşak bir malzemedir. Çeşitli şekil ve büyüklükte, genellikle küresel, şeffaf, bazen açık renkli, bir kısmı siyah, çok az esmer kırmızı renkte taneciklerden meydana gelir. Uçucu külün inceliği özellikle termik santrale verilen kömürün öğütülme derecesine bağlıdır. İnceliğe etkili olan ikinci faktör de ince küllerin mümkün olabildiğince Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 9 (2) 163-169 164 Journal of Engineering Sciences 23 9 (2) 163-169

bacadan kaçmasına mani olunarak tutulmasıdır. Bacadan kaçan kısım azaldıkça incelik artar. Ayrıca incelik külün elde edildiği kömüre de bağlıdır. Genellikle taşkömürü uçucu külü linyit uçucu külünden, elektroflitrelerde toplanan uçucu küller ise siklonlarda toplanandan daha incedir. Uçucu külün inceliği genellikle 1 ile 2.1-6 m arasındadır. Uçucu kül içerisinde, farklı yoğunlukta kül vardır. Bunların miktarları da birbirinden farklıdır. Şekil 1'de uçucu kül içerisindeki farklı yoğunluktaki uçucu küllerin yüzdeleri görülmektedir. Kül yüzdesi(%) 6 5 4 3 2 1,5 1 1,5 2 2,5 Yoğunluk (gr/cm 3 ) Şekil 1. Uçucu kül içerisindeki farklı yoğunlukta tanecik yüzdesi Uçucu küllerin incelikleri arttıkça yoğunlukları da artmaktadır. Tablo 1'de inceliğe göre yoğunluk değişimi görülmektedir. Tablo 1. İncelikle Hacimsel Yoğunluk Değişimi Spesifik Yüzey (cm 2 /g) Yoğunluk (g/cm 3 ) 69 1.64 74 1.74 18 1.77 111 1.82 118 1.83 269 2.8 372 2.19 399 2.28 474 2.33 528 2.42 Uçucu külün mekanik dayanımı; içerisindeki boşluklu malzeme yüzdesine bağlı olarak değişmektedir. Bu sebeple uçucu külün puzolanik aktivitesi önemlidir. Puzolanlar tek başına bağlayıcı özeliği bulunmayan veya çok az bulunan ancak öğütüldüklerinde oda sıcaklığında ve sulu ortamlarda kalsiyum hidroksit ile reaksiyona girerek bağlayıcı özeliği bulunan bileşikler verebilen maddelerdir. Puzolanlar çimento gibi hidrolik özellik göstererek dayanım kazandıklarından, çimento ve harca katılarak beton yapımında kullanılırlar (Ölmez, 1988; Öztekin ve Sümer, 1993; Tokyay, 1993). Puzolanik özeliğe sahip olan uçucu kül, sulu ortamda kireçle Ca(OH) 2 reaksiyona girerek çimentolaşabilir ve kazanır. 2. 2. Polipropilen ve Özellikleri bağlayıcı özellik Saf propilenin (% 95.5) polimerizasyonu ile üretilen polipropilenin izoaktik polipropilen olarak elde edilebilmesi için reaksiyon özel katalizörlerle başlatılır. Polimerizasyon ve saflaştırmadan sonra polipropilen tane olarak elde edilir. Polimerin ataktik bölgelerinin yer ve miktarının değiştirilmesiyle plastiğin özellikleri de değiştirilebilir (Lee and Jang, 1999). Polipropilen moleküllerinin dizilişine göre homo, blok kopolimer, random kopolimer olarak üçe ayrılır. Polipropileni oluşturan moleküllerin ağırlığı, yapısı, moleküller arasındaki bağ ve fonksiyonel gruplar polipropilenin özelliklerini oluştururlar. Polipropilenin birçok yönden tercih edilen üstün özellikleri olmakla birlikte bazı katkı maddeleriyle daha değişik özellikler de kazandırılabilir (Ferreira, et al., 1997; Mulder and Bras, 1998). Polipropilen yarı şeffaf beyaz bir madde olup, çoğu renksizdir. Bu yüzden renk verici maddelerle istenen renk elde edilir. Diğer plastik malzemelerde de olduğu gibi polipropilenin yüzeyinin yumuşaklığı ve çizilmeye karşı direncinin az olması dezavantajıdır. Cam, seramik ve metallere göre sertliği çok azdır. Polipropilen, polietilene göre daha serttir ve onun kadar bükülemez. Soğuk organik çözeltilerde çözünmez, sıcak çözücülerde yumuşar. Bir kaç bükülmeden sonra sertliğini korur. Bu malzemenin önemli bir özeliği ince kesitlerinin kırılmaksızın çok geniş açılarla bir çok kez bükülebilmesidir. Ticari olarak kullanılan tüm plastik malzemeler arasında polipropilen en düşük özgül ağırlığa sahiptir. Plastiklerin gittikçe önem kazanmalarının bir nedeni de yapısal malzemeler olarak hafiflikleridir. Polipropilenin özgül ağırlığı birden küçüktür (Tablo 2). Tablo 2. Çeşitli Plastiklerin Özgül Ağırlıkları PLASTİKLER ρ(gr/cm 3 ) Polipropilen.9 -.91 Düşük Yoğunluklu PE.91 -.925 Yüksek Yoğunluklu PE.941 -.965 Polistiren 1.41-1.65 Stiren-Akrilonitril Kopolimeri 1.5-1.1 ABS.99-1.1 Metal Metakrilat 1.17-1.2 PVC(polivinilklorür) 1.35-1.45 Selüloz Asetat 1.23-1.34 Naylon 1.8-1.14 Polikarbonat 1.2 Poliasetat 1.38 Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 9 (2) 163-169 165 Journal of Engineering Sciences 23 9 (2) 163-169

Plastikler kırılganlık, süneklilik ve sertlik gibi mekanik özelik gösteren maddelerdir. Metal ve seramik gibi malzemelere göre dış etkenlere karşı daha duyarlıdırlar. Plastik maddelerin mekanik özellikleri arasında yer alan çekme, uzama ve kopma dirençleri en önemli özellikleridir. Yumuşama noktası 145 o C -15 o C arasındadır. Bu nedenle çalışma sıcaklığı 1 o C ve daha yüksek uygulamalar açısından elverişlidir. Plastiklerin mekanik özellikleri aşağıdaki Tablo 3 de verilmiştir (Tobolsky and Mark, 1971). Tablo 3. Plastiklerin Mekanik Özellikleri Çekme dayanımı 27-35 N/ mm 2 Elastisite modulü 98-1225 N/ mm 2 Kopmadan uzama %1-25 Isıl bozulma noktası 91-114 o C Plastiklerin ısı iletimlerinin düşük olması, onlara ısı yalıtımı uygulmalarında üstünlükler sağlar. Bir çoğunun ısı iletim katsayısı.8 W/mK civarında olup, ısı iletim katsayısı diğer yapı malzemelerine göre oldukça düşüktür. Bu yüzden polipropilen ısı yalıtım maddeleri arasında yer alır. Bütün malzemeler arasında plastik malzemeler, son 15-2 yılda büyük üretim ve tüketim artışı göstermişlerdir. Şekil 2'de Türkiye' de kişi başına plastik tüketimi diğer ülkelerle mukayaseli olarak verilmektedir. kg/yıl 9 8 7 6 5 4 3 2 1 İspanya İtalya Avustralya Belçika Türkiye Japonya Şekil 2. Ülkelere göre plastik tüketimi 3. DENEYSEL YÖNTEM VE YAPILAN DENEYLER Deneysel çalışmada Soma Termik Santral inden temin edilen uçucu küller, elenmemiş (tabii) ve elenerek elekte kalanlar (>75.1-6 m.) olmak üzere iki sınıfta ele alınmış ve bağlayıcı olarak da atık propilen maddeler kullanılmıştır. Atık polipropilen maddeleri uçucu küle ağırlıklı yüzde olarak 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 oranlarında katılmıştır. Atık polipropilen yaklaşık olarak 2 o C sıcaklıkta ısıtılarak eritilmiş ve karışımın akıcı bir hale gelmesi sağlanarak, karışım için uygun kıvam elde edilmiştir. Belirlenen oranlarda polipropilen ile uçucu kül karışımı geliştirilen bir mikser yardımıyla homojen olarak karıştırılarak metal kalıplara dökülmüştür. Numunelere presle 5 N luk basınç uygulanarak boşluksuz, düzgün bir malzeme elde edilmesi sağlanmış ve her numuneye kod verilmiştir. Buna göre, elenmemiş uçucu kül + polipropilen (SPO) kodu ile, elenmiş ve 75.1-6 m den büyük uçucu kül+polipropilen ise, (SP1) kodu tanımlanmıştır. Hazırlanan numuneler üzerinde ısıl iletkenlik, su emme, basınç ve aşınma deneyleri yapılmıştır. Ayrıca, elde edilen numunelerin porozite tayini için gözenek hacminin toplam hacme oranından faydalanılmıştır (Biçer ve Yıldız 1995). 3. 1. Isıl İletkenlik Malzemelerin ısı iletim katsayıları DIN5146 ya uygun olarak Hot-Wire yöntemine göre ölçme yapan cihaz kullanılarak ölçülmüştür. Cihaz.2-1 W/mK aralığında (± % 5) basamak duyarlılıkla ölçme yapabilmektedir. Ölçülen ısı iletim katsayılarının ortalama değerleri tablo ve grafiklere aktarılmıştır (Tablo 4, Şekil 3). Buna göre ısı iletim katsayısı numunelerdeki kül oranının artmasıyla düştüğü görülmüştür. Ayrıca, elenmemiş külden üretilen kompozitlerin porozitesi, elenmiş külden elde edilen kompozitlerin porozitesinden daha yüksek olduğundan dolayı tabii külden elde edilen malzemelerin ısı iletim katsayısı daha düşük çıkmıştır. Isı İletim Katsayısı(W/mK),5,45,4,35,3,25,2 2 4 6 8 Kül oranı(%) >75.1-6m çaplı kül Şekil 3. Soma termik santrali uçucu küllü numunelerin kül oranı-ısı iletim katsayısı ilişkisi 3. 2. Su Emme Su emme deneyinin amacı su ile direkt ilişkili olacak yapı malzemelerinin donma sonucu bünyesindeki buz kristallerin genleşme imkanı bulabileceği kuru hacim varlılığının araştırılmasıdır. Bu özellik malzemeye donmaya karşı güvence sağlamaktadır. Suya doyurulmuş kütle (W d ) ile kuru Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 9 (2) 163-169 166 Journal of Engineering Sciences 23 9 (2) 163-169

Tablo 4. Soma Uçucu Kül + Polipropilen Bağlayıcılı Numunelere Ait Özellikler ELENMEMİŞ UÇUCU KÜL + POLİPROPİLEN BAĞLAYICILI NUMUNELER Sıra Malzeme Ağır. Kül Oranı No Kodu (%) Yoğunluk (gr/cm 3 Porozite ( % ) ) Isıl İletim kats (W/mK) 1 SP-1 1 1.31 4.8.455 2 SP-2 2 1.43 9.1.415 3 SP-3 3 1.394 13.1.385 4 SP-4 4 1.418 16.7.37 5 SP-5 5 1.45 2.1.355 6 SP-6 6 1.494 23.2.345 7 SP-7 7 1.527 26.333 >75.1-6 m. TANE ÇAPLI KÜL+POLİPROPİLEN BAĞLAYICILI NUMUNELER Porozite Sıra No Malzeme Kodu Ağır.Kül Oranı (%) Yoğunluk (gr/cm 3 ) ( % ) Isıl İletim kats (W/mK) 1 SP1-1 1 1.11 5.4.44 2 SP1-2 2 1.23 1.2.41 3 SP1-3 3 1.344 14.6.38 4 SP1-4 4 1.388 18.6.358 5 SP1-5 5 1.41 22.3.34 6 SP1-6 6 1.454 25.6.332 7 SP1-7 7 1.487 28.6.33 numune küte(w k ) miktarı dikkate alınarak su emme yüzdesi aşağıdaki şekilde tespit edilmektedir. Buna göre su emme oranı(seo) SEO = (W d -W k ).1/W k eşitliği ile ifade edilebilmektedir. Deneysel çalışma sonucunda elde edilen su emme oranları Şekil 4 de gösterilmiştir. Numuneler üzerinde yapılan su emme deneylerinde su emme oranının % 3 kritik değerinin çok altında kaldığı görülmüştür. Böylece, elde edilen numunelerde donma sonucu malzemede çatlama yüzeyde tozlanma ve kabuk halinde dökülme söz konusu olmayacaktır. Ayrıca, Şekilden numunelerin kütlesinde bulunan nemin zamanla azaldığı dolayısıyla az da olsa teneffüs kabiliyetinin olduğu görülmektedir. SEO(%) 1,9,8,7,6,5,4,3,2,1 %1 kül %2 kül %3 kül %4 kül %5 kül %6 kül %7 kül 5 1 15 2 25 3 Süre(Saat) Şekil 4. Soma termik santrali uçucu küllü numunelerin su emme deneyinde zamana bağlı olarak su emme oranının (seo) değişimi 3. 3. Mekanik Dayanım Hazırlanan numuneler üzerinde TS 699 standartlarına uygun basma mukavemeti, aşınma kaybı ve çekme dayanımı deneyleri yapılmıştır (Anon.,1985; 1987). Elde edilen sonuçlar grafiksel olarak Şekil 5, 6 ve 7 de verilmiştir. Şekillerden polipropilen oranlarının artmasıyla basmaya, aşınmaya ve çekmeye karşı dayanımın arttığı görülmüştür. Ayrıca, elde edilen kompozit malzemelerin testere ile düzgün yüzey verecek şekilde kesilebildiği, matkap ile delinebilir olduğu belirlenmiştir. Aşınma Kaybı(%) 2 1,8 >75.1-6m kül 1,6 1,4 1,2 1,8,6,4,2 2 4 6 8 Uçucu Kül(%) Şekil 5. Soma termik santrali uçucu küllü numunelerin aşınma kaybı-kül oranı ilişkisi Basma Mukavemeti(kPa) 12 1 8 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 Uçucu Kül(%) >75.1-6m kül Şekil 6. Soma uçucu küllü numunelerin basma mukavemeti-kül oranı ilişkisi Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 9 (2) 163-169 167 Journal of Engineering Sciences 23 9 (2) 163-169

Çekme Dayanımı(kPa) 1 9 8 7 6 5 4 3 2 1 2 3 4 5 6 7 8 Uçucu Kül(%) >75.1-6m kül Şekil 7. Soma uçucu küllü numunelerin çekme dayanımı-kül oranı ilişkisi 4. SONUÇLAR Bu çalışmada farklı türde iki atık malzeme olarak Soma Termik Santrali Uçucu Külü ile atık polipropilen kullanılarak yeni bir kompozit malzeme elde edilmiştir. Üretilen yeni malzemede kül oranı arttıkça ısı iletim katsayısının küçüldüğü görülmüş ve en küçük ısı iletim katsayısı kül oranı % 7 olan numunelerde tespit edilmiştir. Ayrıca iri taneli küllerde gözeneklilik oranı yüksek olduğundan külün yoğunluğunun düşük olması nedeniyle ısı iletim katsayıları daha küçük çıkmıştır. Su emme oranı düşük olup %.1-%.3 arasında değişmektedir. Bu oran TSE 74 ve 75'de verilen % 3'luk üst limit değerinden oldukça düşüktür. Bu nedenle bu çalışmada göz önüne alınan kompozit malzemeler bu tür malzemelerin çatı yalıtımında, su ile direkt ilişkili bina cephe kaplamasında kullanılabileceği anlaşılmıştır. Ayrıca, numunelerde polipropilen oranı arttıkça basınç ve aşınmaya karşı dayanımın da arttığı görülmüştür. Numunelerin aşınma değerlerinin çok küçük ve basınç dayanımının büyük olması nedeniyle marley türü döşeme kaplaması olarak kullanılabileceği saptanmıştır. Sonuçta, elde edilen kompozit malzemenin gerek dış duvar kaplaması, gerek döşeme kaplaması olarak kullanılmasının mümkün olabileceği böylece, hem ısıl kazanç açısından hem de çevre kirliliğini azaltması açısından yarar sağlayacağı tespit edilmiştir 5. KAYNAKLAR Anonim, 1985. TSE (74, 75), Türk Standartları Enstütüsü, Ankara. Anonim, 1987. TSE (699), Türk Standartları Enstütüsü, Ankara. Bayat, O. 1998 Characterisation of Turkish Fly Ashes, Fuel 77, p. 159-166. Baykal, G., Özturan, T., Savaş, M., Ramadan, K. 1993, "Uçucu Külün İnşaat Mühendisliğinde Bazı Kullanım Olanakları", Endüstriyel Atıkların İnşaat Sektöründe Kullanılması Sempozyumu, S. 89-12, Ankara. Biçer, Y., Yıldız, C. 1995 Katı Malzemelerde Gözenekliliğin Tayini, F. Ü. Fen ve Müh. Bilimleri Dergisi, 7 (1), 24-31. Brydson, J. A. 1993."Plastics Materials" Fifth Edition, Butter Worths, London. Digioia, A. M., Nuzzo, W. C. 1972. Fly Ash as Structural Fill, ASCE, J. Power Div, 98, p.72-92 Erdoğan, T. 1993. Atık Malzemelerin İnşaat Endüstrisinde Kullanımı-Uçucu Kül ve Yüksek Fırın Cürufu, Bildiriler Kitabı, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Ankara Şubesi, s.1-8, Ankara. Erdoğan, T., Ar, G., Koman, K. 1982. Türkiye Uçucu Külleri( Üretim, Kullanma Alanları, Sorunlar, Öneriler), EIE, Yayın No. 82-19, Ankara. Evans, V. 197. Çev. Çiğdemoğlu, M. "Korozyona Karşı Plastikler" MMO, Yayın No 59 Ferreira, J. A. M., Costa, J. D. M. and Richardson, M. O. W., 1997, Effect of Notch and Test Conditions on the Fatigue of A Glass-Fibre- Reinforced Polypropylene Composite, Composites Science and Technology, Vol. 57, Issues 9-1, p. 1243-1248 Ghodrati, M., Sims, J. T., Vasilas, B. L. 1995. Evaluation of Fly Ash As A Soil Amendment for the Atlantic Coastal Plain: I, Soil Hydraulic Properties and Elemental Leaching, Water, Air, Soil Pollut 81, p.349-361. Indraratna, B., Nutalaya., P., Koo, K. S., Kuganenthira, N. 1991. Engineering Behaviour of A Low Carbon, Pozzolanic Fly Ash and its Potential as A Construction Fill, Can Geotech J 28, p. 542-555. Kaya, F. 1983. Plastikler, katkı Maddeleri ve İşleme Metotları, İstanbul. Lee, N. J., and Jang, J. 1999. The Effect of Fibre Content on the Mechanical Properties of Glass Fibre Mat/Polypropylene Composites, Composites Part Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 9 (2) 163-169 168 Journal of Engineering Sciences 23 9 (2) 163-169

A: Applied Science and Manufacturing, Vol. 3, Issue 6, p. 815-822 Morawetz, H. 1985. Polymers: The Origins and Growth of A Science, New York: John Wiley. Mulder, K., Bras, R. 1998. Technology, Networks, and the Management of Transformation Chains: Plastic Packaging and the Environment, Technology Studies, 4 (2), p. 251 82. Ölmez, H. 1988. "Endüstriyel ve Tarımsal Atıkların Çimento Üretiminde Değerlendirilmesi", Ondokuz Mayıs Üniversitesi, Fen-Edebiyat Fakültesi, Samsun. Öztekin, E., Sümer, M. 1993. "Uçucu Küllü ve Fiberle Betonların Bazı Karşılaştırmalı Özellikleri", Bildiriler Kitabı, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Ankara Şubesi, s. 23-28, Ankara. Rohatgi, P. K. and Guo, R. Q. 1998. Opportunities of Using Fly Ash Particles for Synthesis of Composites, Fuel And Energy Abstracts, Vol. 39, Issue 1, p. 28 Sears, J. K., Darby, J. R. 1982. The Technology of Plasticizers, New York : John Wiley and Sons. Tobolsky, A. V., Mark, H. F. 1971."Polymer Science and Materials", Wiley-Instersience. Tokyay, M. 1993. "Betonda Uçucu Kül Kullanımı", Bildiriler Kitabı TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Ankara Şubesi, s. 29-36, Ankara. Xuequan, W., Hong, Z., Xinkai, H. and Husen, L., 1999. Study on Steel Slag and Fly Ash Composite Portland Cement, Cement and Concrete Research, Volume 29, Issue 7, p. 113-116. Mühendislik Bilimleri Dergisi 23 9 (2) 163-169 169 Journal of Engineering Sciences 23 9 (2) 163-169