ATIK KAĞIT LİFLERİNİN İNŞAAT SIVA MALZEMESİNE DÖNÜŞTÜRÜLMESİ VE KARAKTERİZASYONU Merve YİĞİTER, Kübra ARSLAN, Erdal KARADURMUŞ Hitit Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Kimya Mühendisliği Bölümü, 19000, Çorum mervearabaci@hotmail.com, erdalkaradurmus@hitit.edu.tr, kbra.aslan@gmail.com ÖZET Sıva yapılardaki yüzeyleri düzgünleştirmek için kullanılan çimento, kireç, kum ve çeşitli dolgu malzemelerinden oluşan basit karışımlı harçlardır. Sıvaların, kullanıldıkları yapı elemanlarını darbelere ve atmosferik koşullara karşı koruması gerekmektedir. Ayrıca inşaat sektöründe yaşanan gelişmelere paralel olarak sıvalar, ısı ve ses yalıtımında da önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmanın amacı, sıva içerisine atık kâğıt lifleri karıştırılarak sıvanın fiziksel ve mekanik özelliklerini iyileştirmek ve atık kâğıt liflerini değerlendirerek ekonomik ve çevre dostu yeni bir malzeme elde etmektir. Bu çalışmada, atık kâğıt lifleri katkı malzemesi olarak kullanılarak sıva malzemesi üretilmiştir. Melamin-formaldehit ve üre formaldehit reçinesi bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Numuneler oda koşullarında (25 o C ve 1atm), içinde bulunun atık kâğıt miktarı ağırlıkça %0.2, %0.8, %1.4 ve % 2 olacak şekilde hazırlanmıştır. Hazırlanan bu numunelerin eğilme dayanımları, su emme oranı, ısı yalıtımı, ses geçirgenlik hızı ve özgül ağırlıkları ölçülerek, bu değerler TSE değerleri ile karşılaştırılacaktır. Şimdiye kadar yapılan analizler sonucunda, atık kâğıt lifinin yoğunluğunun düşük olmasından dolayı, üretilen sıvanın içerisindeki atık kâğıt lif miktarı arttıkça sıvanın istenilen hafifliğe ulaştığı belirlenmiştir. Fakat atık kağıt lif miktarının artırılmasıyla mukavemet azalmıştır. Anahtar Kelimeler: Atık kağıt, sıva, kısa saplı lif, melamin-form aldehit, üre-formaldehit 1. GİRİŞ Kağıt atıkların yeniden kullanılması çevresel ve ekonomik öneme sahiptir. Örneğin bir ton atık kağıdın kağıt hamuruna katılmasıyla 8 ağacın kesilmesi önlenebilmektedir [1]. Kullanılmış kağıtların %15-20 lik kısmını pratik olarak kağıt üretiminde geri kazanarak kullanmak mümkün değildir. Çünkü kullanılmış kağıtların lifleri her seferinde ortalama %15-20 oranında zayıflar [2]. Kullanılmış kağıtların tekrar işlenmesinden dolayı selülozik liflerin boylarında görülen bu kısalma nedeniyle kısa lifler elekte kalamadığından prosesten atık olarak ayrılır. Ülkemizde atık kağıt işleyen oluklu mukavva üreten fabrikaların ürettiği kağıt kalitesine göre %5 ile %20 arasında lif kaybı olmaktadır. Bu sebeple geri dönüşüm ile oluklu mukavva yapan fabrikalarda bile günde yaklaşık 9 ton kağıt atığı geri dönüşümde kullanılamamakta ve çevreye atılmaktadır. Üre-formaldehit suni reçinesinden elde edilen bir tutkaldır. Bir fabrika ürettiği bu tutkala kaurit adı vermiştir. Bu nedenle piyasada Kaurit tutkalı olarak da anılır. Kağıt liflerini bir arada tutmak için, bağlayıcı madde olarak genellikle UF ( üre-formaldehit) reçinesi kullanılır. Bunun yanında melamin formaldehit de kullanılan bağlayıcılar arasındadır. Endüstrideki gelişmelere bağlı olarak atık miktarının giderek artması, depolanması, doğa tahribatı ve bunlara bağlı hava toprak ve su kirliliği gibi birçok çevre sorununu oluşturmaktadır. Bu atık malzemelerin değerlendirilmesi ile özellikle hem çevrenin korunmasına hem de ürünün üretim maliyetinin azaltılmasına katkı sağlanacaktır. Bu amaçla çalışmamızda hem ekonomik olması hem de çevre atıklarının değerlendirilmesi amacıyla atık kağıt lifi kullanılarak yalıtım malzemesi olarak sıva üretilmiştir.
2. DENEYSEL YÖNTEM Alınan lifler kurutulmuş, uygun miktarlarda tartıldıktan sonra su katılarak açılmıştır. Açılan lifler daha sonra katkısız sıva bünyesine belirlenen oranlarda katılmıştır. Kağıt liflerinin sıva bünyesine homojen dağılımını sağlamak için 45 dk süreyle özel tasarımlı karıştırıcılarda karıştırılmıştır (Şekil-1). Şekil-1. Numunelerin Karıştırılma Prosesi TS EN 12808-3 Seramik Karo Harçlarının Sıkıştırılma ve Bükülme Mukavemetinin Tayini Yönetmeliği ne göre hazırlanan ve üretimi yapılan sıva malzemesi bileşimi aşağıda verilmiştir. Tablo-1. TS EN 12808-3 Standardına Göre Katkısız Sıva Bünyesi Çimento Selüloz Polimer Kireç Kum (3mm) Ağırlıkça % miktarı 25,0 0,20 1,0 3,0 70,80 Çalışmada katkısız sıva bünyesi içerisine Tablo-2. de verilen oranlarda kağıt lifi (selüloz), homojen dağılım verecek şekilde katılarak yeni bileşime sahip sıva malzemesi elde edilmiştir. Tablo-2. Sıva Bünyesindeki Ağırlıkça Kağıt Lifi Oranları Numune % Kağıt Lifi % Çimento % Selüloz % Polimer % Kireç % Kum N1 0 25 0,2 1 3 70,8 N2 0,2 24,95 0,19 0,9 2,9 70,6 N3 0,4 24,9 0,19 0,9 2,9 70,5 N4 0,6 24,8 0,19 0,9 2,9 70,3
Bu oranlarda 4kg lık numuneler hazırlanmış ve suyla karıştırılarak TS-EN 12808-3 Seramik Karo Harçlarının Sıkıştırılma ve Bükülme Mukavemetinin Tayini Yönetmeliği ne ve TS 825 Binalarda Isı Yalıtımı Yönetmeliği ne uygun kalıplara dökülmüştür. Isıl iletkenlik testlerinde TS-EN 12808-3 standardına göre 200x200x10 mm (Şekil-2) ve eğme mukavemeti testlerinde ise TS 825 standardına göre 40x40x160 mm (Şekil-3) boyutlarında iki farklı kalıp kullanılmıştır. Şekil-2. TS EN 12808-3 kalıbı Şekil-3. TS 825 kalıbı Kalıplar uygun yatay bir zemin üzerine yerleştirilir. 48 saat boyunca nemli tutularak bekletildikten sonra kalıplardan çıkarılır. Kalıplardan çıkarılan numuneler daha sonra oda sıcaklığındaki su banyosuna bırakılarak 27 gün süreyle bekletilmiştir. Hazırlanan 40x40x160 mm boyutlarındaki numuneler standartlara uygun olarak üç nokta eğme cihazında test edilmiştir..(şekil-4) Üç nokta eğme deneyi standartlara uygun olarak, sabit köprü şeklinde duran malzemenin üzerine uygulanan kuvvetin birim alan başına maksimum miktarının tespit edilmesidir. (a) (b) Şekil-4. (a) üç nokta eğme cihazı çalışma prensibi, (b) üç nokta eğme test cihazı
newton TS-EN 12808-3 Seramik Karo Harçlarının Sıkıştırılma ve Bükülme Mukavemetinin Tayini Yönetmeliği ne göre üç nokta eğme test cihazında test edilen numulerin test sonucu Şekil-4 te ve Tablo-3 te verilmiştir. 552 550 548 546 544 542 540 538 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 ağırlıkça % atık kağıt lifi Şekil-5. numunelerin mukavemet değerlerinin karşılaştırılması Numune Adı Tablo-3. Numunelerin Test Sonucu Isı İletim Katsayısı k(w/mk) Ses İletim Kaybı (STC)* Rw(dBA) Mukavemet Değerleri (N) N1 0,475 32 550 N2 0,469 38 548 N3 0,420 38 543 N4 0,310 40 540 *Malzemeler ortam sesi iletim kaybı kapasitelerine göre test edilip sınıflandırılırlar. STC ne kadar yüksekse malzemenin bariyer etkisi de o denli yüksek demektir. 3. SONUÇLAR VE TARTIŞMA Isı iletim katsayısı ve STC değerleri malzemenin yalıtkan olduğunu ve ses kaybının olmadığını göstermektedir. Deneylerde katkısız sıva karışımı bünyesine Tablo-2 de belirtilen oranlarda atık kağıt lifi katılmış ve yeni üretilen malzemelerin mekanik özellikleri belirlenmiştir. Atık kağıt lifi, yoğunluğu nedeniyle üretilen yeni sıva malzemesinin mukavemetini düşürmüştür. Fakat üretilen sıvanın mukavemetindeki bu düşüş aşırı olmadığı için katkı malzemesi olarak atık kağıt lifi kullanılmasıyla çevre dostu yeni bir sıva malzemesi üretiminin mümkün olduğu görülmüştür. Üretilen bu sıva malzemesi sonucunda, atık kağıt liflerinin kağıt üretiminde kullanılamayacak düzeyde özelliklerinin çoğunu kaybetse bile sıva malzemesi olarak değerlendirilmesi sonucu atık olmaktan kurtulacaktır.
KAYNAKLAR [1] Öztürk M. Kullanılmış Kağıtların Geri Kazanılması, Kullanılmış Kağıttan Kağıt Üretimi, Çevre ve Orman Bakanlığı, Ankara, 2005. [2] Byström S., Lönnstedt L., Paper Recycling: Environmental And Economic İmpact, Recources, Conservation And Recycling, 21, 109-127, 1997. [3] Erdin E., Biyoçöp ve Kompost Nedir/Nerede Kullanılır? Ekoloji 5, 9-13,1992 [4] Batar T,. Atık Bor, Atık Kağıt ve Perlit Katkılı Sıva Malzemesinin Üretimi ve Karakterizasyonu, Ekoloji Dergisi, 45-53, 2009 [5] Anonymous, U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2008. [6] Anonymous (2008a) TS 825 Binalarda Isı Yalıtım Kuralları, TSE, Ankara. [7] Büyükmıhçı MK (2004) Verimli Kullanılan Enerji, Elektrik İşleri Etüt İdaresi Genel Müdürlüğü, Ulusal Enerji Tasarrufu Merkezi, Ankara. [8] Celik, MS, Suner F (1995) A Thermodynamic Analysis Of The Decrepitation Process, Thermochimica Acta 245, 167-174.