Lif takviyeli çimento esaslı kompozit üretiminde polimer atıkların değerlendirilmesi

Abstract

Pet (polietilentereftalat) günümüzde en çok kullanılan kökenli malzemelerden biridir. Bu durum sonucunda ortaya yüksek miktarlarda atık çıkmakta ve ancak kısıtlı bir kısmı geri dönüştürülebilmektedir. Doğada yüzyıllarca kaybolmayan, çevre kirliliğine yol açan bu atıkların ortadan kaldırılması veya en aza indirilmesi çok önemli bir sorundur. Bu çalışmada, geri dönüşüm tesislerinde eritilip sertleştirilmiş atık petleri çimentolu kompozit ürünlerinde kullanımı yoluyla inşaat sektöründe değerlendirilmesi planlanmıştır. Pet atıkların geri dönüşüm işlemi sırasında, fabrika sisteminde oluşan hata sonucunda oluşan kusurlu eriyik petler, belirli bir haznede toplanmaktadır. Kusurlu petler, üretim sisteminde meydana gelen hatanın yerine göre iki farklı fiziksel yapıda olmaktadır. Petler soğutulup sertleştirildikten sonra kırıcılarla kırılarak küçük parçalara ayrılır ve bir kısmı tekrar üretim döngüsüne katılır. Geri dönüşüm tesislerinde ortaya çıkan farklı ürünler ve atıkların yapı malzemesi üretiminde değerlendirilmesi bu çalışmanın ana fikridir. Tez kapsamında, farklı harç örnekleri hazırlanarak içerisine kusurlu pet atıklar agrega yerine farklı oranlarda karıştırılmıştır. Ayrıca bazı karışımlara pet lifler eklenerek üretilen karışımların bazı fiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Yapılan çalışmanın sonucunda pet atıkların, geliştirilen kompozitlerin birim hacim ağırlık, eğilme ve basınç dayanımlarını, ısı iletkenliğini düşürdüğü, buna karşılık harç içerisindeki doğal agregaya belirli oranında ikame yapılması eğilme ve basınç dayanımını düşürürken, taze hal işlenebilirliğini, tokluğunu, aşınma ve kimyasal etkilere karşı dayanıklılığını arttırdığı ortaya çıkmıştır. Harç örneklerine yüksek fırın cürufu eklenmesi su emme oranını azaltırken taze hal işlenebilirliğini, zamana bağlı basınç ve eğilme dayanımını, aşınma direncini, donma-çözülme ve asit dayanıklılığını arttırmıştır. Pet agregalar 80 derece ve daha yüksek sıcaklıklarda genleşerek harç örneklerini çatlatıp mekanik değerlerinde azalmaya neden olduğu için yapısal elemanlarda kullanılması sakınca arz etmektedir. Ancak yer karosu, kaldırım taşı gibi aşınmaya maruz kalan yerlerde kullanılabilme imkanını sağlar. Nowadays, PET is one of the highest consumed plastic material in the world. This leads to accumulation of a great amount of waste materials. However, only a small proportion of this waste can be recycled. Health and enviromental institutions state that in the coming years, there must be a restriction to the products which may cause health and enviromental hazards. This research has been aimed of increasing the durability of cement composites by utilization of PET waste in cement based composite products. During the recycling process of PET waste, A by-products accumulate in a tank as a result of a fault in the production. These PET wastes have two different physical structure. During the cooling and hardening period, the wastes are crushed by a cracker and a portion is feeded back to the production cycle. This discarded PET wastes with undesired properties have been utilizated in cement based composites as aggregates within the scope of this thesis. As a general result of this test program; incorporation of waste PET decrease the bulk density, flexured, compressive strength and thermal conductivity of the composites. In case of fifty percent of replacement both flexural and compressive strength decreases. However workability, toughness, wear and chemical resistance properties increase. In case of high furnace slag incorporation porosity decreases parallel to the increase in workability, compressive and flexural strength, wear, freezing-thawing and acid resistance. Adding PET fibers to the mixture decreases the workability and compressive strength, but it also increases mid point deflection and toughness values. Since PET aggregates cause to a decrease in the mechanic properties by expanding and cracking at eighty centigrade, they may not be suitable for high temperature resistant construction materials. However PET aggregates can be used as flooring tile and pavement production.