Experimental and analytical study on the performance of cementitious mixes containing different re-generated end of life materials

Geleneksel beton üretiminin ana bileşenlerinden biri olan çimento, dünya çapında her gün milyonlarca ton üretilmektedir. Bu malzemeye olan büyük talep nedeniyle endüstrisi toplam küresel insan kaynaklı CO2 emisyonunun %8'inden sorumludur [1]. Bunun sonucunda oluşan çevresel kaygılar araştırmacıları beton endüstrisinin zararlı etkilerini azaltabilecek betonda çimento yerine kullanılabilecek alternatif kaynaklar bulmaya yöneltmiştir. Metakaolin gibi kalsine killer beton üretiminde çimento ikamesi için sıklıkla kullanılmaktadır [2]. Bununla birlikte, özellikle kaolin kaynaklarının sınırlı olması ve sınırlı kaynakları diğer endüstrilerdeki kullanımı nedeniyle, metakaolinin diğer alternatif pozolanik malzemelere nispeten daha yüksek bir fiyata sahip olmasına neden olmaktadır. Bu da daha büyük hacimlerde çimento ikamesi olarak kullanılmasına bir engel oluşturmaktadır. Bu nedenle, metakaoline gibi doğal bir puzolanik malzemeye alternatif potansiyel malzemelerin işlenmesi ve etkinleştirilmesi günümüzde birçok çalışmanın araştırma sorusudur. Yüksek alümina ve silika içerikleri nedeniyle, beton yıkım atıkları ve mineral yıkım depozit ocaklarından elde edilen atıklar metakaoline alternatif puzolanik malzemelerdirç Bu hammaddeler ve benzer Ömrünü Tamamlamış (ÖT) ürünler (taş ocaklarından elde edilen mermer tozu gibi) hiçbir işlem uygulanmadan doğrudan kullanıldığında, betonun priz alması ve sertleşmesi için gereken hidratasyon süreçlerine kimyasal olarak dahil olmazlar ve sadece dolgu maddesi olarak işlev görürler. Ancak, uygun mekanik ve termal aktivasyon prosedürleri ÖT malzemelerindeki puzolanik-aktif fazları aktive edebilir, hidratasyon reaksiyonlarına katkıda bulunabilir ve karışımda çimentonun önemli bir kısmının ikame edebilir. Bununla birlikte, ÖT malzemelerinin deneysel olarak etkinleştirilmesi ve yüksek oranlarda dahil edildiklerinde çimentolu sistemler üzerindeki etkilerinin araştırılması konusunda bir bilgi boşluğu bulunmaktadır. Bu çalışma, çimento miktarının bir kısmı rejenere edilmiş ÖT malzemeler ile ikame edilen içeren çimentolu karışımların performansını anlamayı değerlendirmeyi amaçlamaktadır. Rejenere ÖT malzemelerinin etkisi, taze ve sertleşmiş durum testlerinin yanı sıra dayanıklılık değerlendirmeleri ile ölçülmüştür. Sonuçlar, ÖT içeren numunelerin işlenebilirliğinde ve dayanımında genel bir düşüş olduğunu, diğer sonuçların ise malzemeden malzemeye değiştiğini göstermiştir. Bu çalışmanın sonuçları, ÖT malzemelerinin çimento ikamesi olarak kullanımını mümkün kılacak ve atık depolama sahalarında biriken çevresel sorunları azaltacaktır. Bu aynı zamanda, daha önce sıfır değere sahip olan bu büyük miktardaki atık malzeme için ekonomik değer yaratacak ve enerji tüketimini, CO2 emisyonunu ve çimento üretiminin hammadde maliyetlerini azaltacaktır. Tüm bu faktörler, Avrupa Enerji Sürdürülebilirliği Girişimi'ndeki Horizon Europe hedeflerine katkıda bulunmaktadır.