Geri dönüştürülmüş beton agregasının yol üst yapısında kullanılabilirliğinin deneysel olarak araştırılması

Gelişmiş ülkelerde doğal kaynakların bilinçli bir şekilde kullanılabilmesi ve sürdürülebilirliğe katkı sağlamak amacıyla, inşaat yapım ve yıkım atıklarından olan geri dönüştürülmüş beton agregasının (GDBA), granüler yol temel (GYT) ve granüler yol alttemel (GYAT) tabakasında kullanımı yaygınlaşmaya başlamıştır. Ülkemizde mevcut durumda GDBA'lar, GYT ve GYAT'de kullanılmamaktadır. Bunun en önemli nedeni Karayolu Teknik Şartnamesi'nde (2013) (KTŞ) GDBA'ların yol üst yapısında kullanımı ile ilgili düzenleyici kural ve şartların bulunmamasıdır. Ülkemizde devam eden ve bundan sonra uzun yıllar boyunca devam edecek olan kentsel dönüşüm uygulamalarında ortaya çıkacak GDBA'nın sürdürülebilirliğe katkı sağlaması açısından kullanılması büyük önem arz etmektedir. Bu amaçla, bu tez çalışmasında GDBA'ların kırmataş agrega (KA) ve doğal agrega (DA) ile birlikte GYT ve GYAT'de kullanılabilirliği incelenmiştir. GDBA'lar beton dayanımları farklı 3 farklı binanın yıkıntısından elde edilmiştir. 3 farklı GDBA, KA, DA'ların saf halleri ile GDBA'ların DA ve KA ile %25 - %50 - %75 oranlarındaki karışımları üzerinde bir dizi laboratuvar deneyleri gerçekleştirilmiştir. Karışım ve saf malzemelerden oluşan 23 farklı tasarım için yapılan laboratuvar deneylerinin sonucunda KTŞ'deki (2013) GYT ve GYAT malzemelerinin sağlaması gereken şartlara uygun tasarımlar belirlenmiştir. Buna göre dayanım ve hidrolik özellikler bakımından GYT ve GYAT'de kullanılmak için yeterli özelliklere sahip olan saf haldeki GDBA'ların, dayanıklılık özellikleri bakımından yetersiz olabileceği belirlenmiştir. Fakat karışım tasarımlarında bu olumsuz özelliklerin çok büyük bir kısmının ortadan kalktığı gözlemlenmiştir. Laboratuvar deneylerinin ardından görüntü analizleri yapılmıştır. Bunun için malzemelerin saf halleri için taramalı elektron mikroskubu (SEM) ve fraktal boyut analizi yapılmıştır. GDBA'larda ikincil çimentolanmanın etkisini araştırmak için, 1 - 7 - 28 gün kür edilmiş numunelerde SEM analizi yapılmış; fakat ikincil çimentolanma gözlenememiştir. Fraktal boyut analizi kullanılarak, malzemelerin pürüzlülüğü ve köşeliliği araştırılmıştır. Yüksek fraktal boyut değerinin dayanım özelliklerini olumlu yönde etkilediği ve GDBA'ların fraktal boyutlarının yüksek olduğu bulunmuştur. GYT ve GYAT'de kullanılmaya en elverişli olduğu belirlenen GDBA'nın saf halinin, aynı GDBA'nın KA ile %50 oranda karıştırılmış halinin ve saf KA'nın kullanılması durumları için esnek üstyapı tasarımları yapılmıştır. Bu tasarımlarda GYT'de, seçilen malzemelerin kullanılması durumunda üst yapı kalınlıkları belirlenmiştir. Kalınlık hesabı sonrası, bu kalınlıklara göre oluşturulacak 1 km uzunluğunda bir esnek üstyapı için maliyet analizleri yapılmıştır. Bu durumda saf KA kullanılması halinde GYT kalınlığının daha az olmasına rağmen, KA'nın taşıma ve taş ocağında hazırlanma bedelinin yüksek olması nedeniyle GDBA'lı yol tasarımının daha ekonomik olduğu belirlenmiştir. Sonuç olarak, bazı olumsuz dayanıklılık özelliklerine karşın yeterli dayanıma sahip olması, ekonomik olması ve geleneksel agrega ile karıştırıldığında dayanıklılık anlamındaki olumsuzluklarının büyük ölçüde giderilebilmesi nedeniyle GDBA'ların esnek üstyapının GYT'sinde kullanılmasının mümkün olduğu belirlenmiştir. Bu nedenle ülkemizde bu malzemelerin kullanılması acil olarak teşvik edilmelidir. Böylelikle kentsel dönüşüm uygulamalarında atık olarak ortaya çıkan GDBA'nın yol üst yapısı inşaat faaliyetlerinin ekonomik sürdürülebilirliğini sağlamada çok önemli bir katkısı olacaktır.