Betonarme yapı elemanlarında geri dönüştürülmüş PET atığınınkullanılması
Use of recycled PET waste in reinforced concrete structural elements
- Tez No: 973360
- Danışmanlar: DOÇ. DR. YUNUS DERE, DOÇ. DR. YASİN ONURALP ÖZKILIÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Necmettin Erbakan Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Polietilen tereftalat (PET) atık, yaygın olarak kullanılması nedeniyle en bol bulunan plastik atık türlerinden biridir. PET atıklarının bertarafı için çeşitli geliştirilen yöntemler arasında betona ilave edilerek kullanımı, etkili bir atık yönetimi sağlamaktadır. Bu çalışma, parçalanmış PET ilavesinin beton malzeme özellikleri ve betonarme kirişler üzerindeki etkisini incelemektedir. PET atığı, beton hacmine göre altı farklı oranda betona dahil edilmiştir: %0 (referans), %1, %3, %5, %10 ve %20. Ayrıca beton üretimi için iki farklı çimento tipi kullanılırken (CEM II 32.5 ve CEM II 42.5), betonarme kiriş için CEM IV 32.5 çimentosu tercih edilmiştir. Betonarme kirişler 8 mm, 10 mm ve 12 mm çaplarında çekme donatıları ile oluşturulmuştur. Etriye aralığının etkisini incelemek amacıyla ise, 16 cm, 20 cm ve 27 cm etriye aralıkları kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar, betondaki PET oranı arttıkça işlenebilirliğin azaldığını göstermektedir. Ayrıca, %3'e kadar PET ilavesinin betonun basınç dayanımı üzerinde olumsuz bir etkis gözlenmemiştir. Bu orandan fazla PET ilavesi, basınç dayanımında önemli bir azalmaya neden olmuştur. Beton içerisindeki PET oranının artması, yarmada çekme dayanımını artırmıştır. Eğilme dayanımı ise %10'a kadar PET ilavesiyle artmıştır. Çalışmada donma-çözülme ve yüksek sıcaklık etkilerinin basınç dayanımı üzerindeki etkilerine odaklanılmış ve Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri ile desteklenmiştir. Elde edilen sonuçlar, betona PET ilavesinin donma-çözülme etkisini iyileştirdiğini, PET oranı arttıkça basınç dayanımındaki azalmaların daha düşük seviyede gerçekleştiğini göstermiştir. Ayrıca, CEM II 32.5 çimentosu ile üretilen hem referans hem de PET katkılı tüm beton karışımlarında, 100°C ve 150°C'de basınç dayanımında artış gözlenmiş, daha yüksek sıcaklıklarda (200°C ve 300°C) ise dayanım değerlerinde azalma meydana gelmiştir. Buna karşın, CEM II 42.5 çimentosuna dayalı tüm karışımlar, tüm sıcaklık seviyelerinde basınç dayanımında düşüş göstermiştir. SEM ve EDS analizleri ise, betona PET ilavesinin mikro yapıyı ve element bileşimini değiştirdiğini, donma-çözülme döngülerine maruz kalındığında yapısal bütünlüğün korunmasına ve dayanım kaybının azaltılmasına katkı sağladığını ortaya koymuştur. %5'e kadar PET ilavesinin daha büyük çaplı çekme donatısına sahip betonarme kirişlerde daha yüksek taşıma kapasitesi ve rijitlik sağladığı gözlenmiştir. Buna karşın, %5'ten fazla PET ilavesi, 8 mm çapında donatılı kirişlerde sünekliği ve şekil değiştirme kapasitesini önemli ölçüde artırmıştır. Ayrıca, sık etriye aralıkları, özellikle 16 cm aralık, her PET oranında daha yüksek taşıma kapasitesi ve süneklik sağlamıştır. Çekme donatısı çapı ve etriye aralığından bağımsız olarak, %10 ve %20 PET ilaveleri kirişlerin taşıma kapasitesini düşürürken, şekil değiştirme kapasitelerini artırmıştır.
Özet (Çeviri)
Polyethylene terephthalate (PET) waste is one of the most abundant types of plastic waste due to its widespread use. Among the various methods developed for its disposal, incorporating PET into concrete offers an effective waste management solution. This study investigates the effects of shredded PET addition on the material properties of concrete and the structural performance of reinforced concrete beams. PET waste was added to concrete at six different volume ratios: 0% (reference), 1%, 3%, 5%, 10%, and 20%. Two different cements (CEM II 32.5 and CEM II 42.5) were used for concrete production, while CEM IV 32.5 cement was preferred for reinforced concrete beams. The beams were reinforced with tensile steel bars of 8 mm, 10 mm, and 12 mm diameters. To examine the influence of stirrup spacing, 16 cm, 20 cm, and 27 cm intervals were used. The results showed that increasing the PET content reduced workability. Up to 3% PET addition had no adverse effect on compressive strength, but higher percentages led to significant reductions. However, splitting tensile strength increased with PET content, and flexural strength improved with additions up to 10%. The study also focused on the effects of freeze-thaw cycles and high temperatures on compressive strength, supported by Scanning Electron Microscope (SEM) analyses. The findings revealed that PET addition improved resistance to freeze-thaw damage and mitigated strength loss at higher PET ratios. Concrete mixes with CEM II 32.5 cement showed increased compressive strength at 100°C and 150°C, but strength declined at 200°C and 300°C. In contrast, all mixes with CEM II 42.5 cement exhibited reduced compressive strength across all temperature levels. SEM and Energy-Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS) analyses confirmed that PET altered the microstructure and elemental composition of concrete, contributing to structural integrity and reduced strength degradation under freeze-thaw conditions. Reinforced concrete beams with up to 5% PET and larger-diameter tensile reinforcement exhibited greater load-carrying capacity and stiffness. On the other hand, PET additions exceeding 5% significantly enhanced ductility and deformation capacity in beams with 8 mm reinforcement. Tighter stirrup spacing, particularly 16 cm, improved both load capacity and ductility at all PET levels. Regardless of reinforcement diameter and stirrup spacing, 10% and 20% PET additions reduced load-carrying capacity but increased deformation capacity.
Benzer Tezler
- Axial behavior of low strength concrete prisms confined with hybrid fiber reinforced polymers
Hibrit lifli polimer malzeme ile sargılanmış düşük dayanımlı beton prizmaların eksenel davranışı
İSMAİL SENCAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEDİNE İSPİR ARSLAN
- Sürdürülebilir duba tasarımı için atık lastiklerden elde edilen çelik lif ve kauçuk agregalarının tek noktalı eğilme analizi ve abaqus modellemesi
The single-point bending analysis and abaqus modeling of steel fibers and rubber aggregates derived from waste tires for sustainable bollard design
GÖRKEM ERDOĞMUŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiEskişehir Osmangazi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HASAN SELİM ŞENGEL
- Developing computational dialogue interface on freeform paneling for cost efficiency
Serbest yüzeylerin maliyet etkin panellenmesi için hesaplamalı bir diyalog arayüzü geliştirilmesi
BEKİR TOPALOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiEnformatik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEMAN FİGEN GÜL
- Geri dönüşümlü agregadan üretilmiş tam ölçekli kolonların yangın etkisi altındaki deprem performansı
Seismic performance of full-scale fire-exposed reinforced concrete columns produced by recycled concrete aggregate
GÖKTUĞ ÜNAL
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ
- Investigation of alternative strategies for optimum reliability in condition assessment of existing RC buildings using NDT methods
Mevcut binaların NDT yöntemleri kullanılarak durum tespitinde optimum güvenilirlik sağlanması için alternatif yöntemlerin incelenmesi
HADI ABBASZADEH
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OĞUZ GÜNEŞ