Bakır endüstrisi atıkları ve bazalt lifinin çimento esaslı kompozitlerde kullanımının araştırılması

Abstract

Bu çalışmada bakır cürufu ve agregasının bazalt lifi ile birlikte çimento esaslı kompozitlerde kullanımı araştırılmıştır. Çevresel bir problem olan bakır atıklarının çimento esaslı kompozitlerde kullanımı ile ekosisteme katkı sağlanması amaçlanmıştır. Ayrıca bazalt lifinin kompozitlerin dayanım ve dayanıklılık özelliklerine etkisi incelenmiştir. Çimento esaslı kompozitler için Taguchi optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda Taguchi L18 matrisi kullanılmıştır. Bakır cürufu %0; 7,5 ve 15 oranlarında, bakır agregası ise %0, 25 ve 50 oranlarında kullanılmıştır. 6 ve 12 mm uzunluğundaki bazalt lifleri %1, 2 ve 3 oranlarında kullanılmıştır. Karışımların s/ç oranları 0,40; 0,50 ve 0,60 olarak seçilmiştir. 18 farklı karışım üzerinde taze ve sertleşmiş harç özellikleri ile geçirimlilik, donma-çözülme ve sülfat dayanıklılığı gibi durabilite deneyleri gerçekleştirilmiştir. Karışımların 7, 28 ve 91 günlük basınç ve eğilme dayanımları açısından s/ç oranı 0,40 olan karışımlarda 6 mm uzunluğundaki lifin %1 oranında kullanılması daha olumlu sonuçlar sağlamıştır. Donma-çözülme dayanıklılığı açısından ise 0,40 s/ç oranına sahip karışımlarda 6 mm uzunluğundaki lifin %3 oranında kullanılması gerekmektedir. %7,5 oranında bakır cürufu kullanımı su işleme derinliğini azaltmıştır. Sodyum sülfat etkisindeki karışımlarda %15 oranında bakır cürufu kullanımı genleşme değerlerini azaltmıştır. Bakır agregası oranının artması agrega hacmini azalttığı için kuruma büzülmesi değerlerinin artmasına neden olmuştur. Sonuç olarak kompozitlerin dayanım ve dayanıklılığı için bakır cürufunun bakır agregasından daha çok olumlu etki sağladığı gözlenmiştir. Ancak bazı özelliklerden ödün vererek bakır agregası %25 oranında kullanılarak çevreye ve ekosisteme katkı sağlanabilir. Bazalt lifinin 6 mm uzunluğunda ve %1 oranında kullanılması mekanik özellikleri arttırırken %3 oranında kullanılması donma-çözülme dayanıklılığına önemli katkıda bulunmuştur. Bakır atıklarının çimento ve agrega yerine kullanılarak çevreye ve ekosisteme katkı sağlayacağı belirlenmiştir