Dr. İbrahim Sönmez, Seyit Ali Yıldırım İSFALT A.Ş. FARKLI KAYNAKLARA SAHİP ATIKLARIN ASFALT KAPLAMA VE YOL ÜSTYAPI MALZEMESİ OLARAK KULLANIMI Dr. İbrahim Sönmez, Seyit Ali Yıldırım İSFALT A.Ş. TÜRKTAY TÜRKİYEDE TÜM YÖNLERİYLE ATIK YÖNETİMİ PANELİ 22-23 EKİM 2014 /ANKARA

Giriş Bütün dünyada olduğu gibi, ülkemizde de özellikle büyük yerleşim birimlerinde insanların karşılaştığı en büyük çevre sorunu atıklardır. Plâstik, metal, cam, cıva, vb. inorganik atıklar doğal yollarla ayrıştırılamazlar. Bu maddeler kalıcı kirliliğe yol açar, çevreden toplanarak, geri dönüşüm işlemleriyle yeniden değerlendirilmeleri gerekir.

Giriş Atık malzemelerin yeniden geri dönüşüm halkası içine alınması ile hem hammadde ihtiyacı azalacak hem de doğaya verilen zarar engellenmiş olacaktır. Aynı zamanda yeniden dönüştürülebilen maddelerin tekrar hammadde olarak kullanılması ile büyük miktarda enerji tasarrufu sağlanacak, çevre kirliliğinin azaltılması, ekonomiye katkı ve gelecek kuşaklara yatırım yapılmış olacaktır.

Giriş Bu sunumda , İSFALT’ ın kendi iş alanı olan yol üst yapısında, kazınmış eski asfalt kaplamalar, inşaat molozları, otomobil lastikleri, çatı shingle malzemesi, plastik atıklar, cüruflar, cam atıklar, mermer atıkları ve döküm kumları gibi inorganik kökenli atıkların kullanımı ile ilgili yaptığı çalışmaların sonuçları aktarılacaktır.

Giriş Karayollarında, yol üst yapısı olarak isimlendirilen aşınma, binder, bitümlü temel, plent-mix temel ve alt temel tabakaları ile, yol alt yapısı olarak tanımlanan dolgu tabakalarında bu malzemelerin belirli oranlarda değerlendirilmesi ile hem doğal malzemelerin kullanımı azalmakta hem de çevre problemleri en aza inmektedir.

Giriş Farklı kaynaklara sahip atıklarla İsfalt Merkez Laboratuvarında yapılan çalışmalarda, atıkların özellikleri incelenerek, yol üstyapısı tabakalarında kırmataş agrega, ince agrega, dolgu malzemesi ya da modifiye katkı olarak kullanımı araştırılmıştır. Şekil : Yol Katmanları

Kazınmış Eski Asfalt Kaplamalar Asfalt üretim tesisinin tipine bağlı olarak değişen miktarlarda kullanılan, kazınmış asfaltlar ile hem bitümden tasarruf yapılmakta hem de asfalt şartnamelerini karşılayan karışımlar (Recycle Asfalt) üretilebilmektedir. Aşınma tabakasında %10, binder tabakasında %20 ve Bitümlü Temel Tabakasında %35 kullanım miktarında elde edilen test sonuçları, belli oranlarda kazınmış asfalt ilavesi ile asfalt şartnamesi kriterlerini sağlayan karışımlar elde edilebileceğini göstermektedir.

Kazınmış Eski Asfalt Kaplamalar

İnşaat Molozu İnşaat yıkıntı atıklarının içindeki plastik, ahşap ,tahta, demir, kablo, gibi malzemeleri ayrıştırıp kırma- eleme işlemine tabi tuttuktan sonra, yol üst yapısında, kullanılabilir malzeme elde etmek mümkündür. İstanbul’un değişik bölgelerindeki kentsel dönüşüm faaliyetleri sonucu oluşan 0-5mm, 5-12mm ve 12-22mm boyutlarında sadece beton kolonlardan kırılan molozlar , %75 oranında alttemel tabakasında kullanılmıştır.

İnşaat Molozu Alttemel tabakası; kırmataş agrega ve ince malzemenin su ile karıştırılarak, dolgu üzerine serilip sıkıştırılmasıyla oluşturulan tabakadır.   Alttemel Tabakası

İnşaat Molozu Tablo 2. Alttemel’ de kullanılan agregalar % geçen

İnşaat Molozu İkinci bir grup İnşaat molozu ile ayrıca Plent-Mix ve Bitümlü temel tabakası dizayn çalışmaları yapılmış ve çalışmada kullanılan %60 Agrega + % 40 İnşaat molozu karışımı ve % 80 Agrega +% 20 inşaat molozu karışımına ait özellikler Tabloda verilmiştir.

İnşaat Molozu

İnşaat Molozu ile PMT Dizayn Çalışması

İnşaat Molozu ile Bitümlü Temel Dizayn Çalışması Marshall tasarım yöntemi esas alınarak yapılan dizaynda, 12- 38 mm moloz %10, 0-12mm moloz % 10, 20-38 mm kalker % 25, 12-20 mm kalker %10, 5-12mm kalker % 20 ve 0-5mm kalker % 25 kullanılarak karışım gradasyonu hazırlanmıştır.

İnşaat Molozu ile Bitümlü Temel Dizayn Çalışması

İnşaat Molozu İşletme içi kontrolleri yapılarak geri dönüştürülen ve çalışmada kullanılan inşaat molozları, bağlayıcısı su olan plent mix temel için istenilen kriterleri, absorbsiyon dışında sağlamaktadır. Ancak bağlayıcısı bitüm olan bitümlü temel tabakasında, % 20 oranında kullanımda dahi dizayn kriterlerini zorlamakta ve bitüm içeriğinde %0,4 kadar fazlalığa sebep olmaktadır. Bu da bitümlü temel üretim maliyetlerini % 6,5 kadar artırmaktadır.

Kullanılmış Otomobil Lastikleri Özellikle Amerika’da ve Avrupa’da büyük çevre problemlerine sebep olan kullanılmış otomobil lastikleri parçalanıp çelik teller ayrıştırıldıktan sonra toz ya da granül boyutlara indirilip çeşitli endüstrilerde kullanılmaktadır. Parçalanan lastikler yol dolgularında, dalgakıranlar,istinat duvarları ve çarpma bariyerlerinde hafif agrega olarak ve sıcak asfalt karışımlarda modifiye malzeme olarak değerlendirilmektedir.

Kullanılmış Otomobil Lastikleri Ömrünü tamamlamış lastik atıklar asfalt karışımlarda iki şekilde kullanılmaktadır.Yaş proses olarak isimlendirilen metotda; % 10-20 oranında öğütülmüş lastik 180 -190 °C sıcaklıkta bitüme karıştırılmakta ve sıcak asfalt karışımlarında kullanılabilecek bir bağlayıcı elde edilmektedir. Kuru proseste ise, öğütülmüş lastik, agrega ağırlığının % 1-2’si oranında agregaya ilave edilmekte ve asfalt karışımı hazırlanmaktadır.

Kullanılmış Otomobil Lastikleri

Kullanılmış Otomobil Lastikleri

Çatı Shingle Malzemesi Shingle, camyünü taşıyıcılı, çeşitli renklerde mineral taş kaplı, dekoratif desenlerde biçimlendirilmiş olan çatı kaplama malzemesidir. Shingle atıkları öğütülerek, yol katmanlarında katkı maddesi olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada kullanılan atık shingle parçacıklarının bünyesinde yaklaşık %20 oranında B 70/100 sınıfı bitüm tespit edilmiştir. Karışıma % 1,5 oranında shingle ilavesi ile ton başına 3 kg bitüm tasarrufu yapılabilmektedir.

Çatı Shingle Malzemesi

Plastik Atıklar Geri dönüşüm tesislerinde belirli boyutlara indirgenen pet şişe atıkları, plastik kapaklar gibi plastikler asfalt karışımlarda belli oranlarda kullanılarak kalıcı deformasyonlara (tekerlek izi) karşı direnç oluşturmaktadır. Plastikler, 180°C sıcaklığa kadar bitüm içerisinde erimediği için, agrega karışımına %0,6 oranında ilave edilmiş ve Aşınma Tip1 gradasyonuna uygun olarak hazırlanmış numunelere tekerlek izi testi yapılmıştır. Deneysel çalışma sonuçları, plastik atıkların belirli oranlarda bitümlü sıcak karışıma katılması halinde, tekerlek izi oluşumunu geleneksel karışımlara göre yaklaşık iki buçuk kat düşürdüğünü göstermiştir.

Plastik Atıklar

Cüruflar Ülkemizde çelik üretimi iki farklı yöntemle yapılmaktadır. Bunlar Yüksek Fırın+Bazik Oksijen Fırını ve Elektrik Ark Fırınıdır.(EAF). Yüksek Fırında çelik üretimi cevherden, EAF’da ise hurdadan yapılmaktadır. Bu üretim sonucunda çeliğin yanında cüruf oluşmaktadır. Çalışmada EAF, asfalt tabakalarından B.Temelde %45 ve Binder tabakasında %35 oranlarında denenmiştir. Yapılan deney sonuçları asfalt karışımlarda EAF cürufu kullanımının, optimum bitümde artışa sebep olduğunu göstermektedir. Bu da asfalt karışımlarda maliyet artışına neden olacaktır. Ancak diğer sonuçlar, binder ve bitümlü temel tabakalarında belirli oranlarda cürufun asfalt karışımlarda alternatif agrega olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

Cüruflar

Cam Atıklar Asfalt karışımların performansı üzerinde olumlu bir etkisi olmayan hatta fazla miktarda kullanımı rijitliği artırdığı için düşük sıcaklıklarda meydana gelebilecek çatlamalara karşı dayanımı azaltan cam kırıkları, yol yüzeyinin görünebilirlik katsayısını olumlu yönde artırmaktadır.

Cam Atıklar Şişecam A.Ş’den temin edilen 0-5mm ebatlarındaki cam kırığı, yol üst yüzeyi olan aşınma tabakasında %10 oranında denenmiştir. İsfalt’ın ürün yelpazesinde yer alan Mozaik asfalt cam atıkların kullanıldığı bir ürün çeşididir.

Cam Atıklar

Mermer Atıklar Mermer üretim ve kesim tesislerinde atık olarak ortaya çıkan mermerler yol üstyapısında bağlayıcısı su olan alttemel ve plentmix tabakalarında kaba/ince agrega olarak kullanılabileceği gibi toz haline getirilip asfalt karışımlarda da belirli oranlarda dolgu malzemesi olarak kullanılabilmektedir. Balıkesir mermer ocaklarından temin edilen ve asfalt agregasında aranan şartları karşılayan mermer tozu ,asfalt yüzey tabakası tiplerinden olan taş mastik asfaltta ,% 7 oranında dolgu olarak kullanılmış , % 64 oranında bazalt agrega ve % 29 oranında kalker agrega ile karıştırılarak asfalt şartnamesi kriterlerini sağlayan karışım elde edilmiştir.

Mermer Atıklar

Döküm Kumları İçeriğinde %90’ın üzerinde SİO2 ve %7-10 üzerinde kil mineralleri bulunan döküm kumlarının alternatif hammadde olarak bazı sektörlerde kullanım imkanları araştırılmaktadır. Akman Döküm Firmasından temin edilen 0-0,425mm elek aralığındaki döküm kumu numunesi üzerinde yapılan deneysel çalışmada kil içeriğinin yüksek olmasından dolayı, ancak bağlayıcısı su olan Plent-Mix temel ve alttemel tabakalarında kullanılabileceği, bağlayıcısı bitüm olan asfalt karışımlarda ise kullanımının uygun olmadığı görülmüştür.

Döküm Kumları

Geleneksel Asfaltlara göre Maliyet Karşılaştırması Kaplama Tipi Recycle Asfalt TL/Ton Öğütülmüş Lastik İlaveli Asf. TL/Ton İnşaat Molozu ilaveli Kapl.TL/Ton Shingle İlaveli Asf. TL/Ton Aşınma %10 Recyle Kullanımında 3,6 TL Azalma %1 lastik Kullanımında 9 TL Artış - % 1,5 Shingle Kullanımında 1,3 TL Azalma Binder %20 Recyle Kullanımında 5,0 TL Azalma B.Temel %35 Recyle Kullanımında 6,20 TL Azalma %20 Moloz Kullanımında 5- 6 TL Artış Plent-Mix %40 Moloz Kullanımında 2 TL Azalma Alttemel %60 Moloz Kullanımında 3 TL Azalma Üretim Maliyetleri esas alınmıştır.

Sonuçlar Çok sayıda geri dönüşüm malzemesi yol kaplamalarında ikincil madde olarak veya katkı olarak kullanılabilmektedir. Ekonomik olarak tercih edilebilir olsa da atık malzemelerin fiziksel özellikleri malzemenin kullanımını sınırlayabilir. Atık malzeme içeren yol üst yapısı tabakaları, en az orijinali kadar performans göstermelidir.  

Sonuçlar Geri dönüşümle kazanılmış malzeme, teknik şartları sağlıyor ancak kullanımıyla birlikte ürünün ömrü kısalıyorsa, performans-maliyet analizi yapılarak sonuçlar değerlendirilmelidir. Gelecek kuşaklara daha yaşanabilir bir çevre bırakmamız için, sürdürülebilir üretim her aşamada teşvik edilmeli, atık toplama, depolama ve işleme konusunda yatırımlar artmalı performans ve maliyet kriterleri dikkate alınarak sürdürülebilir ürünlere ilgi gösterilmelidir.

TEŞEKKÜR EDERİZ…