Araştırma Makalesi
BibTex RIS Kaynak Göster

Investigation of the Effect of Recycled Concrete Aggregate Addition on the Strength Parameters of Sandy Soils

Yıl 2023, Cilt: 13 Sayı: 2, 316 - 328, 29.12.2023

Hüseyin Suha Aksoy Atakan Yıldırım

Öz

Large quantities of waste are generated during the construction of new buildings and demolition of existing structures. Outdoor storage or disposal of waste poses significant environmental and health risks. The use of Recycled Concrete Aggregate (RCA) in construction projects is a crucial strategy for sustainable growth, both financially and environmentally. In this study, the strength properties of sand soil reinforced with construction and demolition waste were investigated. In the experiments, soil with 80% relative density was used to model compacted embankments on site. This sand soil was first prepared without additives and a shear box test was performed to determine the angle of internal friction. The sand soil was then mixed with RCA which sieved between 2 mm and 4.76 mm with 5%, 10%, 15% and 20% by weight. Strength parameters were determined for each RCA ratio. The same experiments were repeated using RCA with dimensions between 4.76 mm and 6.30 mm. As a result of the experiments, it was determined that the unit volume weight of the soil increased by up to 4% and the angle of internal friction increased by up to 14% as the RCA ratio increased. It was also observed that the angle of internal friction increased with increasing RCA ratio.

Anahtar Kelimeler

Aggregate size Internal friction angle Recycled concrete aggregate Sandy soil Shear box test

Kaynakça

  • Ajdukiewicz, A., Kliszczewicz, A. 2002. Influence of recycled aggregates on mechanical properties of HS/HPC. Cement and concrete composites, 24(2), 269-279. https://doi.org/10.1016/ s0958-9465(01)00012-9
  • Arulrajah, A., Rahman, MA., Piratheepan, J., Bo, MW., Imteaz, MA. 2014. Evaluation of interface shear strength properties of geogrid-reinforced construction and demolition materials using a modified large-scale direct shear testing apparatus. Journal of Materials in Civil Engineering, 26(5), 974-982. https:// doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000897
  • ASTM C127-15, 2015. Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Coarse Aggregate, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm. org. https://doi.org/10.1520/c0127-01
  • ASTM D422-63e2, 2007. Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org. https://doi.org/10.1520/d7928-16
  • ASTM D854-14, 2014. Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org. https://doi. org/10.1520/d0854-00
  • Bagriacik, B., Laman, M. 2013. Investigation of the Size Effect at Different Geometries on Stress Distribution of Sandy Soils. International Balkans Conference on Challenges of Civil Engineering. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.177
  • Berg, RR., Samtani, NC., Christopher, BR. 2009. Design of mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slopes– Volume II (No. FHWA-NHI-10-025). United States. Department of Transportation. Federal Highway Administration. https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/49730
  • Bhuiyan, MZI., Ali, FH., Salman, FA. 2015. Application of recycled concrete aggregates as alternative granular infills in hollow segmental block systems. Soils and Foundations, 55(2), 296-303. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2015.02.006
  • Bilgen, G. 2020(a). Utilization of powdered glass as an additive in clayey soils. Geotechnical and Geological Eng.: 38, 3163- 3173. https://doi.org/10.1007/s10706-020-01215-7
  • Bilgen, G. 2020(b). Geri Dönüştürülmüş Beton Agregasının Düşük Plastisiteli Bir Kilin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Journal of the Institute of Science and Technology, 10(3), 1714-1719. https://doi.org/10.21597/jist.685938
  • Bilgen, G., Altuntas, OF. 2023. Sustainable re-use of waste glass, cement and lime treated dredged material as pavement material. Case Studies in Construction Materials, 18, e01815. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01815
  • Chini, AR., Kuo, SS., Armaghani, JM., Duxbury, JP. 2001. Test of recycled concrete aggregate in accelerated test track. Journal of Transportation Engineering, 127(6), 486-492. https://doi. org/10.1061/(asce)0733-947x(2001)127:6(486)
  • Coban, HS., Cetin, B., Edil, TB., Sun, Q. 2022. Evaluation of mechanical degradation characteristics of recycled and natural aggregates under gyratory compaction effort. Transportation Geotechnics, 34. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2022.100743
  • El Sawwaf, M. 2010. Experimental study of eccentrically loaded raft with connected and unconnected short piles. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 136(10), 1394- 1402. https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0000341
  • Frondistou-Yannas, S. 1977. Waste concrete as aggregate for new concrete. In Journal Proceedings, 74(8), 373-376. https://doi. org/10.14359/11019
  • Guler, E., Astarci, B. 2009. Friction between facing elements and geotextiles in geosynthetic reinforced soil retaining structures. In Proceedings of Second International Conference on new development in Soil mechanics and Geotechnical Engineering, Near East University, Nicosia, North Cyprus, 138-145.
  • Gör, M., Aksoy, HS., Bilgen, G. 2012. Farklı katkı malzemelerinin kil bir zeminin kıvam limitleri üzerinde zamana bağlı etkisi. 15. Ulusal Kil Sempozyumu, 19-22, Niğde Üniversitesi.
  • Hansen, TC., Narud, H. 1983. Strength of recycled concrete made from crushed concrete coarse aggregate. Concrete international, 5(1), 79-83.
  • Kahyaoğlu, MR., Seçer, M., Kayalar, AŞ. 2012. Cam elyaf takviyeli plastik profilli pasif kazık grup davranışının deneysel olarak incelenmesi. Teknik Dergi, 23(112), 5931-5950.
  • Kumar, A., Sadana, D. 2012. Bearing capacity of soil reinforced with vertical columns of recycled concrete aggregates. Australian Journal of Civil Engineering, 10(2), 153-162. https://doi. org/10.7158/c11-704.2012.10.2
  • Nidheesh, PV., Kumar, MS. 2019. An overview of environmental sustainability in cement and steel production. Journal of cleaner production, 231, 856-871. https://doi.org/10.1016/j. jclepro.2019.05.251
  • Ok, B., Demir, AO. 2018. Yapim yikim atiklarinin yol temellerinde kullanilabilirliğinin incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(1), 224-236. https://doi.org/10.28948/ngumuh.386621
  • Ouria, A., Mahmoudi, A. 2018. Laboratory and numerical modeling of strip footing on geotextile-reinforced sand with cement-treated interface. Geotextiles and Geomembranes, 46(1), 29-39. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2017.09.003
  • Ouria, A., Heidarli, E., Karamzadegan, S. 2022. Utilization of recycled concrete aggregates as coarse material sandwich to improve the pullout strength of geosynthetics in a fine sand. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 8(5), 55. https://doi.org/10.1007/s40891-022-00401-2
  • RMRC 2020. UG-Mat Reclaimed Concrete Material | Recycled Materials Resource Center.
  • Sarsby, RW. 2013. Waste materials in geotechnical construction. In Environmental Geotechnics, ICE Publishing, https://doi. org/365-391 10.1680/eg.41875.393
  • Soleimanbeigi, A., Tanyu, BF., Aydilek, AH., Florio, P., Abbaspour, A., Dayioglu, AY., Likos, WJ. 2019. Evaluation of recycled concrete aggregate backfill for geosynthetic-reinforced MSE walls. Geosynthetics International, 26(4), 396- 412. https://doi.org/10.1680/jgein.19.00025
  • Söylemez, H., Bayraktar, O. Y. 2019. İnşaat Yıkıntı Atıklarının Asfalt Agregası Olarak Kullanılma Stratejisi. In 3rd International Symposium on Innovative Approaches in Scientific Studies, Ankara, Turkey.
  • Tavakoli, M., Soroushian, P. 1996. Strengths of recycled aggregate concrete made using field-demolished concrete as aggregate. Materials Journal, 93(2), 178-181. https://doi. org/10.14359/9802
  • Terzi, NU., Kiliç, H., Gültekin, S. 2009. Yanal yüklü bir model kaziğin kum ortamindaki davranişinin deneysel ve nümerik yöntemlerle incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(1), 119-127.
  • Touahamia, M., Sivakumar, V., McKelvey, D. 2002. Shear strength of reinforced-recycled material. Construction and Building Materials, 16(6), 331-339. https://doi.org/10.1016/ S0950-0618(02)00029-6
  • Vural, İ. 2019. İnşaat yıkıntı atıklarının zemin iyileştirmesinde kullanılabilirliği. Academic Platform-Journal of Engineering and Science, 7(1), 1-6. https://doi.org/10.21541/apjes.437288

Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi

Yıl 2023, Cilt: 13 Sayı: 2, 316 - 328, 29.12.2023

Hüseyin Suha Aksoy Atakan Yıldırım

Öz

Yeni binaların inşası ve mevcut yapıların yıkılması sırasında büyük miktarlarda atık ortaya çıkmaktadır. Atıkların açık havada depolanması veya bertaraf edilmesi önemli çevre ve sağlık riskleri oluşturmaktadır. İnşaat projelerinde Geri Dönüştürülmüş Beton Agregasının (GDA) kullanılması, hem finansal hem de çevresel açıdan sürdürülebilir büyüme için çok önemli bir stratejidir. Bu çalışmada, inşaat ve yıkım atıklarıyla güçlendirilmiş kum zeminin mukavemet özellikleri incelenmiştir. Deneylerde, sahadaki sıkıştırılmış dolguları modellemek için %80 rölatif sıkılık sahip bir zemin kullanılmıştır. Bu kum zemin önce katkısız olarak hazırlanmış ve içsel sürtünme açısını belirlemek için kesme kutusu deneyi yapılmıştır. Kum zemin daha sonra ağırlıkça %5, %10, %15 ve %20 oranında 2 mm ile 4.76 mm arasında elenmiş GDA ile karıştırılmış ve her bir GDA oranı için mukavemet parametreleri belirlenmiştir. Aynı deneyler, boyutları 4.76 mm ile 6.30 mm arasında olan GDA kullanılarak tekrarlanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda, GDA oranı arttıkça zeminin birim hacim ağırlığının %4’e varan oranlarda artış gösterdiği ve içsel sürtünme açısının ise %14’e varan oranlarda artış gösterdiği belirlenmiştir. Artan GDA boyutu ile içsel sürtünme açısının da artış gösterdiği görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

Agrega boyutu Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası İçsel sürtünme açısı Kesme kutusu deneyi Kumlu zemin.

Kaynakça

  • Ajdukiewicz, A., Kliszczewicz, A. 2002. Influence of recycled aggregates on mechanical properties of HS/HPC. Cement and concrete composites, 24(2), 269-279. https://doi.org/10.1016/ s0958-9465(01)00012-9
  • Arulrajah, A., Rahman, MA., Piratheepan, J., Bo, MW., Imteaz, MA. 2014. Evaluation of interface shear strength properties of geogrid-reinforced construction and demolition materials using a modified large-scale direct shear testing apparatus. Journal of Materials in Civil Engineering, 26(5), 974-982. https:// doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000897
  • ASTM C127-15, 2015. Standard Test Method for Relative Density (Specific Gravity) and Absorption of Coarse Aggregate, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm. org. https://doi.org/10.1520/c0127-01
  • ASTM D422-63e2, 2007. Standard Test Method for Particle-Size Analysis of Soils, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org. https://doi.org/10.1520/d7928-16
  • ASTM D854-14, 2014. Standard Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer, ASTM International, West Conshohocken, PA, www.astm.org. https://doi. org/10.1520/d0854-00
  • Bagriacik, B., Laman, M. 2013. Investigation of the Size Effect at Different Geometries on Stress Distribution of Sandy Soils. International Balkans Conference on Challenges of Civil Engineering. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.05.177
  • Berg, RR., Samtani, NC., Christopher, BR. 2009. Design of mechanically stabilized earth walls and reinforced soil slopes– Volume II (No. FHWA-NHI-10-025). United States. Department of Transportation. Federal Highway Administration. https://rosap.ntl.bts.gov/view/dot/49730
  • Bhuiyan, MZI., Ali, FH., Salman, FA. 2015. Application of recycled concrete aggregates as alternative granular infills in hollow segmental block systems. Soils and Foundations, 55(2), 296-303. https://doi.org/10.1016/j.sandf.2015.02.006
  • Bilgen, G. 2020(a). Utilization of powdered glass as an additive in clayey soils. Geotechnical and Geological Eng.: 38, 3163- 3173. https://doi.org/10.1007/s10706-020-01215-7
  • Bilgen, G. 2020(b). Geri Dönüştürülmüş Beton Agregasının Düşük Plastisiteli Bir Kilin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Journal of the Institute of Science and Technology, 10(3), 1714-1719. https://doi.org/10.21597/jist.685938
  • Bilgen, G., Altuntas, OF. 2023. Sustainable re-use of waste glass, cement and lime treated dredged material as pavement material. Case Studies in Construction Materials, 18, e01815. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01815
  • Chini, AR., Kuo, SS., Armaghani, JM., Duxbury, JP. 2001. Test of recycled concrete aggregate in accelerated test track. Journal of Transportation Engineering, 127(6), 486-492. https://doi. org/10.1061/(asce)0733-947x(2001)127:6(486)
  • Coban, HS., Cetin, B., Edil, TB., Sun, Q. 2022. Evaluation of mechanical degradation characteristics of recycled and natural aggregates under gyratory compaction effort. Transportation Geotechnics, 34. https://doi.org/10.1016/j.trgeo.2022.100743
  • El Sawwaf, M. 2010. Experimental study of eccentrically loaded raft with connected and unconnected short piles. Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering, 136(10), 1394- 1402. https://doi.org/10.1061/(asce)gt.1943-5606.0000341
  • Frondistou-Yannas, S. 1977. Waste concrete as aggregate for new concrete. In Journal Proceedings, 74(8), 373-376. https://doi. org/10.14359/11019
  • Guler, E., Astarci, B. 2009. Friction between facing elements and geotextiles in geosynthetic reinforced soil retaining structures. In Proceedings of Second International Conference on new development in Soil mechanics and Geotechnical Engineering, Near East University, Nicosia, North Cyprus, 138-145.
  • Gör, M., Aksoy, HS., Bilgen, G. 2012. Farklı katkı malzemelerinin kil bir zeminin kıvam limitleri üzerinde zamana bağlı etkisi. 15. Ulusal Kil Sempozyumu, 19-22, Niğde Üniversitesi.
  • Hansen, TC., Narud, H. 1983. Strength of recycled concrete made from crushed concrete coarse aggregate. Concrete international, 5(1), 79-83.
  • Kahyaoğlu, MR., Seçer, M., Kayalar, AŞ. 2012. Cam elyaf takviyeli plastik profilli pasif kazık grup davranışının deneysel olarak incelenmesi. Teknik Dergi, 23(112), 5931-5950.
  • Kumar, A., Sadana, D. 2012. Bearing capacity of soil reinforced with vertical columns of recycled concrete aggregates. Australian Journal of Civil Engineering, 10(2), 153-162. https://doi. org/10.7158/c11-704.2012.10.2
  • Nidheesh, PV., Kumar, MS. 2019. An overview of environmental sustainability in cement and steel production. Journal of cleaner production, 231, 856-871. https://doi.org/10.1016/j. jclepro.2019.05.251
  • Ok, B., Demir, AO. 2018. Yapim yikim atiklarinin yol temellerinde kullanilabilirliğinin incelenmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 7(1), 224-236. https://doi.org/10.28948/ngumuh.386621
  • Ouria, A., Mahmoudi, A. 2018. Laboratory and numerical modeling of strip footing on geotextile-reinforced sand with cement-treated interface. Geotextiles and Geomembranes, 46(1), 29-39. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2017.09.003
  • Ouria, A., Heidarli, E., Karamzadegan, S. 2022. Utilization of recycled concrete aggregates as coarse material sandwich to improve the pullout strength of geosynthetics in a fine sand. International Journal of Geosynthetics and Ground Engineering, 8(5), 55. https://doi.org/10.1007/s40891-022-00401-2
  • RMRC 2020. UG-Mat Reclaimed Concrete Material | Recycled Materials Resource Center.
  • Sarsby, RW. 2013. Waste materials in geotechnical construction. In Environmental Geotechnics, ICE Publishing, https://doi. org/365-391 10.1680/eg.41875.393
  • Soleimanbeigi, A., Tanyu, BF., Aydilek, AH., Florio, P., Abbaspour, A., Dayioglu, AY., Likos, WJ. 2019. Evaluation of recycled concrete aggregate backfill for geosynthetic-reinforced MSE walls. Geosynthetics International, 26(4), 396- 412. https://doi.org/10.1680/jgein.19.00025
  • Söylemez, H., Bayraktar, O. Y. 2019. İnşaat Yıkıntı Atıklarının Asfalt Agregası Olarak Kullanılma Stratejisi. In 3rd International Symposium on Innovative Approaches in Scientific Studies, Ankara, Turkey.
  • Tavakoli, M., Soroushian, P. 1996. Strengths of recycled aggregate concrete made using field-demolished concrete as aggregate. Materials Journal, 93(2), 178-181. https://doi. org/10.14359/9802
  • Terzi, NU., Kiliç, H., Gültekin, S. 2009. Yanal yüklü bir model kaziğin kum ortamindaki davranişinin deneysel ve nümerik yöntemlerle incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 15(1), 119-127.
  • Touahamia, M., Sivakumar, V., McKelvey, D. 2002. Shear strength of reinforced-recycled material. Construction and Building Materials, 16(6), 331-339. https://doi.org/10.1016/ S0950-0618(02)00029-6
  • Vural, İ. 2019. İnşaat yıkıntı atıklarının zemin iyileştirmesinde kullanılabilirliği. Academic Platform-Journal of Engineering and Science, 7(1), 1-6. https://doi.org/10.21541/apjes.437288
Toplam 32 adet kaynakça vardır.

Ayrıntılar

Birincil Dil Türkçe
Konular İnşaat Geoteknik Mühendisliği
Bölüm Araştırma Makaleleri
Yazarlar

Hüseyin Suha Aksoy 0000-0003-0564-457X

Atakan Yıldırım 0009-0008-6713-0877

Yayımlanma Tarihi 29 Aralık 2023
Yayımlandığı Sayı Yıl 2023 Cilt: 13 Sayı: 2

Kaynak Göster

APA Aksoy, H. S., & Yıldırım, A. (2023). Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Karaelmas Fen Ve Mühendislik Dergisi, 13(2), 316-328. https://doi.org/10.7212/karaelmasfen.1361805
AMA Aksoy HS, Yıldırım A. Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. Aralık 2023;13(2):316-328. doi:10.7212/karaelmasfen.1361805
Chicago Aksoy, Hüseyin Suha, ve Atakan Yıldırım. “Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi”. Karaelmas Fen Ve Mühendislik Dergisi 13, sy. 2 (Aralık 2023): 316-28. https://doi.org/10.7212/karaelmasfen.1361805.
EndNote Aksoy HS, Yıldırım A (01 Aralık 2023) Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 13 2 316–328.
IEEE H. S. Aksoy ve A. Yıldırım, “Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi”, Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, c. 13, sy. 2, ss. 316–328, 2023, doi: 10.7212/karaelmasfen.1361805.
ISNAD Aksoy, Hüseyin Suha - Yıldırım, Atakan. “Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi”. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi 13/2 (Aralık 2023), 316-328. https://doi.org/10.7212/karaelmasfen.1361805.
JAMA Aksoy HS, Yıldırım A. Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. 2023;13:316–328.
MLA Aksoy, Hüseyin Suha ve Atakan Yıldırım. “Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi”. Karaelmas Fen Ve Mühendislik Dergisi, c. 13, sy. 2, 2023, ss. 316-28, doi:10.7212/karaelmasfen.1361805.
Vancouver Aksoy HS, Yıldırım A. Geri Dönüştürülmüş Beton Agregası Katkısının Kumlu Zeminlerin Mukavemet Parametreleri Üzerindeki Etkisinin İncelenmesi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi. 2023;13(2):316-28.
 Kapak Resmi İndir