Beton üretiminde en uygun agrega karışımının lineer programlama ile belirlenmesi

Abstract

Günümüzde yapı malzemesi olarak yaygın bir biçimde kullanılan betonun özellikleri karışımdaki malzemelerin özellikleriyle doğrudan ilgilidir. Bu çalışmada; farklı kayaç türleriyle beton agregası üretimi yapan İstanbul bölgesindeki iki taşocağında, ürün kalitesinin sürekliliğinin sağlanması amaçlanmıştır. Söz konusu sahalarda üretimi yapılan 3'er farklı tür kayacın özellikleri belirlenmiş, 2'li ve 3'lü harmanlaması yapılmıştır. Harmanlama çalışmaları doğrusal programlama tekniği kullanılarak yapılmış ve her kayacın harman içersindeki oranları belirlenmiştir. Oluşturulan doğrusal programlama modelinde, agrega üretim maliyeti değerinin minumum olması amaçlanmıştır. Literatürde ve ulusal standartlardaki agregalar için betonda kullanılabilirlik sınır değerleri, doğrusal programlama modelinde kısıt olarak tanımlanmış ve amaç fonksiyonları ile birlikte değerlendirilip en uygun agrega karışımları oluşturulmuştur. Ayrıca istatistiksel deney tasarımı yöntemi kullanılarak beton üretiminde farklı tür agrega kullanımının beton özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiş ve farklı oranlarda farklı tür agrega kullanımı durumunda beton özelliklerinin tahminine yönelik ampirik yaklaşımlar geliştirilmiştir.Sonuç olarak ürün kalitesinin sürekliliğinin sağlanması amacıyla incelenen saha için en uygun ürün harmanları oluşturulmuş ve bu modelin bu işletmeler açısından kullanılabilirliği ortaya konulmuştur.

Today, concrete is a widely used construction material and concrete?s properties are directly related to the properties of the materials in its blending. In this research, providing the sustainability of production quality was aimed for two quarries which are located in Istanbul region and producing concrete aggregates with different types of rock. The properties of the 3 different types of rock which were produced in each of the above mention fields were determined and the binary and ternary blends were composed. Blending studies were conducted with linear programming technique and the proportions of each rock were determined. In the linear programming model, the cost of aggregate production was aimed to be minimal. The limit values that meet literature and national standards for usability of aggregates in concrete were defined as constraints in the linear programming model and evaluated with objective functions, thus the most suitable aggregate blends were composed. In addition, design of experiment method was used in order to investigate the effects of different types of aggregates on the properties of concrete and empirical approaches were developed to estimate the properties of concrete in case of using different types of aggregates with different proportions.In conclusion, to provide the sustainability of product quality, the most appropriate product blends were composed for the research field and the usability of this model for those quarries were revealed.