Karayolu üst yapısında erdemir cürufunun kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

ÖZET Günümüzde hızlı nüfus artışı, ekonomik kalkınma ve yaşam standart larının yükselmesi ile birlikte ülkelerdeki ulaşım talebi de hızla art makta, bu artış bir yandan mevcut ulaştırma yapılarının bakım ve ona rım giderlerini diğer yandan yeni ulaştırma yapılarına olan gereksini mi hızla artırmaktadır. Dolayısıyla kara ulaştırma yapılarında büyük miktarlarda kullanılan doğal agrega gereksinimi ve tüketimi de hızla artmaktadır. İstenen özelliklerdeki doğal kaynakların da kısıtlı ol ması ve doğal agrega maliyetlerinin yükselmesi atık malzemelerin ulaştırma yapılarında da değerlendirilip değerlendirilemeyeceği ko nusunu gündeme getirmektedir. Ulaştırma yapılarında kullanılabilen atık malzemelerden biri olan ve demir-çelik fabrikalarında, demirin yanı sıra yüksek fırınlarından elde edilen cüruf, diğer bazı endüstri atıkları gibi çeşitli alanlarda yeniden değerlendirilebilme özelliği ne sahip bir malzemedir. Bir çok ülkede yüksek fırın cürufunun karayo lu üstyapısı malzemesi olarak kullanılabilirliği konusunda araştır malar ve denemeler yapılmaktadır. Ülkemizde 1970'den sonra gözlenen hız lı trafik artışı yanında, kırsal yollarda ağır taşıt yüzdesinin büyü mesi ve bu arada ağırlık kontrolü yapılamaması yol üstyapısının hızla bozulmasına sebep olmaktadır. Bunun yanısıra 18.6.1985 tarihinden itibaren karayollarında tek dingil için 13 ton, tandem dingil için 19 tonluk dingil yüklerine izin verilmesi belirtilen sorunu daha da ağırlaştırarak, daha küçük dingil yüklerine göre projelendirilmiş olan yol ağının bakım ve onarımında büyük harcamalar gerektirecektir. 1984 yllı itibariyle ülkemizdeki yıllık yüksek fırın cürufu üre timi yaklaşık 1.500.000 ton dolayındadır. Bu üretimin yakın gelecekte 4. Demir-Çelik Endüstrisinin de üretime başlaması ve mevcut fabrika lardaki üretim artışları ile daha yüksek değerlere ulaşacağı ve büyük bir kısmı değerlendirilmeyen cüruf birikiminin büyük yekun teşkil edece ği ? ' '?? `Bu çalışmada, karayolu üstyapısında Erdemir cürufunun kullanılabi lirliği teknik ve ekonomik yönden araştırılmıştır. Dört bölümden oluşan çalışmanın Birinci Bölümünde, karayolu yapısının tanımı, özellikleri ve üstyapıda kullanılacak malzemelerde aranan şartlarla ilgili bilgi ler verilmektedir. İkinci Bölümde, yüksek fırın cürufu ve değerlendirilmesi başlığı altında, cürufun tanımı, fiziksel ve kimyasal özellikleri, kullanıldığı yerler ve dış ülkelerde karayolu üstyapısında değerlendirilmesi ile ilgili çalışmalara yer verilmektedir. Üçüncü bölümde, Erdemir'den temin edilen cüruf türlerinin karayolu üstyapısı malzemesi olarak teknik kullanılabilirliğinin araştırılması için, Yıldız Üniversitesi, İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi, T.C.K. 17. Bölge Müdürlüğü, T.C.K. Genel Müdürlüğü laboratuvarlarında yapılan deneysel çalışmalar yer almaktadır. Dördüncü bölümde ise, yapılan deneylerde elde edilen sonuçlar toplu halde verildikten sonra, bunların değerlendirilmesi yapılmakta, daha sonra ekonomik etüd ile sayısal uygulaması ve sonuçlarına yer verilmektedir. Alınan sonuçların değerlendirilmesinden, Erdemir cürufunun gerek. sahip olduğu kimyasal ve fiziksel özellikler gerek cüruf türleri ile hazırlanan karışımlardan elde edilen mekanik özellikler, bu malzeme nin üst yapının her tabakasında yeterli güvenlikle kullanılabileceği ni göstermektedir. Yapılan Ekonomik Etüd' le de, en gayrı müsait durum da bile cürufun ekonomik olarak kullanılabileceği bir mesafenin mevcut olduğu sonucu elde edilmiştir.

SUMMARY In today's world, demand for transportation grows fast by increase in population, economical progress and rise in life standard and this growth increases speedy maintenance e xp ence s of transportation structures and need for new transportation investment. Therefore the consumption of natural aggregate using in large amount in transportation systems is growing fast too. The high cost of aggregate and the insuffiency of natural sources having required conditions make the experts consider whether waste materials can be used in transportation structures. Slag which is one kind of the waste materials can be used in transportation structures. It is obtained from blast furnaces with iron in Iron-Steel Works and can be evaluated as the other waste materials from industry. The research and related tests are carried out in some countries about the use of blast furnace slag as a pavement material in roads. In our country the increase in traffic after 1970 and growing the percentage of heavy vehicles in traffic composition and also lacking of heaviness control in roads lead quickly failures in pavements. Besides this, 13 tonnes for single axle and 19 tonnes for tandem axle have been allowed in roads since 16,6.1985. Because the road network has been designed according to the lower axle loads, the problem mentioned above would be more serious and the maintenance costs would be much more In 1984 the production of blast furnace slag in our country is approximately 1.500.000 tonnes. It is obvious that the production of slag will reach very high amount by production increase in present works and by a new steel work, 4 th Iron and SteelWorks, and most at it would not be evaluated. In this study, use at the Erdemir slag in road pavement has been researched. The study has four sections in the first section, the definition and characteristics of road system and the conditions required for the pavement materials are given. In the second section, under the title of `Blast Furnace Slag and Its Use`, the definition, physical and chemical characte ristics, the areas where it is used and the use in other countries of slag are discussed. In the third section, the tests carried out at the laboratories of Yıldız University, Technical University of Istanbul, the 17 th. Regional Directorate of Turkish State Highways and Head Office of Turkish State Highways in order to research whether types of slag obtained from Erdemir Iron and Steel works can be used as a pavement material are described. In the fourth section all the results obtained from these tests are given and then discussed. In addition, the economical study and numerical example and its results are shown. By the evaluation of the results, the chemical and physical characteris tic of the Erdemir Slag and the mechanical properties obtained from the mixtures prepared using types of slag shows that this material can be used in every part of the pavement with adequate confidence (safety). It is proved by the economical study that there is a distance along which slag can be used economically in any situation.