İrFan Şehrullah Öztürk

This study investigates roller-compacted concrete (RCC) in which fine aggregate was replaced with waste rubber tire powder (WRTP) at 0–16% by volume, using a binder containing 40% ground granulated blast-furnace slag (GGBFS). Fresh, mechanical, transport-related, microstructural, and environmental aspects were evaluated. While WRTP reduced workability, density, and ultrasonic pulse velocity (UPV), UPV values remained within the “excellent” classification range. Among the investigated mixtures, 2% WRTP provided the most favorable overall performance, increasing the 28-day compressive strength from 26.6 to 28.2 MPa, the 90-day compressive strength from 31.1 to 37.8 MPa, the flexural strength from 3.33 to 3.47 MPa, and the splitting tensile strength from 1.81 to 2.37 MPa. The 2% WRTP mixture also reduced the secondary capillary absorption coefficient by approximately 32.3%, from 0.00127 to 0.00086 mm/√s. Higher WRTP contents progressively decreased compressive strength and static modulus of elasticity, whereas flexural strength was comparatively less affected. SEM/EDS observations revealed more pronounced interfacial voids and discontinuities at higher WRTP contents, consistent with the observed performance decline. A simplified cradle-to-gate embodied-carbon assessment indicated that the 40% GGBFS binder substitution was the primary contributor to the estimated carbon reduction, with the reference and 2% WRTP mixtures exhibiting approximately 33.4% and 33.1% lower embodied carbon, respectively, than the hypothetical cement-only RCC baseline. In addition, the 2% WRTP mixture incorporated 6.43 kg/m³ of waste tire-derived rubber, providing an additional waste-utilization benefit. Overall, low WRTP incorporation, particularly at 2%, combined with a GGBFS-based binder provided a favorable balance between engineering performance, reduced embodied carbon, and waste utilization under the investigated conditions.

This study explores the potential use of metallic powders (MP) from the scaffolding industry as a replacement material in cementitious mortars, focusing on circular economy practices. Various mortar mixtures were created by replacing sand with MP at replacement levels of 0.00% (reference), 0.25%, 0.50%, 1.00%, 2.00%, 4.00%, and 8.00% by weight. Following a 28-day water curing period, the samples underwent tests to evaluate their physical, mechanical, and electrical properties. The findings indicate that industrial waste, which is currently non-recyclable, can effectively serve as a substitute in cementitious composites. At low replacement rates of 0.25% and 0.50%, significant improvements were observed in water absorption, porosity, mechanical properties (including compressive and flexural strength), and electrical properties. It is anticipated that mortars incorporating MP will present opportunities for producing composites with enhanced functional and electrical properties.

Bu çalışma kapsamında C16 ve C25 beton dayanım sınıflarında üretilmiş olan 100x200 mm ebatlarındaki silindir numuneler bazalt elyaf takviyeli polimerlerle yanal olarak güçlendirilmiş ve bu güçlendirilen numunelerin donma/çözülme ve sıcaklık etkisi altındaki davranışları incelenmiştir. Sıcaklık etkisinin inceleneceği silindir beton numuneler 25 °C, 60 °C, 100 °C ve 150 °C sıcaklıklara 12 saat süresince maruz bırakılmış ve daha sonra basınç dayanımları, bağıl kütleleri, rezonans frekansları ve dinamik elastisite modülleri üzerindeki değişimler referans numuneler ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Donma/çözülme etkisinin inceleneceği silindir beton numuneler ise 30, 60, 90 ve 120 çevrim donma/çözülme işlemine maruz bırakılmış ve numunelerin rezonans frekansları, dinamik elastisite modülleri, ultrases geçiş hızları ve basınç dayanımları üzerindeki değişimler referans numuneler ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sonuç olarak yanal güçlendirme uygulanmış her iki dayanım sınıfındaki numunelerin basınç dayanımlarında güçlendirme uygulanmamış numuneye oranla artış görülmüştür. Yanal güçlendirme uygulanmış numunelerin hem donma/çözülme çevrim sayısı arttıkça hem de maruz kaldıkları sıcaklık derecesi arttıkça performanslarında azalmalar gözlenmiştir. Bununla birlikte özellikle basınç dayanımı açısından kıyaslandığında, güçlendirme uygulanmış numunelerde 90 çevrim donma/çözülme veya 150 °C sıcaklık koşullarında dahi güçlendirilme uygulanmamış ve donma/çözülme ile sıcaklık etkisine maruz kalmamış numunelerin basınç dayanımı değerlerinden daha yüksek sonuçlar elde edilmiştir.

Bu çalışma kapsamında, yerli karbon fiber takviyeli poliüretan plakalar ile donatılandırılmış beton traverslerin merkez negatif eğilme performansı, öngerilmeli B70 tipi traverslerle karşılaştırmalı yürütülen deneyler ile araştırılmıştır. Yapılan testler sonucunda, yeni tip traverslerin yorulma esaslı dizayn yükünün, B70 tipi öngerilmeli traverslerin 2 katına ulaşan oranda daha yüksek sonuçlandığı görülmüştür. Ayrıca yeni tip traverslerde herhangi bir öngerilme kuvveti veya etriye kullanılmamasına rağmen, B70 tipi öngerilmeli traverslerin kırılma yükünün üzerindeki yük değerlerinde dahi, meydana gelen çatlak genişliklerinin halen 0,05 mm’nin altında kaldığı görülmüştür. Bu avantajlar, raylı sistemlerde ekartman açıklıklarının korunarak deray ve kazaların önlenmesi ve travers servis ömrünün artırılması adına oldukça önemlidir.