Effects of using waste marble dust in concrete to carbonation

Abstract

In recent years, for the purpose of reducing environmental pollution, studies about recycling waste material in construction sector has accelerated. Reusability of waste materials reduces using of limited natural resources and resolves the problem of storing waste materials. Every year, marble quarries and marble processing plants produces tons of waste marble dust. Ready mixed concrete industry is a branch of industry which waste marble dust is usable.

In this study, how using waste marble dust affects durability of concrete-which is one measure of sustainability is researched in carbonation factor. Determining carbonation depth of concrete-which blended waste marble dust (WMD) that substituted with cement at different rates-is taken as a goal. For this goal, four different concrete mix -with the same slump-substituted with 0%, 5%, 10% and 15% WMD is prepared. 28 days standard cured samples were exposed to carbonation for 56 days and their carbonation depths were measured. Samples which has become carbonated and not carbonated, tested with ultrasonic pulse velocity, and their capillary coefficent, compressive strength and abrasion resistance are determined. As a result, carbonation mostly seen in sample which contains 15% WMD. After the carbonation experiment, it's obtained that as WMD amount increases, carbonation depth and compressive strength increases; and it's also obtained that abrasion resistance and capillary coefficient decreases. Furthermore, on the purpose of reducing environmental pollution, it's reached that optimum substitution percent of WMD in concrete production is 5% and the optimum usage of WMD affects sustainability of concrete positively.

Son yıllarda çevre kirliliğinin azaltılabilmesi amacıyla atık malzemelerin inşaat sektöründe değerlendirilmesine yönelik çalışmalar hız kazanmıştır. Atık malzemelerin yeniden kullanılabilirliği sınırlı olan doğal kaynakların kullanımını azaltmakta ve atıkların depolanması sorununu da ortadan kaldırmaktadır. Mermer ocakları ve mermer işleme tesislerinde de her yıl tonlarca mermer tozu atığı ortaya çıkmaktadır. Atık mermer tozunun kullanılabilir olduğu sektörlerden biri de hazır beton sektörüdür. Bu çalışma da atık mermer tozu kullanımının betonun sürdürülebilirlik ölçütlerinden biri olan dayanıklılığını nasıl etkilediği karbonatlaşma faktörü açısından araştırılmıştır. Farklı oranlarda çimento ile ikame edilmiş atık mermer tozu (MT) katkılı betonların karbonatlaşma derinliklerinin belirlenmesi amaç edinilmiştir. Bu amaca yönelik olarak; % 0, % 5, % 10 ve % 15 MT çimento ile ikameli olmak üzere çökme miktarları aynı olan 4 farklı C30 sınıfı beton karışımı hazırlanmıştır. 28 gün standart kür uygulanan örnekler, 56 gün boyunca karbonatlaşmaya maruz bırakılmış ve karbonatlaşma derinlikleri ölçülmüştür. Karbonatlaşmamış ve karbonatlaşmış numuneler üzerinde ultrasonik test cihazı ile ultrases geçiş hızı ölçümleri yapılmış, kapilerite katsayıları, aşınma ve basınç dayanımları belirlenmiştir. Sonuç olarak, karbonatlaşma en çok % 15 MT içeren örneklerde görülmüş olup, karbonatlaşma deneyi sonrası MT miktarı arttıkça karbonatlaşma derinliğinin ve basınç dayanımının arttığı, aşınma dayanımı ve kapilarite katsayısının azaldığı elde edilen bulgular arasındadır. Ayrıca, çevre kirliliğinin azaltılması amacıyla MT’nun beton üretiminde en uygun ikame oranının % 5 olduğu, optimum MT kullanımının betonun sürdürülebilirliğini olumlu etkilediği kanaatine varılmıştır