DOKTORA TEZİ
Mehmet Sait ANDAÇ
HAZIR BETON ÜRETİMİNDE ATIK YÖNETİMİ
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
ADANA, 2016
Mehmet Sait ANDAÇ DOKTORA TEZİ
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
Bu Tez ../../2016 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir.
... ... ...
Prof. Dr. Emel ORAL Prof. Dr. M. Emin ÖCAL Yrd. Doç. Dr. Gözde ÇELİK
DANIŞMAN ÜYE ÜYE
... ...
Yrd. Doç. Dr. İ. Halil GEREK Yrd. Doç. Dr. Savaş BAYRAM
ÜYE ÜYE
Bu Tez Enstitümüz İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır.
Kod No:
Prof. Dr. Mustafa GÖK Enstitü Müdürü
Bu Çalışma Ç. Ü. Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir.
Proje No: FDK-2014-3234.
Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.
HAZIR BETON ÜRETİMİNDE ATIK YÖNETİMİ Mehmet Sait ANDAÇ
ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ
İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI
Danışman : Prof. Dr. Emel ORAL Yıl: 2016, Sayfa: 133 Jüri : Prof. Dr. Emel ORAL
: Prof. Dr. M. Emin ÖCAL : Yrd. Doç. Dr. Gözde ÇELİK : Yrd. Doç. Dr. İ. Halil GEREK : Yrd. Doç. Dr. Savaş BAYRAM
İnşaat sektörünün girdilerinden biri olan hazır betonun üretimi ve kullanımı sırasında oluşan atık, özelliği ve miktarı farklı çevresel ve ekonomik sonuçlar doğurmaktadır. Günümüzde işletmeler gerek rekabet şanslarını artırmak gerekse çevresel önlemlerden dolayı, atıkların geri dönüşümü konusuna önem vermek zorundadırlar.
Bu çalışmada, Türkiye genelinde hazır beton atıklarının geri dönüşümünün nasıl sağlandığı, konu ile ilgili mevzuatın gereklilikleri, geri dönüşüm üniteleri ve bu ünitelerin kullanım şekilleri ile kullanımlarının işletmeye ve çevreye getireceği fayda ve maliyetler incelenmiştir. Konu ile ilgili karşılaştırma ve incelemelerin yapılabilmesi için gerekli veriler Türkiye genelinde Türkiye Hazır Beton Birliği (THBB)’ne bağlı işletmelerden anket yolu ile toplanırken geri dönüşüm ünitesine sahip olan ve ünitenin çalışması sırasında girdi, süreç ve çıktıları kayıt altında tutan bir tesiste de örnek uygulama yapılmıştır. Çalışmanın sonunda, hem anket hem de örnek uygulama sonuçları bir biri ile karşılaştırılarak Türkiye genelinde kullanılabilecek veriler elde edilmiş ve bu veriler kullanılarak Türkiye için taze betonun geri dönüşümünün ne derece önemli olduğu belirlenmiştir.
Anahtar Kelimeler: Hazır Beton, Taze Beton, Geri Dönüşüm, Yıkama, Çevresel Etki, Artık Beton, Atık Beton
WASTE MANAGEMENT IN READY MIXED CONCRETE PRODUCTION Mehmet Sait ANDAÇ
ÇUKUROVA UNIVERSITY
INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES DEPARTMENT OF CIVIL ENGINEERING
Supervisor : Prof. Dr. Emel ORAL Year: 2016, Pages: 133 Jury : Prof. Dr. Emel ORAL
: Prof. Dr. Mehmet Emin ÖCAL : Asst. Prof. Dr. Gözde ÇELİK : Asst. Prof. Dr. İ. Halil GEREK : Asst. Prof. Dr. Savaş BAYRAM
Production and use of ready mixed concrete (RMC) -which is one of the most important input of construction projects- lead various environmental and economic consequences due to the amount and characteristics of the generated waste. RMC producers have to pay attention to waste recycling issues in order to both improve their competitive advantages and fulfill environmental obligations.
The aim of this study is mainly to discuss and analyse how recycling of RMC waste is achieved, what the requirements of legislation for recycling are, how the recycling units are used and what the environmental advantages and operation costs of these units are in Turkey. While required data, has been collected by a questionnaire survey which has been undertaken with the members of Turkish Ready Mixed Concrete Organization (TRMCO) one of the RMC producer’s plant, which has a recycling unit and which keeps records related with the input, process and output of the recycling unit regularly was observed as a case study.
The data obtained and results of the study show the importance of recycling in terms of both environment and national economics and provide a reference point to Turkish RMC producers and government in order to compare the production output related with recycling of concrete.
Key Words: Ready Mixed Concrete, Fresh Concrete, Recycling, Wash Out, Environmental Effects, Residual Concrete, Waste Concrete
yönlendirici fikirleri ile bana daima yol gösteren danışman hocam Sayın Prof. Dr.
Emel Oral’a sonsuz teşekkürler.
Doktora Tez İzleme Komitesi üyesi Sayın Prof. Dr. Mehmet Emin ÖCAL’a doktora eğitimim süresince katkılarından dolayı teşekkür ederim. Doktora tezi jüri üyelerinden Sayın Yrd. Doç. Dr. İ. Halil GEREK’a, Sayın Yrd. Doç. Dr. Savaş BAYRAM’a ve Yrd. Doç. Dr. Gözde ÇELİK’e yardımlarından dolayı teşekkürlerimi sunarım.
Tezim süresince bana destek veren Çimsa Hazır Beton A.Ş. Kayseri-Niğde Bölge Müdürü Murat Baysal’a, Kayseri-Niğde Tesis Yöneticisi Mehmet Maraşlı’ya, Kayseri-Niğde Tesis Yöneticisi Süleyman Yoksul’a, Nevşehir Tesis Yöneticisi Bahattin Soylu’ya teşekkür ederim.
Doktora çalışmam süresince beni destekleyen ve yardımlarını esirgemeyen eşim Meriç Betül Andaç’a, çocuklarım Yılmaz Andaç ve Kerem Andaç’a en içten teşekkürlerimi sunarım.
ABSTRACT ... II TEŞEKKÜR ... III İÇİNDEKİLER ... IV ÇİZELGELER DİZİNİ ... VIII ŞEKİLLER DİZİNİ ... X SİMGELER VE KISALTMALAR ... XII
1. GİRİŞ ... 1
1.1. Çalışmanın Adımları ... 2
1.2. Çalışmanın Özgün Katkısı ... 3
1.3. Tezin Bölümleri ... 4
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR ... 5
2.1. Beton ve Hazır Beton ... 5
2.2. Hazır Betonun Kullanım Alanları ve Dünya’da ve Türkiye’de Üretim Miktarları... 9
2.3. Hazır Beton Üretim Süreci ... 12
2.4. Hazır Betonun Hammadde Girdileri ... 13
2.5. Hazır Beton Üretiminin Doğal Kaynakların Kullanım Miktarları ... 15
2.5.1. Agrega ... 15
2.5.2. Su ... 17
2.6. Beton Atıkları ... 19
2.6.1. Atık Sebepleri ... 19
2.6.2. Atık Miktarları ... 19
2.6.3. Beton Atıklarının İşletmelere Maliyetleri ... 21
2.6.4. Beton Atıklarının Çevresel Etkileri ... 22
2.7. Hazır Beton Atıklarının ve Çevre Etkilerinin Önlenmesi ... 23
2.7.1. Avrupa Birliği Ülkelerinde Faaliyet Gösteren Hazır Beton Tesislerinin Tabi Oldukları Çevre İle İlgili Mevzuatlar ... 24
3. MATERYAL VE METOD ... 41
3.1. Anket Çalışması ... 41
3.1.1. Anket Soruları ve Çalışma Örnekleminin Özellikleri ... 41
3.1.2. Örneklem Büyüklüğünün Belirlenmesi ... 43
3.2. Bir Hazır Beton Tesisinde Yapılan Örnek Çalışma ... 45
3.2.1. İşletme, Tesis ve Çalışma Grubu Özellikleri ... 45
3.2.2. Geri Dönüşüm Ünitesi ve Çalışma Prensibi ... 46
4. BULGULAR VE TARTIŞMA ... 51
4.1. THBB’ne Bağlı İşletmelere Yapılan Anketlerin Analizi ... 51
4.1.1. İşletmelerin ve Tesislerin Genel Durumu ... 51
4.1.2. Tesislerce Kullanılan Su Miktarları ... 56
4.1.3. Tesislerce Kullanılan Agrega Miktarları ... 61
4.1.4. Oluşan Artık Beton Miktarları ... 61
4.1.5. Geri Kazanılan Agrega Miktarları ... 65
4.2. Uygulama Yapılan Tesisin Durumu ... 67
4.2.1. Tesiste Bulunan Geri Dönüşüm Ünitesi İle İlgili Aksaklıklar ... 67
4.2.2. Tesiste Kullanılan Su Miktarları ... 77
4.2.3. Tesiste Kullanılan Agrega Miktarları ... 79
4.2.4. Tesiste Oluşan Artık Beton Miktarları ... 80
4.2.5. Tesiste Oluşan Atık Miktarları ... 81
4.2.6. Geri Kazanılan Agrega Miktarı ... 85
4.2.7. Fayda Maliyet Analizi ve Geri Dönüşüm Ünitesinin Yatırımının Geri Verme Süresi ... 86
4.3. Anket Çalışması ve Örnek Tesiste Yapılan Çalışma Sonuçlarının Karşılaştırılması ve Türkiye’deki Durumun Genel Analizi ... 88
4.4. Artık Beton Bertaraf Edilme Şeklinin Çevresel Etkileri ... 91
5. SONUÇLAR VE ÖNERİLER ... 103
5.1. Çalışmanın Özeti ... 103
ÖZGEÇMİŞ ... 113 EKLER ... 114
Çizelge 2.1. Dayanımlarına göre beton sınıfları ... ..6
Çizelge 2.2. Betonun kullanım alanları ve kullanım oranları ... ..9
Çizelge 2.3. 1 m3 betonun fiyat analizi ... 14
Çizelge 2.4. Üretilen beton ve kullanılan agrega miktarı ... 16
Çizelge 2.5. Beton üretiminde kullanılan su miktarı ... 18
Çizelge 3.1. Farklı kriterlere göre gerekli olan örneklem büyüklükleri ... 44
Çizelge 4.1. THBB’ne bağlı işletmelerin merkezlerinin illere göre dağılımı ... 52
Çizelge 4.2. THBB’ne bağlı tesislerin illere göre dağılımı ... 53
Çizelge 4.3. Geri dönüşüm ünitesi kullanım oranına göre dağılım ... 54
Çizelge 4.4. Tesislerin su tüketim miktarları ve oranları ... 57
Çizelge 4.5. Geri kazanılan suyun genel kabul olarak üretimde kullanılan toplam suya oranı ... 58
Çizelge 4.6. Tesislerin kullandıkları su kaynakları ... 59
Çizelge 4.7. Tesislerin yıkama ve üretim suyu kullanım miktarları ... 60
Çizelge 4.8. Tesislerin kullandıkları agrega miktarları ... 62
Çizelge 4.9. Tesislerde oluşan artık beton miktarları ... 63
Çizelge 4.10. Geri kazanılan agrega miktarları ve oranları ... 66
Çizelge 4.11. Tesiste kullanılan su miktarları ve geri dönüşüm suyu kullanım oranları ... 78
Çizelge 4.12. Yıkamada ve üretimde kullanılan su oranları ... 79
Çizelge 4.13. Anbar tesisinde üretilen beton ve tüketilen agrega miktarı ... 80
Çizelge 4.14. Anbar tesisinde oluşan ve geri dönüştürülen artık beton miktarı ... 81
Çizelge 4.15. Anbar tesisinde oluşan ve geri dönüştürülemeyen artık beton miktarları ... 83
Çizelge 4.16. Başakpınar tesisi üretim ve atık miktarları ... 84
Çizelge 4.17. Anbar tesisinde geri kazanılan agrega miktarı ... 85
Çizelge 4.18. Geri dönüşüm ünitesi olmadığı durumdaki oluşacak maliyet tablosu... 86
Çizelge 4.19. Anket çalışması ve örnek çalışmanın karşılaştırılması ... 88
Şekil 2.1. Hazır beton üretim süreci ... 13
Şekil 2.2. Geri dönüşüm ünitesinin giriş haznesi (Çimsa Anbar Tesisi, 2015) ... 35
Şekil 2.3. Geri dönüşüm ünitesi tambur bölümü (Çimsa Anbar Tesisi, 2015) ... 36
Şekil 2.4. Geri dönüşüm bölümü çıkış bölümü Çimsa Anbar Tesisi, 2015) ... 36
Şekil 2.5. Geri dönüşüm ünitesinin çökeltme havuzları Çimsa Anbar Tesisi, 2015) ... 37
Şekil 2.6. Geri dönüşüm ünitesinin ajitatörlü havuzu Çimsa Anbar Tesisi, 2015) ... 38
Şekil 3.1. Geri dönüşüm ünitesi iş akış şeması ... 47
Şekil 3.2. Geri dönüşüm ünitesi ve eklentilerinin yerleşim planı ... 48
Şekil 4.1. Anbar Tesisi (Çalışmanın yapıldığı tesis) geri dönüşüm ünitesi rampası ... 68
Şekil 4.2. Başakpınar tesisi geri dönüşüm ünitesi hidrolik kaldıraç sistemi ... 71
Şekil 4.3. Anbar Tesisi (Çalışmanın yapıldığı tesis) geri dönüşüm ünitesi tahrik motorları... 73
Şekil 4.4. Anbar Tesisi (Çalışmanın yapıldığı tesis) geri dönüşüm ünitesi otomasyon panosu ... 75
Şekil 4.5. Artık betonun doğaya bırakılması sonucunda doğada oluşan tahribat -1 ... 92
Şekil 4.6. Artık betonun doğaya bırakılması sonucunda doğada oluşan tahribat -2 ... 93
Şekil 4.7. Çimsa Hazır Beton A.Ş. ve Votorantim A.Ş. tesislerine ait uydu görüntüsü ... 94
Şekil 4.8. Oyak Beton tesisine ait uydu görüntüsü... 95
Şekil 4.9. THBB’ne bağlı olmayan bir hazır beton tesisine ait uydu görüntüsü -1 ... 96
Şekil 4.10. THBB’ne bağlı olmayan bir hazır beton tesisine ait uydu görüntüsü -2 ... 96
Şekil 4.12. THBB’ne bağlı olmayan bir hazır beton tesisine ait uydu görüntüsü
-4 ... 97
Şekil 4.13. THBB’ne bağlı olmayan bir hazır beton tesisine ait uydu görüntüsü -5 ... 98
Şekil 4.14. THBB’ne bağlı olmayan bir hazır beton tesisine ait uydu görüntüsü -6 ... 98
Şekil 4.15. Çimsa Hazır Beton A.Ş’ye ait tesisin görüntüsü ... 99
Şekil 4.16. Çimsa Hazır Beton A.Ş’ye ait tesisin zeminin görüntüsü ... 99
Şekil 4.17. Oyak Beton A.Ş.’ye ait tesis sahası görüntüsü ... 100
Şekil 4.18. Hazır beton üretimi için gerekli şartları yerine getirmeyen tesisin görüntüsü - 1 ... 100
Şekil 4.19. Hazır beton üretimi için gerekli şartları yerine getirmeyen tesisin görüntüsü - 2 ... 101
Şekil 4.20. Hazır beton üretimi için gerekli şartları yerine getirmeyen tesisin görüntüsü - 3 ... 101
ERMCO : Europan Ready Mix Concrete Organization (Avrupa Hazır Beton Birliği) TS : Türk Standartları
EN : Europan Norm (Avrupa Standartları) GSYİH : Gayrisafi Yurtiçi Hasıla
AB : Avrupa Birliği kg : Kilogram
m : metre
TL : Türk Lirası
Wcw : Atık hale gelen betonun ağırlığı (ton)
Vw : Dönüştürülemeyen artık betonun hacmi (m3) wc : Betonun birim ağırlığı (ton/m3)
Wtw : Toplam atığın ağırlığı (ton) Ctw : Toplam Atık Maliyeti (TL)
cw : Birim atık uzaklaştırma maliyeti (TL/ton) Ww : Geri kazanılması mümkün olmayan atık miktarı Vc : Yıllık üretilen beton miktarı (m3)
Wc wc Rw
: Yıllık üretilen betonun ağırlığı (ton) : Betonun birim ağırlığı (ton/m3)
: Geri kazanılamayan atığın toplam üretime oranı (%) Rcw : Oluşan artık beton oranı (%)
Rtw : Oluşan toplam atık (%)
Cr : Geri dönüşüm ünitesinin çalıştırılması sonucunda oluşan maliyet (TL) Crw : Geri dönüşüm ünitesi varken atık uzaklaştırma maliyeti (TL)
Cro : Geri Dönüşüm ünitesi işletme maliyeti (TL)
Pr : Geri dönüşüm ünitesinden dolayı elde edilen kazanç (TL) Ctw : Geri dönüşüm ünitesi yokken toplam maliyet (TL)
Cw : Geri dönüşüm ünitesi yokken atık uzaklaştırma maliyeti (TL) lt : Litre
1. GİRİŞ
Ülke ekonomisinin lokomotifi olarak adlandırılan inşaat sektörünün en önemli girdilerinden biri olan hazır beton, yapı kalitesine ve dayanımına direkt etkileri ile ön plana çıkan bir malzemedir. Yapılan çalışmaların ağırlıklı olarak beton dayanımı, betonun kalitesi, betonun kullanım alanları ve farklı ortamlarda kullanım şartlarına odaklanmasına rağmen son zamanlarda konu ile ilgili duyarlılığın ve dünya çapında yaptırımların artması ile beton üretimi sürecinde ve sonrasında oluşan artık ve atıkların çevresel etkileri ve geri dönüşümü konularında da çalışmalar başlamıştır.
Yapılan literatür çalışmaları geri dönüşüm işleminin hem ekonomik hem de çevresel etkileri ele alındığında son derece gerekli olduğunu göstermektedir.
Konuyla ilgili literatür taraması sonucunda elde edilen somut değerler Bölüm 2’de sunulmuştur. Ancak Avrupa Hazır Beton Birliği (ERMCO) ‘nin 2013 verilerine göre 102 milyon m3 hazır beton üretimi ile Avrupa’nın en büyük üreticisi olan Türkiye’de konu ile ilgili durumun ne olduğu bilinmemektedir. Bu çalışmanın amacı da Türkiye’de hazır beton üretimi sırasında oluşan artık ve atıkların geri dönüşümüyle ilgili durumun belirlenmesi olmuştur. Bu amaçla Türkiye Hazır Beton Birliği’ne (THBB) bağlı işletmelerle bir anket çalışması düzenlenmiştir. Anket çalışması ile tesislerin geri dönüşüm ünitesine sahip olup olmadıkları, geri dönüşüm ünitesine sahip olan tesislerin üniteyi hangi oranla kullandığı ve geri dönüşümle elde edilecek kazançlar ile kullanılmadığı zamanki kayıplar ortaya konmuştur. Anketle elde edilen bilgilerin yanı sıra kurumsal olarak işletilen büyük ölçekli bir işletmenin Kayseri ilindeki tesislerinde incelemeler yapılarak tesisteki mevcut geri dönüşüm ünitesinin nasıl daha verimli kullanılabileceği, geri dönüşüm ünitesi ile ilgili mevcuttaki ve oluşabilecek sıkıntılar, ünitenin kullanılması ile elde edilecek kazançların büyüklüğü, çalışanlar açısından alınması gereken önlemler ve yönlendirmelerin neler olabileceği gibi konularda veriler toplanmış, tespitlerde bulunulmuştur. Her iki çalışma sonucunda elde edilen verilerin karşılaştırılması ve değerlendirilmesi ile Türkiye hazır beton sektöründe özellikle taze beton atıklarının geri dönüşümü ile ilgili sektöre ışık tutucu sonuçlar elde edilmiştir.
1.1. Çalışmanın Adımları
Çalışma yapılırken takip edilen adımlar aşağıda sıralanmıştır.
Problemin Tanımı: Öncelikle tez konusunun belirlenmesi için hazır beton sektörü ile ilgili literatür araştırması yapılmış ve bu konudaki eksiklikler tespit edilmiştir. Belirlenen eksiklikler arasında diğerlerinden daha önemli olduğu düşünülen çevresel konular üzerinde yoğunlaşılmış ve kullanılmayan taze betonun çevresel etkilerinin önlenmesi ile ilgili çalışmalar incelenerek hazır beton tesislerindeki geri dönüşüm konusu tercih edilerek, çalışma bunun üzerine kurulmuştur.
Literatür Değerlendirilmesi: Hazır beton sektöründe taze betonun geri dönüşümü hakkında literatür çalışmasında dünyadaki ve Avrupa’daki durum incelenmiş ve dünyada sorunun çözümleri araştırılmıştır. Bu konunun Dünya genelindeki önemi, büyüklüğü ve sonuçları sayısal değerlerle ortaya konmuştur.
Ayrıca Türkiye hazır beton sektörünün yıllara göre gelişimi, büyüklüğü, Avrupa’daki yeri, yıllık üretim miktarı gibi verilerle Avrupa ile Türkiye’nin karşılaştırılması çalışmada yer almıştır.
Anket Uygulaması: Bu aşamada hazır beton tesislerinde kullanılan geri dönüşüm ünitesine ait sonuçların Türkiye’deki durumunu incelemek için bir anket çalışması yapılmıştır. Hazırlanan anket THBB’ne bağlı işletmelere ait tesislere yönlendirilmiş ve gerekli bilgiler tesis yetkilileri ile görüşülerek toplanmıştır.
Görüşülen tesis sayısı birliğe bağlı 314 tesisin tamamı iken ankete katılan tesis sayısı 260’dır. Ankete katılan 260 tesisin üretim kapasitesi ise toplam birlik üyesi tesislerin üretim kapasitesini %75’ini oluşturmaktadır. Anketlerle toplanan veriler uygun başlıklar altında gruplandırılarak hazır beton tesislerindeki fiili durum tespit edilmiştir.
Örnek Uygulama: Anketle elde edilen sonuçların farklı bir yöntemle denetlenmesi için geri dönüşüm ünitesi olan bir tesiste 12 ay boyunca çalışma ve gözlemler yapılmıştır. Çalışma yapılan tesisin 12 ay boyunca geri dönüşüm ünitesinin işleyişi ile ilgili gerekli veriler toplanmış ve çalışma sonucunda veriler
analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar anket sonuçları ile de karşılaştırılarak sonuçlar değerlendirilmiştir.
Sonuçların Değerlendirilmesi: Yapılan iki farklı çalışmanın sonucunda elde edilen veriler aynı başlıklar altında gruplandırılarak birbirleri ve literatür çalışması sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırılma sonucunda sonuçlar arasındaki farklılıkların sebepleri irdelenerek nedenler tespit edilmiştir. Böylece konu iki farklı açıdan incelenmiş ve teyit edilmiştir.
1.2. Çalışmanın Özgün Katkısı
İnşaat sektöründe geri dönüşüm konusunda literatürdeki çalışmalara bakıldığı zaman genel olarak yapıların yıkımı ile oluşan katı atıkların geri dönüşümü hakkında veriler bulunmaktadır. Taze beton ile ilgili geri dönüşüm çalışmalarında ise bazı Avrupa ülkelerindeki durum incelenmiştir. Ancak Türkiye’de taze beton atıkları açısından literatür çalışması bulunmamaktadır. Yapılan çalışma öncelikle Türkiye’deki mevcut durumu ortaya koymaya yöneliktir. Bu genel durum işlenirken Türkiye için sistemin aksayan yönleri ve THBB’ne bağlı ve bağlı olmayan işletmeler arasındaki anlayış farkları belirlenmiştir. Tesisler arasındaki farkların sebepleri ve atık yönetimi ile ilgili kanuni çerçevenin belirlediği önlemlerin neden uygulanamadığı tartışılmıştır.
İşletmelerin kendileri için çok önemsiz olarak gördükleri kullanılmayan taze beton miktarının Türkiye gibi Avrupa’nın en çok hazır beton üretimi yapan ülke genelinde oluşturduğu toplam atık beton miktarının büyüklüğü ve oluşan atığın ekonomik ve çevresel etkileri sunulmuştur. Ayrıca kimi tesislerde hali hazırda bulunan ama verimli olarak işletilemeyen geri dönüşüm ünitelerinin nasıl verimli hale getirileceğine dair öneriler verilerek, gerek fiziki eksikliklerin nasıl giderileceği gerekse çalışanların üniteyi verimli kullanmaları için gerekli yönlendirme ve bilinçlendirmenin nasıl yapılacağı hakkında bilgiler sunulmuştur. Genel olarak çalışmanın amacı ise Türkiye hazır beton sektöründe taze atıkların geri dönüşümü için eksik olan farkındalığın somut verilere dayandırılarak oluşturulmasıdır.
1.3. Tezin Bölümleri
Tez çalışması 5 ana kısımdan oluşmaktadır.
Birinci kısım Öz, Abstract, Teşekkür, İçindekiler, Şekiller Dizini, Çizelgeler Dizini, Kısaltmalar ve Giriş gibi temel bölümlerden oluşmaktadır.
İkinci kısımda “Önceki Çalışmalar” yer almıştır. Bu bölümde literatürde yer alan Dünya ve Avrupa’daki hazır beton tesislerinde oluşan atık miktarları, atık nedenleri, atıkların kullanımı gibi konular hakkındaki araştırmalardan bahsedilmiştir.
Üçüncü kısım olan “Materyal ve Metod” bölümünde çalışmanın ne şekilde yürütüldüğü, çalışma için yapılan anket çalışmasının güvenirliği, içeriği, hedef kitlesi ve örneklem büyüklüğü hakkında bilgi verilmiştir. Ayrıca çalışmanın bir diğer aşaması olan örnek uygulamanın yapıldığı tesis ve tesisin ait olduğu işletme ile ilgili bilgiler de bu bölümde sunulmuştur.
Dördüncü kısmı oluşturan “Araştırma Bulguları ve Tartışma” bölümünde, uygulama çalışması yer almaktadır. Bu bölümde anket çalışması sonuçları ve örnek işletmede 12 ay süresince yapılan gözlem sonuçları verilmiş, sonuçların karşılaştırılması ve değerlendirilmesi yapılmıştır. Ayrıca THBB’ne bağlı olan ve olmayan tesislerin çevresel etkiler açısından mevcut durumları ve farkları ortaya konulmuştur.
Beşinci kısmı oluşturan “Sonuçlar ve Öneriler” bölümünde ise Türkiye hazır beton sektöründeki taze beton atıkları ve yönetimi ile durum özetlenmiş, sektörde karşılaşılan sorunlara çözüm önerileri sunulmuş ve gelecekte yapılacak çalışmalara yön göstermek amacıyla değerlendirmeler yapılmıştır.
2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR
Literatür araştırması aşağıda verilen 4 temel başlıkta incelenmiştir.
i. Beton ve Hazır Beton
ii. Hazır Beton Kullanım Alanları ve Dünya’da ve Türkiye’deki Üretim Mitarları
iii. Hazır Beton Üretim Süreci iv. Beton Atıkları
2.1. Beton ve Hazır Beton
Çalışmada temel olarak üzerinde durulacak beton kavramı birçok kaynakta şu şekilde tanımlanmıştır:
Sealey ve arkadaşlarına (2001) göre beton; kum, çakıl, kırma taş gibi farklı boyuttaki agreganın karıştırılarak çimento ve su ile oluşturulan harç sayesinde bir arada tutulmasıdır. Collard‐Wexler (2013) tarafından beton 3 temel bileşen olan kum, çakıl ve çimento ile kimyasal bileşen olarak çimentonun karışımı şeklinde tanımlanmıştır. Bu karışıma çimentonun, hidratasyon adı verilen ekzotermik kimyasal reaksiyona girmesi için gerekli olan suyun eklenmesi ile çimento harcının oluşması sağlanır. Zaman içinde bu harç sertleşmesi ile çimento, kum ve çakılın bağlayıcısı olarak görev yapmaya başlar. Bir diğer tanımda Erdoğan ve Erdoğan (2014), betonu farklı büyüklükteki ince ve kaba agrega içeren çimento harcı olarak tanımlamıştır. Bütün bu tanımlara göre beton;
Farklı büyüklükteki doğal malzeme olan kum, çakıl ve/veya kırma taş gibi agregaların bağlayıcı malzeme olan çimento harcı ile karıştırılması ile elde edilen yapay taş olarak tanımlanabilir. Çimento harcı ise çimentonun bağlayıcılık özelliği kazanması için gerekli miktarda su ile reaksiyona girerek plastik hale gelmesidir.
Böylece beton temel bileşen olarak çimento, agrega ve suyun karışımı şeklinde basit manada tanımlanabilir.
Hazır beton ise betonun tesiste hazırlanarak inşaat alanına doğrudan sevk edilmesi olarak tanımlanabilir (Collard‐Wexler, 2013). Sealey ve arkadaşları (2001) ise hazır betonu, hassas ölçümler yapılarak, gerekli miktardaki agreganın, gerekli miktardaki su ve çimento ile transmikser tamburunda veya sabit karıştırıcıda karıştırılması olarak tanımlamaktadır.
Hazır beton üretilirken temel olan kriter müşterinin talebine uygun kalitede beton üretebilmektir. Bu konuda TS 500 – Betonarme Yapıların Tasarım ve Yapım Kuralları, TS EN 206 – Beton – Özellik, Performans, İmalat ve Uygunluk Standartı’nda belirtilen betonun dayanım gücü esas alınır. Yani alıcının standartlarda belirtilen kalitedeki beton sınıflarında hangisini talep ettiğine göre hazır beton tesisi uygun karışımı yapar ve inşaat alanına sevk eder. Standartlarda belirtilen beton dayanım sınıfları Çizelge 2.1’de gösterilmiştir.
Çizelge 2.1. Dayanımlarına göre beton sınıfları (TS 500)
Beton Sınıfı C16 C18 C20 C25 C30 C35 C40 C45 C50 Beton Basınç
Dayanımı (Silindir Numune) MPa
16 18 20 25 30 35 40 45 50
Beton Basınç Dayanımı (Küp
Numune) MPa
20 22 25 30 37 45 50 55 60
Hazır beton üreten işletmeler pazarlama strateji olarak beton sınıflandırılmasında temel olan basınç dayanımının yanı sıra farklı özelliklerde betonlar üretmektedir. Her firma kendi markasını oluşturmak için üretmiş oldukları özel betonlara farklı isimler vermektedir. Ancak bu betonlar, ticari isimleri farklı da olsa özellikleri bakımından benzer işlevlere sahiptirler. Örneklendirmek gerekirse, çalışmanın uygulama kısmının yapıldığı Çimsa Hazır Beton A.Ş. tarafından üretilen ve farklı amaçlarda kullanılabilecek alternatif ürünlerin bazıları şu şekildedir:
Yüksek Kıvamlı Beton: Normal betona göre vibratör kullanılmasına gerek duyulmaksızın yüksek akıcı kıvamda üretilen betondur.
· Güçlendirme projelerinde,
· Sık donatılı yerlerde,
· Şehir merkezlerindeki gece beton dökümlerinde,
· Vibratör kullanımının mümkün olmadığı durumlarda,
· Zor ve ulaşılmaz kalıplarda,
· Estetik ve mimari olarak önem verilen beton elemanlarında,
kullanılmaktadır.
Çelik Telli Beton: Çelik tellerin kullanılmasıyla üretilen, çekme dayanımı standart betona göre daha üstün olan betondur.
· Zemin betonlarında,
· Şap ve koruma betonlarında,
· Saha betonlarında,
· Fabrika zeminlerinde,
· Otoparklarda,
· Benzin istasyonlarında,
· Beton yollarında,
· Stok sahalarında,
· Derzsiz zemin betonlarında,
· Soğuk hava depoları zeminlerinde,
· Döşeme şaplarında,
· Liman kaplamalarında,
· Tersanelerde,
kullanılmaktadır.
Geç Priz Alan Beton: Betonun normal süresinden daha geç sertleşmeye başlamasının istendiği durumlar için üretilen betondur.
· Uzak mesafe betonlarında,
· Sıcak havalarda,
· Betonda hidratasyon kontrolünün istendiği önemli yapılarda (kütle betonu),
· Yapı gereği yavaş beton dökümlerinde,
· Yüzey bitirme işleminin uzun sürdüğü imalatlarda
kullanılmaktadır
Lifli Beton: Polipropilen liflerin kullanılmasıyla üretilen, taze beton çatlaklarına karşı dayanıklı betondur.
· Zemin betonlarında,
· Şap ve koruma betonlarında,
· Saha betonlarında,
· Fabrika zeminlerinde,
· Stok sahalarında,
· Püskürtme betonlarında,
· Taze halde iken plastik rötre çatlaklarını azaltması nedeni ile geçirimsiz betonlarda
kullanılmaktadır.
Püskürtme Beton: İnşaat alanında zemine püskürtülerek uygulanan betondur.
· Galeri, Tünel ve yeraltı yapılarında,
· Şev güçlendirmelerinde,
· Maden ocaklarında,
kullanılmaktadır.
Ağır Beton: Etüv kurusu yoğunluğu 2600 kg/m³’den büyük olan, farklı kıvam ve dayanımda üretilen betondur.
· Nükleer santrallerde,
· Zararlı ışınlara maruz kalan tüm yapı elemanlarında
kullanılmaktadır.
Farklı ticari isimlerle piyasaya sunulan bu tür betonlar müşterilerin her türlü ihtiyacına cevap vermek için farklı kimyasal katkı maddeleri veya çelik tel ve lifler gibi malzemelerle desteklenen özel üretimlerdir. Böylece betonun temel özelliği olan dayanım gücünün yanı sıra farklı özellikler kazandırılarak her koşulda en iyi sonuç alınması sağlanmaktadır.
2.2. Hazır Betonun Kullanım Alanları ve Dünya’da ve Türkiye’de Üretim Miktarları
Beton her türlü inşaat işlerinde yoğun olarak kullanılan en temel yapı elemanıdır. Beton, kullanım alanları ve kullanım oranları açısından incelendiğinde ise Çizelge 2.2. gösterildiği gibi gruplandırıldığı görülmektedir.
Çizelge 2.2. Betonun kullanım alanları ve kullanım oranları (Collard‐Wexler, 2013)
Beton Kullanım Alanı Kullanım Oranı (%)
Şahsi Konut 21
1 Daireli İkamet Amaçlı Binalar 17
İkamet Amaçlı Konut Eklenti ve Tadilat 10
Ticari ve Endüstri Binaları 9
Yol, Cadde, Köprü, Tünel 8
İki ya da Daha Fazla Daireli İkamet Amaçlı Bina 7
Konut Dışı Bina Bakım Onarımı 3
İkamet Amaçlı Bina Bakım Onarımı 2
Diğer Devlet ve Yerel Yönetim Yatırımları 2
Enerji Üretim 1
Fabrika ve Endüstriyel Binalar 1
Tarım Binaları 1
Diğer Bakım ve Onarım 1
Su, Kanalizasyon, Boru Hattı 1
Yol ve Cadde Bakım Onarımı 0,4
Diğerleri 17,6
TÜİK (2014) verilerine göre ise Türkiye’de yapı çeşitleri ve taşıyıcı sistemine göre gruplandırılması EK 1’de verilmiştir.
Yukarıda belirtildiği gibi beton yapı çeşitlerinin her türünde kullanılmaktadır.
Hazır beton ise endüstriyel gelişime paralel olarak hem kalite standartları hem üretim hızı bakımından betonun en güvenli üretim şeklidir. Günümüzde inşaat teknolojileri, medeniyet seviyesi ve insan nüfusunun artmasına paralel olarak beton üretimi de artış göstermektedir. Bu noktada en doğru veriler Avrupa Hazır Beton Birliği (European Ready Mixed Concrete Organization - ERMCO) ve bu birliğin bir üyesi olan Türkiye Hazır Beton Birliği (THBB) tarafından sağlanmaktadır. Avrupa Hazır Beton Birliği 27.10.1967 tarihinde Almanya’da, Almanya’nın önerisi üzerine kurulmuştur. 12 ülkeden 100’den fazla delegenin katılımı ile hazır beton ile ilgili gelişmelerin değerlendirilmesi için kurulmuş olan birlik günümüzde üyeleri arasında karşılıklı bilgi alışverişini desteklemekte ve sektöre düzenleyici önerilerde bulunmak üzere çalışmalar yapmaktadır. Birliğin şu andaki merkezi Brüksel’de bulunmaktadır.
Türkiye Hazır Beton Birliği de 1988 yılında kurulan, ERMCO’ya bağlı olarak çalışan ve Avrupa ile Türk hazır beton firmaları arasındaki bilgi akışını ve işletmelerle ilgili düzenleyici önerileri ve kontrolleri sağlayan ve hazır beton firmalarının üyelikleri esasına dayalı bir kuruluştur. Bu kuruluşlar sektörde faaliyet gösteren işletmelere yol gösterici yayınlar yapmakla beraber sektörle ilgili istatistikleri de tutmaktadırlar. Böylece sektörün ne yönde ilerlediğine dair bilgiler rahatlıkla elde edilmektedir.
Çalışmanın bu aşamasında her iki birliğin sağladığı istatistiki bilgiler kullanılarak hazır beton açısından Türkiye’nin durumu ve Avrupa’daki yeri belirlenecektir. Bu amaçla öncelikle, Avrupa’da ve ülkemizde 2007-2013 arasındaki ekonomik değişiklikler incelenecektir. ERMCO’nun EK 2’de belirtilen verilerine göre 2013 yılı itibari ile gayrisafi yurtiçi hasıla (GSYH) 2007 yılına göre Avrupa Birliği’nde %0,5, ABD’de %5,9, Japonya’da %0,3 artarken bu oran Türkiye için
%20,9 olmuştur. Aynı yıllar içinde inşaat sektöründeki değişim Avrupa Birliği (AB) ülkelerinde %18,6 oranında küçülme şeklindeyken Türkiye’de %10,4 oranında büyüme şeklinde olmuştur. Buna paralel olarak hazır beton sektöründeki değişim AB ülkelerinde eksi yönde %26,9 olurken Türkiye’de artı yönde %37,1 olmuştur.
Sektördeki bu büyümeye bağlı olarak Türkiye genelinde hazır beton üretimi de artış göstermiştir. Yine ERMCO (2013)’nun EK 3’deki 2013 verilerine göre
AB’de 2008 yılında 368 milyon m3 olan hazır beton üretimi 2013 yılında 217 milyon m3’e düşmüştür. ABD’de ise 2008 yılında 270 milyon m3 olan üretim miktarı 2013 yılında 230 milyon m3 olmuştur. AB ve ABD’deki üretim düşüşüne karşın Türkiye’de istikrarlı bir artış gerçekleşmiş, 2008’de 70 milyon m3 olan hazır beton üretimi 2013 yılında 102 milyon m3’e ulaşmıştır. THBB (2014) raporuna göre ise bu artış devam ederek 2014 yılında 107 milyon m3 olmuştur. Ayrıca kaydedilen büyüme veya küçülmenin anlamlı hale gelmesi için ülkelerin nüfusu ve nüfus başına düşen hazır beton üretimine bakmak gerekmektedir. Örneğin AB’de 2013 yılında kişi başına üretilen hazır beton miktarına bakıldığında ortalamanın 0,5 m3 olduğu görülmektedir. Bu oran ABD’de 0,7 m3, Japonya’da 0,8 m3 iken Türkiye’de 2008 yılında 0,99 m3 olan değer 2013 yılında 1,3 m3’e yükselmiştir.
Ayrıca EK 3’de görüldüğü gibi Türkiye 2013 yılında üretmiş olduğu 102 milyon m3 hazır beton ile bütün Avrupa ülkeleri arasında ilk sırada yer almaktadır.
Türkiye’yi 45,6 milyon m3 ile Almanya ve 38,6 milyon m3 ile Fransa izlemektedir.
Elbette bu rakamlar ülkelerde birlik üyesi ve birlik üyesi olmayan tesislerce üretilen toplam hazır beton miktarlarıdır. Yıllara göre değişmekle birlikte AB genelinde üretilen betonun yaklaşık %60-65’i birliğe üye işletmelerce üretilmektedir.
Ülkemizde ise 2008 yılında %59 olan birliğe üye işletmelerce üretilen hazır beton miktarı 2013’de %67’ye kadar yükselmiştir. Betonun birliğe üye işletmelerce üretilmiş olması sürekli kendini geliştiren işletmelerin birlik tarafından belirlenmiş kriterlere uygun daha kaliteli beton ürettiği anlamına gelmektedir.
Türkiye’de hazır beton üretimindeki artış ülkede inşaat işlerinin ve bu işlerde kullanılan betonun fabrikasyon üretimden kaynaklı olarak standartlara daha uygun şekilde karşılandığının da bir göstergesidir. Ayrıca Hazır Beton Birliği’ne bağlı işletmelerin oranının artması da kalitenin bir diğer göstergesidir. Ancak bu konuda kontrol edilmesi gereken diğer bir husus Türkiye’de üretilen betonun dayanım gücüne bağlı olarak dağılımının ne düzeyde olduğu ve gelişmiş ülkelere göre hangi noktada bulunduğudur. EK 4 incelendiğinde Avrupa’da 2008 yılında C16-C20 dayanımında üretilen beton miktarı toplam üretimin %34’ü, C25-C30 dayanımındaki beton miktarı %51,4’ü ve C35’den büyük dayanımdaki beton miktarı
%10’u civarında iken Türkiye’de aynı tarihteki üretim oranları C16-C20 için %63,
C25-C30 için %27 ve C35’den büyük dayanımlar için %6 düzeylerindedir. Ancak bu oranlar da 2013 yılında AB ülkeleri seviyesine ulaşmış ve C16-C20 için %12, C25-C30 için %72,0 C35 ve üzeri dayanımlar için %15 olmuştur. Elbette bu tür gelişmeler hazır beton tesislerinin, üretilen betonun ve üretilen yapıların kalitesinin gelişmesine etki etmektedir.
Ülkemizde üretim miktarları, kalite ve dayanım ile ilgili olumlu olarak algılanabilecek gelişmelerle beraber, bu gelişmelere paralel olarak ilerlemesi gereken, sistemin diğer bir ayağı da üretimin çevresel etkileridir. Gerek ERMCO gerekse buna bağlı olarak THBB çevresel konularla ilgili de faaliyetler yürütmektedirler.
2.3. Hazır Beton Üretim Süreci
Hazır beton her ne kadar fabrikasyon üretim gibi görünse de maalesef sürekli üretim değildir. Yani tesiste sürekli aynı ürün çıkmamaktadır. İnşaat işlerinin tamamında olduğu gibi hazır beton üretimi de proje bazlı bir üretimdir. Diğer bir deyişle betonun sipariş üzerine üretilmesi gerekmektedir. Çünkü her proje için farklı dayanımda ve özellikte betona gerek duyulabilmektedir. Bu nedenle hazır betonun üretimine geçilmeden müşteri isteği belirlenmeli ve bu talebe göre üretim başlatılmalıdır. Bu da demek oluyor ki hazır betonun üretimi müşteri siparişi ile başlamaktadır. Müşterinin siparişi ile başlayıp şantiyede teslim edilmesi ile biten süreç hazır betonun üretim sürecidir ve aşamaları Şekil 2.1. de gösterilmiştir. Buna göre sipariş alınan beton, sipariş dayanımına göre reçetelendirilir. Yani betonun 1m3’ünde kaç kg hangi ebatta agrega, kaç kg hangi özellikteki çimento, kaç kg su kullanılacağı ve katkı maddesi olup olmayacağı belirlenir. Reçetedeki bu oranlar üretilecek beton miktarınca artırılır ve otomasyon sistemine girilir. Üretilecek toplam beton miktarı her seferinde en fazla transmikserin kapasitesi kadardır. Yani betonda fazla üretim ve stoklama şansı yoktur. Bu aşamadan sonra otomasyon devreye girer ve öncelikle agrega silolarından istenen miktarlarda farklı boyutlardaki agregayı otomatik kantarlı bant aracılığı ile tartarak panmiksere aktarır. Daha sonra gerekli miktarda çimento silodan çekilir ve diğer tanklardan alınan hesaplanmış miktardaki
su ve kimyasal katkı maddesi ile panmikserin içerisinde karıştırılır. Elbette bu noktada kimyasal katkı eğer özellikle isteniyorsa katılır. Aksi halde beton katkısız olarak üretilir. Panmikserde karıştırılan beton transmiksere yüklenerek şantiye alanına sevk edilir. Sevkiyat boyunca transmikser tamburunda karışım devam ettirilir. Şantiyeye ulaşan beton pompa yardımı ile veya doğrudan transmikserle daha önceden hazırlanmış kalıplara dökülerek vibratör yardımı ile yerleşmesi sağlanır.
Şekil 2.1. Hazır beton üretim süreci
2.4. Hazır Betonun Hammadde Girdileri
Beton üretilirken farklı basınç dayanımına göre farklı reçeteler düzenlenir ve farklı miktarlarda agrega, çimento ve su oranları belirlenir. Ancak ERMCO’nun (2000) yayınlamış olduğu “Ready Mixed Concrete – A Natural Choice” adlı makaleye göre deneysel çalışmalardaki ve uygulamadaki genel kabul, betonun 1 m3’ünde hacimsel olarak %10-15 arasında çimento, %60-75 arasında agrega, %15-20
arasında su içermesi gerektiğidir. Ayrıca TS EN 206’da yoğunluğuna göre 3 farklı beton ve bu betonların üretiminde kullanılabilecek 3 farklı agrega türü vardır.
- Hafif Beton: Hafif agrega yani yoğunluğu 2000 kg/m3’den az olan agrega kullanılarak üretilen ve yoğunluğu 800-2000 kg/m3 arasında değişen betondur.
- Normal Beton: Normal agrega yani yoğunluğu 2000-3000 kg/m3 arasında olan agrega kullanılarak üretilen ve yoğunluğu 2000-2600 kg/m3 arasında değişen betondur.
- Ağır Beton: Ağır agrega yani yoğunluğu 3000 kg/m3’den fazla olan agrega kullanılarak üretilen ve yoğunluğu 2600 kg/m3’denfazla olan betondur.
Buna göre normal betonun 1 m3’ünde 0,60-0,75 m3 agrega bulunur ve normal agrega kullanıldığı düşünülürse ağırlık olarak yaklaşık 1800 kg ile 2000 kg arasında değişiklik göstermektedir. Çimentonun hacmi ise yaklaşık 0,10-0,15 m3’dür ve ağırlığı ise yaklaşık 350-400 kg arasında değişir. 1 m3’deki suyun ağırlığı ise yaklaşık 150-200 kg arasında değişiklik göstermektedir. Bu nedenle 1 m3 normal betonun m3 ağırlığı 2300 kg ile 2600 kg arasında değişir. Uygulamada kabul edilen değerler ise kuru beton için m3 ağırlığı 2300-2400 kg ve yaş betonun m3 ağırlığı için 2500-2600 kg’dır. Aradaki ağırlık farkının sebebi ise reaksiyona giren ve buharlaşan sudur.
1 m3 C25-C35 betonun fiyat analizi yapıldığında ise Çizelge 2.3.’de verilen değerler ortaya çıkmaktadır.
Çizelge 2.3. 1 m3 betonun fiyat analizi (Çimsa A.Ş. Kayseri – Anbar Tesisi-2015)
1 m3 Betondaki Miktarı Birim Fiyat Toplam (TL)
Agrega 1.900 kg (1,9 ton) 10 TL/ton 19
Çimento 300 kg (0,3 ton) 160 TL/ton 48
Su 200 lt (0,2 m3) 1 TL/m3 0,2
Pompa 5
Mikser 10
Katkı 5
Toplam 87,2
Çizelge 2.3.’deki değerler tez kapsamında Kayseri ilinde yapılmış olan pazar araştırması ile tespit edilmiştir. Birim fiyatlar farklı illerdeki nakliye ve malzeme fiyatlarından dolayı değişiklik gösterebilir. Ancak genel yapının görülmesi nedeniyle fiyat analizinin verilmesi gerekli görülmüştür. Bu analiz incelendiğinde beton üretiminde en yüksek maliyetli girdinin çimento ve ikinci olarak agreganın geldiği görülmektedir. Ancak bu noktada dikkat edilmesi gereken diğer bir husus maliyeti düşük olsa da beton üretiminde kullanılan suyun insanoğlu için de temel kaynak olduğudur.
2.5. Hazır Beton Üretiminde Doğal Kaynakların Kullanım Miktarları
İnşaat sektörü hem dünyada hem de Türkiye’de üretim içindeki önemli payı ve yapılan ürünün fiziksel büyüklüğünden dolayı doğal kaynakların da büyük miktarını kullanmaktadır. Örneğin Türkiye genelinde üretilen kumun %40’ını, doğal ahşabın %25’ini, suyun %16’sını, enerjinin de %40’ını inşaat sektörü kullanmaktadır (Cosgun ve Esin 2006). Bu tüketim oranlarında Türkiye’de yapı üretiminin en önemli paydaşlarından hazır beton üretiminin ağırlıklı bir payının olması kaçınılmazdır. Bu nedenle hazır beton sektörünün doğal kaynakların tüketimi konusunda bilinçli ve özenli olması çevresel sonuçlar açısından çok önemli bir etkendir. Agrega ve suyun beton içerisindeki kullanım oranlarının ve toplam miktarlarının incelenmesi sonucunda beton üretiminde doğal kaynakların tüketiminin önemi daha net açığa çıkacaktır.
2.5.1. Agrega
Köken ve arkadaşlarına (2008) göre dünya genelinde yılda yaklaşık 8-12 milyar ton doğal agrega tüketilmektedir. Mehta’ya (2001) göre ise bu miktar yıllık 11 milyar ton civarındadır. Ferrari ve arkadaşları (2014) ise yapmış oldukları çalışmada dünyada 25 milyar ton beton üretildiğini ve 12-20 milyar ton agrega kullanıldığını ortaya koymuşlardır. EK 3’deki 2013 üretim miktarları göz önünde
bulundurulduğunda ise yıllık agrega tüketim miktarları agreganın beton hacmine oranı % 60 ve %75 olacak şekilde Çizelge 2.4.’deki verilmiştir.
Çizelge 2.4. Üretilen beton ve kullanılan agrega miktarları (ERMCO, 2013)
Ülke
Üretilen Beton Miktarı (milyon m3)
Kullanılan Agrega Miktarı
%60 Oranında Agrega %75 Oranında Agrega Hacim
(milyon m3)
Ağırlık (milyon ton)
Hacim (milyon m3)
Ağırlık (milyon ton)
Avustruya 10,5 6,3 15,8 7,9 19,7
Belçika 12,5 7,5 18,8 9,4 23,4
Çek Cum. 6,5 3,9 9,8 4,9 12,2
Danimarka 2,3 1,4 3,5 1,7 4,3
Finlandiya 2,7 1,6 4,1 2,0 5,1
Fransa 38,6 23,2 57,9 29,0 72,4
Almanya 45,6 27,4 68,4 34,2 85,5
İrlanda 2,4 1,4 3,6 1,8 4,5
İtalya 31,7 19,0 47,6 23,8 59,4
Hollanda 6,6 4,0 9,9 5,0 12,4
Polanya 18,0 10,8 27,0 13,5 33,8
Portekiz 2,7 1,6 4,1 2,0 5,1
Slovakya 1,7 1,0 2,6 1,3 3,2
İspanya 16,3 9,8 24,5 12,2 30,6
İsveç 0,0 0,0 0,0 0,0 0,0
Birleşik Krallık 19,6 11,8 29,4 14,7 36,8
AB Toplamı 217,7 130,6 326,6 163,3 408,2
İsrail 14,0 8,4 21,0 10,5 26,3
Norveç 3,8 2,3 5,7 2,9 7,1
İsviçre 12,0 7,2 18,0 9,0 22,5
Türkiye 102,0 61,2 153,0 76,5 191,3
ERMCO Toplamı 349,4 209,6 524,1 262,1 655,1
Rusya 44,0 26,4 66,0 33,0 82,5
Japonya 230,0 138,0 345,0 172,5 431,3
ABD 99,0 59,4 148,5 74,3 185,6
Dünyadaki çalışmalara ve yukarıdaki miktarlara paralel olarak Türkiye’deki istatistikler incelendiğinde “Agrega Üreticileri Birliği (AÜB)”nin 2013 yılında yayımladığı rapora göre sadece İstanbul’da 27 milyon m3 hazır beton üretilmiş ve aynı yılda İstanbul’da tüketilen agrega miktarı 47 milyon ton olmuştur. Bu verilerden yola çıkarak İstanbul’da üretilen toplam agrega miktarı İstanbul’da üretilen toplam
beton miktarına bölündüğünde beton üretiminde m3 başına 1,74 ton agrega kullanıldığı ortaya çıkmaktadır. Türkiye Hazır Beton Birliği (THBB)’nin 2014 yılı raporunda ise aynı yıl içerisinde Türkiye genelinde 107 milyon m3 hazır beton üretildiği belirtilmiştir. Bu veriye dayanarak 2014 yılında Türkiye’de toplamda 186 milyon ton agrega tüketildiği belirlenebilir.
2.5.2. Su
Hazır beton üretiminin diğer bir bileşeni olan su, agrega gibi doğal bir kaynak olmasının yanı sıra agregadan daha fazla öneme sahiptir. Kaliteli bir beton üretimi için saf su veya içme suyu kullanılmalıdır. Bu kalite şartından dolayı hazır beton üretiminde insanlık için çok büyük öneme sahip olan bir kaynak fazlasıyla tüketilmektedir. Bu nedenle suyun kullanımı konusunda daha iyi analiz yapılması ve daha fazla özen gösterilmesi gerekmektedir.
Beton üretiminde su miktarları ile ilgili çalışmalar incelendiğinde Asadollahfardi ve arkadaşları (2015)’nın çalışmasına göre 1 m3 beton için yaklaşık 0,150 m3 (150 lt) su kullanıldığı ve dünyada yıllık beton üretiminin 25 milyar ton (yaklaşık 10 milyar m3 beton) olduğu belirtilmiştir. Bu rakamlar göz önünde tutulduğunda dünyada yılda sadece beton üretimi için 1,5 milyar m3 suyun kullanıldığı görülmektedir. 1 m3 beton için 150-200 kg olduğu baz alınarak hazır beton üretiminde ülkelere göre su tüketim miktarları Çizelge 2.5.’deki verildiği şekilde ortaya çıkmaktadır.
Beton üretiminde suya sadece ürün oluşturmada ihtiyaç duyulmamaktadır.
Aynı zamanda saha ve araç temizliğinde de su yoğun olarak kullanılmaktadır. Paolini ve Khurana (1998)’nın çalışmasında görülmektedir ki her bir aracın yıkanması için 1,5 m3 (1500 lt) su kullanılmaktadır. “Environment Canada” örgütünün açıklamasına göre ise, bir araç için gerekli yıkama suyu miktarı 1,8-1,9 m3’tür (1800-1900 lt) (Cosgun ve Esin, 2006). Bu üretim miktarı araçların iç ve dış yüzeylerinin temizliği için gerekli olan miktardır. Sandrolini ve Franzoni (2001)’e göre bu miktar 0,7-1,3 m3 (700-1300 lt) arasında değişirken Chini ve Mbwambo (1996) normal büyüklükteki bir tesisin m3 başına düşen yıkama suyu miktarını 0,10 m3 (100 lt)
olarak hesap etmiş ve tesisin toplam günlük yıkama suyu miktarını 190 m3 (190.000 lt) olarak tespit etmiştir. Böyle bir tüketimle Amerika genelinde 4,5 milyon m3 yıkama suyu tüketildiği belirtilmiştir.
Çizelge 2.5. Beton üretiminde kullanılan su miktarları (ERMCO, 2013)
Ülke Üretilen Beton Miktarı (milyon m3)
1 m3 Betonda Kullanılan Su Miktarına Göre Toplam Kullanılan Su Miktarı
(milyon m3)
150 lt/m3 200 lt/m3
Avustruya 10,5 1,6 2,1
Belçika 12,5 1,9 2,5
Çek Cumhuriyeti 6,5 1,0 1,3
Danimarka 2,3 0,3 0,5
Finlandiya 2,7 0,4 0,5
Fransa 38,6 5,8 7,7
Almanya 45,6 6,8 9,1
İrlanda 2,4 0,4 0,5
İtalya 31,7 4,8 6,3
Hollanda 6,6 1,0 1,3
Polanya 18,0 2,7 3,6
Portekiz 2,7 0,4 0,5
Slovakya 1,7 0,3 0,3
İspanya 16,3 2,4 3,3
İsveç 0,0 0,0 0,0
Birleşik Krallık 19,6 2,9 3,9
Avrupa Birliği Toplamı 217,7 32,7 43,5
İsrail 14,0 2,1 2,8
Norveç 3,8 0,6 0,8
İsviçre 12,0 1,8 2,4
Türkiye 102,0 15,3 20,4
ERMCO Toplamı 349,4 52,4 69,9
Rusya 44,0 6,6 8,8
Japonya 230,0 34,5 46,0
ABD 99,0 14,9 19,8
Beton üretiminin doğal kaynakların kullanımında önemli bir yere sahip olmasının yanında beton atıklarının doğaya verilmesi ile de çevreyi olumsuz yönde etkilediği açıktır. Bu nedenle beton üretiminin yanı sıra beton atıklarının da miktar, maliyet ve çevresel etki açısından incelenmesinde fayda vardır.
2.6. Beton Atıkları
İnşaat işlerinde temel olarak iki farklı beton atığı oluşmaktadır. Bu atıklardan birincisi sertleşmiş beton atıkları, ikincisi ise henüz prizini almadan atık hale gelen taze betondur. Bu çalışmanın amacı henüz prizini almamış taze beton atıklarının işletmelere ve çevreye etkilerini ve yapılması gerekenleri incelemek olduğu için ilerde açıklanacak bütün başlıklar taze beton atıkları ile ilgilidir.
2.6.1. Atık Sebepleri
Hazır beton üretimi süreci incelendiğinde gerek işletmeden kaynaklı gerek müşteriden kaynaklı, gerekse üretimin doğasından kaynaklı atık oluşumunun kaçınılmaz olduğu görülmektedir. Oluşan bu atıklar sebeplerine göre şu şekilde gruplandırılabilir:
- Transmikserlerde boşaltılamayan ve tamburda kalan betonlar, - Pompaların kazanlarında kalan betonlar,
- Müşteri tarafından iade edilen betonlar, - Hatalı üretilen betonlar,
- Sevkiyat veya üretim sırasında araçlardan ve dolum ünitelerinden kaynaklı kaçakların neden olduğu atıklar. (Sealey ve ark, 2001).
2.6.2. Atık Miktarları
Yapılan literatür araştırmasında sevkiyat ve üretim sırasında araçlardan ve dolum ünitelerinden kaynaklı kaçaklar ve firmalarda hatalı üretilen betonlardan
dolayı meydana gelen atıklar hakkında sayısal verilere rastlanamamıştır. Bunun yanı sıra yapılan çalışmalar araçlarda kalan beton miktarı ve müşterilerce iade edilen beton miktarı hakkında net değerler vermektedir.
Hazır beton sevkiyatında ve yerleştirilmesinde kullanılan transmikser ve pompa gün sonunda yaklaşık 200-400 kg atık beton ile tesise geri dönmektedir (Sandrolini ve Franzoni, 2001). Bu miktar özellikle sevkiyatın yoğun olmadığı günlerde artmaktadır. Hazır betonun ortalama 2 saat plastik kıvamda kalması nedeniyle beton sevkiyatları arasında uzun bekleme süreleri oluşursa araç içerisindeki betonun boşaltılması zorunluluğu doğmakta bu nedenle kimi zaman araçlar günde 2 veya daha fazla yıkanmaktadır. Bu da doğal olarak, oluşan atık miktarını ve yıkama suyu miktarını artırmaktadır. Asadollahfardi ve arkadaşlarının (2015) çalışmasına göre 8 m3 kapasiteli bir transmikserin her sevkiyatında 250 kg veya tamburdaki 8 m3’ün hacimsel olarak %1-4 oranında boşaltılamadığı görülmüştür.
Kou ve arkadaşlarının (2012) Hong Kong’da yaptığı çalışma göstermiştir ki günlük üretim kapasitesi 1000 m3 olan bir tesiste günde 8-10 ton (3-4 m3) arası atık beton oluşmaktadır. Böyle bir tesiste yıllık oluşan atık beton miktarı 3000 tonu bulmaktadır. Bu rakam da bir tesisin yaklaşık bir günlük üretimine denk gelmektedir.
Ayrıca bilinmektedir ki uygulamada pompa kazanlarında 0,4 m3 beton gün sonunda kullanılmayan beton olarak tesise döner ve ağırlığı 1 tondur. Günde sadece 1 kere pompa temizliği yapıldığında yılda yaklaşık 300 ton betonun atık hale geldiği görülmektedir. Aynı tesiste 1’den fazla pompa olduğu düşünülürse tesiste yıllık yaklaşık 1000 ton beton sadece pompa kazanlarında kalan betonlardan dolayı atık hale gelmektedir. Betonun 1 m3’ünün yaklaşık 2,5 ton olduğunu ve bu 2,5 tonun yaklaşık 1,9 tonunun agrega, 0,4 tonunun çimento ve 0,2 tonunun su olduğu düşünülürse böyle bir tesiste yaklaşık 760 ton agrega, 160 ton çimento, 80 ton su boşa gitmektedir.
Elbette betonun sevk edildiği ve yerleştirilmesi için kullanılan araçların içerisinde kalan beton miktarının dışında müşterilerin tesise iade ettikleri betonlar da atık beton olarak kabul edilmektedir. İadeden dolayı oluşan atıklar hakkında çalışmalar incelendiğinde üretimin yoğun olmadığı zamanlarda toplam üretimin
%0.4-0.5 oranındaki betonun müşterilerce iade edildiği görülmektedir (Mehta (2001), (Ferrari ve ark. 2014)). Ancak üretimin daha yoğun olduğu dönemlerde bu oran %5-9’a kadar çıkmaktadır (Ferrari ve ark. 2014). Küresel olarak bakıldığında yıllık iade edilen beton miktarı 125 milyon tondur (Ferrari ve ark. 2014). Bu miktardaki betonun üretilmesi için 95 milyon ton agrega, 20 milyon ton çimento, 10 milyon ton su gereksiz yere tüketilmektedir. Ancak burada iade edilen betonun tamamının atık olarak düşünülmemesi gerektiği de belirtilmelidir. İade edilen betonlardan uygun kalitede olanları başka projelere yönlendirilerek atık miktarı azaltılabilmektedir.
2.6.3. Beton Atıklarının İşletmelere Maliyetleri
Oluşan beton atıklarının işletme açısından maliyetlerine bakıldığında dolaylı ve dolaysız birçok etkenin maliyete sebep olduğu görülmektedir. Temel başlıklar halinde gruplandırıldığında maliyet kalemleri şu şekildedir:
1) Atık hale gelen betonda kullanılan su, çimento, agrega ve kimyasal maddelerin maliyetleri,
2) Üretim için gerekli personel ve enerji giderleri,
3) Hazır betonun şantiyeye taşınması ve geri gönderilmesi sırasında operatör, mazot ve araç yıpranma maliyetleri ve
4) Atık hale gelen betonun uzaklaştırılması için gerekli kırma ve taşıma maliyetleri (Paolini ve Khurana, 1998).
Literatür incelendiğinde yukarıda sıralanan maliyet kalemlerinin parasal değerleri ile ilgili aşağıdaki bulgulara ulaşılmıştır.
İngiltere’de Sealey ve arkadaşlarının (2001) yaptığı çalışmada orta büyüklükteki bir hazır beton tesisinde aylık 20-80 ton aralığında atık oluştuğu belirtilmiştir. Ülke genelinde ise yıllık oluşan atık beton miktarı 0,75 milyon tondur.
Aynı çalışmaya göre İngiltere’de 20 tonluk bir atığın uzaklaştırılma maliyeti
£300’dur. Bu durumda yıllık oluşan atık miktarının sadece tesisten uzaklaştırılma
maliyeti £11,25 milyon olmaktadır. Ayrıca bu betonun satılamamasından kaynaklı kazanç kaybı da söz konusudur. 1m3 betonun taşımalar ve işçilikler dahil m3 fiyatı nın yaklaşık £80 olduğu düşünülürse atık hale gelen boşa üretilmiş 0,75 milyon ton yani 0,3 milyon m3 betonun satış kaybından kaynaklı maliyeti £24 milyon olur. Bu durumda yıllık bazda toplam ürün değeri ve atık uzaklaştırma maliyeti £35 milyondan fazladır.
İşletmeler için diğer bir maliyet kalemi de daha önce de belirtildiği gibi iade edilen betondur. Birçok mühendis farklı nedenlerle hatalı sipariş vermekte ve bunun neticesinde projeye özgü üretilen betonun kullanılmayan kısmı üretici firmaya iade edilmektedir. İade edilen beton eğer ki başka bir proje için hem süre olarak hem de kalite olarak uygun ise tekrar kullanılabilmektedir. Ancak betonun özelliği bozulmadan kalabileceği süre içerisinde uygun bir proje bulunamazsa iade edilen beton atık hale gelecektir. Atık hale gelen bu betonun da İngiltere’de yapılan çalışmaya göre yıllık maliyeti £400 milyondur. (Sealey ve ark. 2001)
Görüldüğü gibi atıkların gerek uzaklaştırılması gerekse üretimi sırasında kullanılan kaynakların boşa gitmesinden dolayı çok yüksek maliyetlere katlanılmaktadır. Ancak işletmenin parasal kayıplarının yanı sıra oluşan atıkların çevresel etkileri de göz ardı edilemeyecek şekildedir.
2.6.4. Beton Atıklarının Çevresel Etkileri
Hazır beton atıkları maddi kayıp oluşturmalarının yanı sıra çevre için de tehlike meydana getirmektedirler. Özellikle araçların ve sahanın yıkanması ile oluşan atık su veya yıkama suyu ABD ve Avrupa çevre kanunlarına göre kirli ve zararlı su olarak görülmektedir. (Paolini ve Khurana 1998). Yapılan araştırmalarda görülmüştür ki beton yıkama suyunun pH değeri 11-12 arasındadır (Asadollahfardi ve ark. 2015). Sealey ve arkadaşlarının (2001) incelemesine göre hazır beton üretiminden dolayı oluşan suyun pH değeri 11,5’ten büyüktür. Bu değer Türkiye ve Avrupa mevzuatlarına göre tehlikeli düzeyin üstündedir (Sandrolini ve Franzoni, 2001). Bu düzeyde pH değeri olan suyun kanalizasyona veya doğaya doğrudan verilmesi Avrupa (Türkiye dahil) ve ABD’de yasaklanmıştır. Bu nedenle pH
değerinin düzenlenerek suyun uygun şekilde tahliye edilmesi gerekmektedir (Sealey ve ark. 2001).
Yıkama suyunun pH değerinin yüksek olmasının sebebi suda çözünmüş haldeki çimentoda bulunan hidrosit ve sülfat, katkı maddelerinde bulunan klorit, cihaz ve aletlerde bulunan yağ ve grestir (Asadollahfardi ve ark. 2015).
Yıkama sularının çevrede oluşturabileceği zararların dışında beton üretimi sürecinde hammaddelerin taşınması, depolanması ve üretim yerine aktarılması sırasında oluşan tozun hava kirliliğine neden olması, kimyasal madde ve yakıt depolarından oluşabilecek sızıntıların toprak ve suyu kirletmesi gibi zararlar da hazır beton üretiminin, dolayısı ile üretim sonrası oluşan hazır beton atıklarının olası çevresel etkileri arasındadır. Ayrıca beton atıkları bileşimlerinde bulunan çimento, kimyasal katkılar vb. maddeler nedeniyle bırakıldıkları yerlerdeki doğal ortamı etkilemekte, yaşam alanlarını yok etmektedirler. Bunların bilinen olumsuz sonuçları ise çevresel değerlerin, dolayısıyla insan sağlığının bozulmasıdır (Cosgun ve Esin 2006).
Söz konusu olumsuz çevresel etkiler açısından önlemler alınması gerekliliği neticesinde çevre dostu üretim teknolojilerinin geliştirilmesi, yaygınlaştırılması ve özendirilmesinin benimsendiği, 1999 Davos Zirvesi Birleşmiş Milletler Küresel İlkeler Sözleşmesi’ne (Global Compact Programme) Türkiye de katılmıştır. Bu bağlamda, ülkemizdeki her endüstriyel üretim gibi yapı malzemesi üretim teknolojilerinin de ekolojik, çevre dostu, çevresel değerlere en az zarar veren süreçlerden oluşması beklenmektedir (Cosgun ve Esin, 2006).
2.7. Hazır Beton Atıklarının ve Çevre Etkilerinin Önlenmesi
İnşaat sektörü çok geniş bir alanda faaliyet gösterdiği için olumsuz çevresel etkileri de geniş kapsamlı bir konudur. İnşaat sektörü içinde yer alan faaliyetler arasında çevresel etkileri üzerine en fazla çalışma yapılan konu yıkım işleridir. (Poon ve ark., 2001, Chung ve Lo, 2003, Fatta ve ark., 2003, Akash ve ark., 2007). Yıkım işlerinin etkileri dışındaki çevresel etkilerle ilgili literatürde çok fazla çalışma bulunmamasına rağmen hazır beton üretiminin çevreye olan etkileri yadsınamaz
