1. ELEKTRİKLİ ARK OCAĞI CÜRUFU (EAF)’NUN
BİTÜMLÜ SICAK KARIŞIMLARDA KULLANILABİLİRLİĞİ
Yavuz ABUT
İnş.Yük.Müh., Kocaeli Büyükşehir Belediyesi, Fen İşleri
Dairesi Başkanlığı, Kocaeli

2. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
GİRİŞ
Sanayi devriminden bu yana gelişen, endüstri ile beraber oluşan atıklar
çevre ve insan sağlığı için büyük bir sorun oluşturmaktadır. Üretim
süreçlerinde oluşan atıkların geri kazanımına dair çalışmalar ve
projeler büyük önem arz etmektedir. Sadece Ereğli Demir Çelik
fabrikasında yılda 300.000 – 350.000 ton çelikhane cürufu açığa
çıkmakta; bunların büyük bir kısmı kullanılamamakta ve atık
sahalarında depolanmaktadır.
Çelikhane fırın cürufları, fırın tiplerine göre 3 farklı kategoride
incelenebilir ve elde edilen cürufların fiziksel ve kimyasal özellikleri
farklılıklar gösterir.
- Bazik oksijen fırını (BOF) cürufu
- Elektrik ark fırını (EAF) cürufu
- Pota ocağı cürufu.

3. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
KAPSAM ve METOT
Bu çalışmada, Kocaeli Dilovası Organize Sanayi
Bölgesi'nde
faaliyet
gösteren
Demir
Çelik
Fabrikaları'nda yan ürün olarak ortaya çıkan Elektrikli
Ark Ocağı Cürufu'nun bitümlü sıcak karışımlarda kaba
agrega olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Doğal
agrega ise, Kocaeli’deki Hereke kalker taş ocaklarından
temin edilmiştir. Aşınma (Tip 1) Tabakası kapsamında
ASTM D1559'a uygun Marshall briketleri hazırlandıktan
sonra, sudan kaynaklanan bozulmalara karşı direnç
(AASHTO T 283) testi sonucunda, geleneksel karışımlar
ile cüruf+kalker karışımları arasında bir performans
değerlendirmesi yapılmıştır.

4. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
DENEYSEL ÇALIŞMA
ELEK AÇIKLIĞI
DENEYLER İÇİN HAZIRLANAN NUMUNE SAYILARI
Aşınma
Tip1
K
CK
Marshall Deneyi ile Optimum Bitüm Tesbiti
15
15
mm
inc
%
GEÇEN
19.1
3/4"
100
100
Marshall Stabilite ve Akma Deneyi (Kontrol)
3
3
12.7
1/2"
90
88-100
İndirek Çekme Direnci (ITS)
6
6
9.52
3/8"
77
72-90
TOPLAM
24
24
4.76
No.4
49
42-52
2.00
No.10
30
25-35
0.42
No.40
13
10-20
0.177
No.80
8
7-14
0.075 No.200
6
3-8
K = %100 Kalker
CK = %51 Cüruf (Kaba) + %49 Kalker (İnce)

5. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
DENEYSEL ÇALIŞMA
Kalker ve cüruflara ait fiziksel özellikler
DENEY
STANDART
AŞINMA
(Tip 1)
Limitleri
[11]
KALKER
CÜRUF
Kaba
Agrega
İnce
Agrega
Filler
Kaba
Agrega
Element
%
CaO
50.43
FeO
1.939
SiO2
7.509
Al2O3
30.47
MgO
7.169
MnO
0.628
3.263
Cr2O3
0.005
2.52
K2O
0.034
Na2O
0.038
LOS ANGELES AŞINMA KAYBI (%)
TS EN 1097-2
max 27
22
--
--
25
HAVA TESİRLERİNE KARŞI DAYANIKLILIK
(donma deneyi, Mg2SO4 ile) kayıp(%)
KIRILMIŞLIK (en az iki yüzü) ağırlıkça, (%)
YASSILIK İNDEKSİ, (%)
SOYULMA MUKAVEMETİ(%)
TS EN 1367-2
max 16
1
--
--
2.5
—
BS 812
KTŞ Kısım 403
EK-A
TS 1900
TS EN 1097-6
min 100
max 25
min 50
100
19.5
55
----
----
100
18
45
NP
--
-2.678
NP
2.691
NP
--
-3.015
TS EN 1097-6
--
2.723
2.721
2.696
TS EN 1097-6
max 2
0.617
0.410
--
PLASTİSİTE INDEKSI (PI)
Hacim Özgül Ağırlık (gr/cm3)
Zahiri Özgül Ağırlık
(gr/cm3)
Su Absorbsiyonu (%)
Cüruf Kimyasal Özellikleri
(TÜBİTAK, MAM 2011)
AC 50/70 Bitümün fiziksel özellikleri
STANDART
SONUÇLAR
TiO2
0.297
Penetrasyon (0.1mm), 100 g, 5 s
TS EN 1426
54
P2O5
0.015
Yumuşama Noktası (oC)
TS EN 1427
52
S
0.501
TS 1087
1.034
DENEY
Özgül Ağırlık (gr/cm3)

6. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
DENEYSEL ÇALIŞMA
Marshall Stabilite ve Akma Deneyi (ASTM D 1559)
Karışım Tipi
Özellik
K
Briket Yapımında
Uygulanacak Darbe Sayısı
Optimum Bitüm Yüzdesi (%)
Agrega Hacim Özgül Ağırlığı
(gr/cm3)
Karışım Özgül Ağırlığı, Dp
(gr/cm3)
CK
75
75
4.70
4.75
AŞINMA
TİP 1
Şartname
Limitleri
[11]
75
4-7
-
2.685
2.847
2.452
2.575
Boşluk (%)
4
4
Asfalt Dolu Boşluk (%)
70
70
Agregalar Arası Boşluk (%)
14
13.7
Stabilite (kN)
10.96
13.50
Akma (mm)
2.64
3.10
Stabilite/Akma, MQ (kN/mm)
4.20
4.35
3-5
65-75
min 14
9
2-4
-

7. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
DENEYSEL ÇALIŞMA
Marshall Stabilite ve Akma Deneyi (ASTM D 1559)
16
14
K
6
3
Akma (mm)
8
Stabilite (kN)
12
10
3.2
3.1
CK
2.9
2.8
2.7
4
2.6
2
2.5
0
2.4
Stabilite
Akma
Cüruflu Karışımlar (CK) ;
Marshall değerleri bakımından
daha iyi sonuçlar vermiştir.

8. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
DENEYSEL ÇALIŞMA
İndirek Çekme Direnci (ITS) Deneyi (AASHTO T 283)
Koşullandırma Tipi
Kontrol
Koşullandırılmış
Numuneleri
Numuneler
Vakum tatbiki (55-80% hava boşluğuna)
evet
hayır
İklimlendirme (16 saat, -18 oC)
evet
hayır
Su banyosu (24 saat, 60 oC)
evet
hayır
evet
evet
Su banyosu (2 saat, 25
oC)
Pmax : Uygulanmış maksimum yük (kN)
t : Numunenin kalınlığı (mm)
d: Numunenin çapı (mm)
ITSR : İndirek çekme direnci oranı
ITSyaş : Şartlandırılmış grubun ortalama indirek çekme direnci (kPa)
ITSkuru : Şartlandırılmamış grubun ortalama indirek çekme direnci ( kPa)

9. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
DENEYSEL ÇALIŞMA
İndirek Çekme Direnci (ITS) Deneyi (AASHTO T 283)
800
700
600
0.8
K
0.7
0.7
CK
0.6
500
0.5
400
0.4
300
0.33
0.3
Kuru İndirek Çekme
Direnci (ITSkuru=kPa)
Şartlı İndirek Çekme
Direnci (ITSyaş=kPa)
%100 Kalker Karışımları (K) ;
ITS değerleri bakımından daha iyi
sonuçlar vermiştir.
İndirek Çekme Direnci
Oranı (ITSR = ITSyaş/
ITSkuru)
Deney Türü
200
0.2
100
0.1
Şartlı İndirek Çekme Direnci (ITSyaş=kPa)
0
İndirek Çekme Direnci Oranı (ITSR = ITSyaş/ ITSkuru)
0
Kuru İndirek Çekme Direnci (ITSkuru=kPa)
K
727.9
512.7
CK
610.6
199.3
0.70
0.33

10. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
1) Sudan kaynaklanan bozulmalara karşı direnç açısından K karışımları daha iyi
performans sergilemiştir. CK karışımlarında, şartlandırılan numune dirençlerinde
kuruya oranla yarıdan fazla bir düşüş görülmüştür. Bu durumun, CK karışımlarının
soyulma mukavemetlerinin düşük olması ve boşluk oranlarının yüksek olmasıyla
alakalı olduğu düşünülmektedir. Bu durumda K karışımlarının nem hasarına karşı
direncinin
iyi,
CK
karışımlarının
ise
kötü
olduğu
söylenebilir
(ITSRK=0.70, ITSRCK=0.33).
2) Elektrikli Ark Ocağı Cürufları, soyulma ve dolaylı çekme mukavemeti bakımından
daha düşük performans ortaya koymuştur. Cüruf içerdiği düşük CaO nedeniyle
soyulma yönünden sorunludur. Karışımlarda yüksek oranlarda kullanılması
durumunda karmaşık olan soyulma problemini daha karmaşık hale getirecektir.
Dolayısıyla cürufların düşük oranda, atık bir maddeyi bertaraf etme
noktasında, düşük standartlı yollarda kullanılmasının daha uygun olabileceği
düşünülmektedir. Bu bağlamda, karışım içeriğinde %3-5-7-10 gibi düşük oranda
cüruf karıştırılarak elde edilen numuneler üzerindeki deneysel çalışmalar, bu
çalışmanın bir devamı olarak araştırılması gereken konuların temelini
oluşturacaktır.

11. Elektrikli Ark Ocağı Cürufu (EAF)’nun Bitümlü Sıcak Karışımlarda
Kullanılabilirliği
SONUÇLAR VE TARTIŞMA
3) Cüruf içeriğindeki zamana bağlı oksitlenmeler ve kimyasal yapının
zamana bağlı olarak bitümle olan ilişkisi, asfalt plentinde
elevatör,
dryer
gibi
kısımlarda
oluşturacağı
aşındırıcı
etkiler, ünitelerin tıkanması gibi olası durumları incelemek
adına, ilerleyen zamanlarda bir deneme karışımı yapılarak, uzun
periyotta performans gözlemleri yapılması planlanmaktadır.
Karışımda bağlayıcı içeriği açısından önemli bir fark maliyet
doğurmamasına karşın, ağırlıkça % 5 oranında daha ağır bir
karışımla çalışılması; nakliye konusunda mali tabloların dikkate
alınması gerekliliğini ortaya çıkarmaktadır.
4) Ayrıca, cüruf içeriğindeki ağır metal bileşiklerin varlığı da
düşünüldüğünde, asfalt içeriğinde kullanılması durumunda, üretim
, nakliye, serim ve sıkıştırma işlemlerinde ciddi bir atık yönetiminin
gerekliliği ortaya çıkmaktadır.