Investigation of the Environmental Impacts of Slag Wastes Used in the Pavement Base Layers

Yol Üstyapısında Kullanılan Cüruf Atıklarının Çevresel Etkilerinin İncelenmesi

Abstract

In the last few decades, waste disposal has become a major concern in the majority of the industrial countries. Therefore, the consideration has been given to utilization of the wastes in various construction processes. Most wide-accepted usage of waste slag is in road construction which requires mass volume of construction material.Many academic studies have been investigated the use of furnace slag in the different layer of highway pavements. In these studies, especially air cooled furnace slag has been found like the lime-stone aggregate in terms of physical and mechanical properties. But so far the slag contaminating effect to groundwater has not been sufficiently examined when they are used in the base and sub-base layer of the pavements. In this study, leaching tests have been conducted to the slag samples to determine the likely impact to the groundwater. At the leach tests heavy metals and other hazardous materials are analyzed by SPLP (Synthetic Precipitation Leaching Procedure) method. Test results are compared with standard levels. The Cr extraction of leaching tests of FeCr slag mixed with cement at 2-10% or mixed at 50% with natural aggregate decreased by up to 50%. Promising results were obtained especially in leaching experiments with 10% cement content. In this way, it has been observed that the waste slag mixed with cement keeps the pollutants like Cr.

Özet

Son yıllarda endüstriyel katı atıkların giderek artması ve atık bertaraf yöntemlerinin işletmelere büyük maliyetler getirmesi, bu atıkların değişik üretim süreçlerinde geri kazanımını yaygınlaştırmıştır. Bu tür atıkların en yaygın kullanım alanlarını kütlesel miktarda yapı malzemesi gerektiren yol inşaatları oluşturmaktadır. Birçok akademik çalışmada atık cürufların yol inşaatında farklı tabakalarda kullanımı araştırılmış ve bu çalışmalarda özellikle havada soğutulmuş yüksek fırın cüruflarının fiziksel ve mekanik özellikler bakımından doğal agregaya benzer olduğu tespit edilmiştir. Ancak, bugüne kadar atık cürufların yol inşaatında temel ve alttemel tabakalarda kullanımı sonucu yeraltı sularına kirletici etkisi olup olmadığı yeterince incelenmemiştir. Bu çalışmada Ferrokrom (FeCr) cüruf atıklarının yer altı sularına muhtemel etkilerini saptamak amacıyla liç deneyleri yapılmıştır. Liç deneylerinde, üstyapıda kullanılan atık malzemelerden sızabilecek zararlı maddeler, ağır metaller Yapay Yağmurlamalı Liç Prosesi (SPLP) yöntemiyle analiz edilmiş ve çıkan sonuçların standartlara göre uygunluğu belirlenmiştir. Çimento ile %2-10 oranlarında karıştırılan veya doğal agrega ile %50 oranında karıştırılan FeCr cürufunun, liç deneyleri sonucundaki Cr ekstraksiyonu %50’ye varan oranlarda azalmıştır. Özellikle %10 çimento ile yapılan liç deneylerinde olumlu sonuçlar alınmıştır. Bu şekilde çimento ile karıştırılan atık cürufun Cr gibi kirleticileri bünyesinde tutup yeraltı sularına bırakmadığı gözlemlenmiştir.