KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Demiryolu Mühendisliği / 2026 / Sayı: 23

Ponza Tozu Atıklarının Balastsız Demiryolu Üstyapı Beton İnşasında Kullanılabilirliği

Usability of Pumice Powder Wastes in Ballastless Railway Superstructure Concrete Construction

Furkan Kınay(Batman Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Ulaştırma Bilim Dalı)0000-0002-8525-8072
Abdulrezzak Bakış(Batman Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fak. İnşaat Mühendisliği Bölümü/Ulaştırma)0000-0002-7487-884X
Sayfa
129–140
Yayın Tarihi
2026-01-20
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Elde edilen bulgular, ponza tozu atıklarının demiryolu balastsız üstyapı betonu üretiminde kullanılabilirliğini gösterdi.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Çevreyi kirliliği ve atık sahaların meydana gelmesine sebep olan katı atıklardan birisi de ponza tozu atıklarıdır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Üretilen balastsız üstyapı betonlarına 3 gün 20±3°C su kürü ve kombine kür olmak üzere 2 farklı tipte kür uygulandı.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen bulgular, ponza tozu atıklarının demiryolu balastsız üstyapı betonu üretiminde kullanılabilirliğini gösterdi.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Ponza tozu atığı · Balastsız demiryolu üstyapısı · Balastsız üstyapı reaktif ponza pudra betonu

Özet

Çevreyi kirliliği ve atık sahaların meydana gelmesine sebep olan katı atıklardan birisi de ponza tozu atıklarıdır. Ocaklardan çıkarılan ponzalarla üretim yapılırken, önemsenecek miktarda ponza tozu atığı meydana gelmektedir. Bu çalışmada, ponza tozu atıklarının balastsız demiryolu üstyapı beton üretiminde kullanılabilirliği araştırıldı. Araştırmada, yeni bir demiryolu balastsız üstyapı ponza ile üretilmiş reaktif pudra betonu oluşturuldu. Üretilen balastsız üstyapı betonlarına 3 gün 20±3°C su kürü ve kombine kür olmak üzere 2 farklı tipte kür uygulandı. Kombine kür olarak 3 gün 20±3°C su kürü + 2 gün 200±3°C etüv kürü uygulandı. 3 gün 20±3°C su kürü uygulanan balastsız üstyapı betonları PNZ-S, kombine kür uygulanan balastsız üst yapı betonları ise PNZ-K olarak isimlendirildi. Kürlerden sonra tüm beton numunelere, yarmada çekme deneyi, Bohme aşınma deneyi, donma-çözülme deneyi ve su emme deneyi yapıldı. Deneyler sonucunda, PNZ-S betonların ortalama yarmada çekme dayanımı 4,6 MPa, Bohme aşınma kaybı 9,3 cm3/50 cm2, donma-çözülme birim alan kütle kaybı 0,37 kg/m2 ve su emme değeri %4,1 olarak bulundu. PNZ-K betonlarına yapılan deneyler sonucunda ise, ortalama yarmada çekme dayanımı 4,8 MPa, Bohme aşınma kaybı 11,3 cm3/50 cm2, donma-çözülme birim alan kütle kaybı 0,44 kg/m2 ve su emme değeri %4,1 olarak bulundu. Elde edilen bulgular, ponza tozu atıklarının demiryolu balastsız üstyapı betonu üretiminde kullanılabilirliğini gösterdi.

Abstract

One of the solid wastes that causes environmental pollution and the formation of waste sites is pumice powder waste. During production with pumice extracted from quarries, a significant amount of pumice powder waste is generated. In this study, the usability of pumice powder waste in the production of ballastless railway superstructure concrete was investigated. In the research, a new railway ballastless superstructure reactive pumice powder concrete was created. Two different types of cures were applied to the produced ballastless superstructure concretes: 3 days of 20±3°C water curing and combined curing. The combined curing was 3 days of 20±3°C water curing + 2 days of 200±3°C oven curing. The ballastless superstructure concretes subjected 3 days of 20±3°C water curing were named PMC-W. The ballastless superstructure concretes subjected combined curing were named PMC-C. After curing, splitting tensile test, Bohme abrasion test, freeze-thaw test and water absorption test were applied to all ballastless superstructure concrete samples. As a result of the tests, the average splitting tensile strength of PMC-W concrete was found to be 4.6 MPa, Bohme abrasion loss was 9.3 cm3/50 cm2, freeze-thaw mass loss per unit area was 0.37 kg/m2 and water absorption value was 4.1%. As a result of the tests performed on PMC-C concrete, the average splitting tensile strength was found to be 4.8 MPa, Bohme abrasion loss was 11.3 cm3/50 cm2, freeze-thaw mass loss per unit area was 0.44 kg/m2 and water absorption value was 4.1%. The findings showed that pumice powder wastes can be used in the production of railway ballastless superstructure concrete.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Kınay, F., Bakış, A. (2026). Ponza Tozu Atıklarının Balastsız Demiryolu Üstyapı Beton İnşasında Kullanılabilirliği. Demiryolu Mühendisliği, Sayı: 23, 129–140. https://doi.org/10.47072/demiryolu.1779410

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (36)

  1. M. Kozak, “Demiryolu balastının ve özelliklerin araştırılması,” Demiryolu Mühendisliği, sy. 13, pp. 86–96, Ocak 2021, doi: 10.47072/demiryolu.831684.
  2. E. Kahraman ve N. Yapıcı, “Kurtpınar (Ceyhan) bazaltlarının demiryolu balastı olarak kullanımının değerlendirilmesi,” Demiryolu Mühendisliği, sy. 16, ss. 14–22, Temmuz 2022, doi: 10.47072/demiryolu.1082366.
  3. C. Ceylan, “Demiryolu hatlarında balastsız üstyapı kullanılması,” Demiryolu Mühendisliği, sy. 6, ss. 34–36, Aralık 2017.
  4. P. E. Gautier, “Slab track: Review of existing systems and optimization potentials including very high speed,” Construction and Building Materials, vol. 92, pp. 9–15, 2015, doi: /10.1016/j.conbuildmat.2015.03.102.
  5. C. Shi, Y. Zhou, L. Xu, X. Zhang, and Y. Guo, “A critical review on the vertical stiffness irregularity of railway ballasted track,” Construction and Building Materials, vol. 400, 2023, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2023.132715.
  6. M. Sol-Sánchez, and G. D’Angelo, “Review of the design and maintenance technologies used to decelerate the deterioration of ballasted railway tracks,” Construction and Building Materials, vol. 157, pp. 402–415, 2017, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2017.09.007.
  7. J. Ren, W. Liu, J. Lai, W. Ye, S. Deng, X. Liu, and B. Tan, “Performance deterioration and structural state diagnosis of slab tracks for high-speed railways: A review,” Engineering Failure Analysis, vol. 158, 2024, Doi: 10.1016/j.engfailanal.2024.107955.
  8. X. Zhang, D.J. Thompson, Q. Li, D. Kostovasilis, M.G. Toward, G. Squicciarini, and J. Ryue, “A model of a discretely supported railway track based on a 2.5d finite element approach,” Journal of Sound and Vibration, vol. 438, pp. 153–174, 2019, doi: 10.1016/j.jsv.2018.09.026.
  9. Y. Zhang, L. Gao, Y. Zhong, J. Wang, and Y. Huang, “Interlayer damage evolution of CRTS III slab track under passenger and freight train loads,” Construction and Building Materials, vol. 436, 2024, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2024.136944.
  10. X. Y. Zhang, Z. H. Lu, Y. G. Zhao, and C. Q. Li, “Optimum maintenance strategy for CRTS II slab track based on time-dependent system reliability,” Structures, vol. 50, pp. 387–399, 2023, doi: 10.1016/j.istruc.2023.02.038.
  11. M. Su, H. Xie, C. Kang, and S. Li, “Determination of the interfacial properties of longitudinal continuous slab track via a field test and ANN-based approaches,” Engineering Structures, vol. 246, 2021, doi: 10.1016/j.engstruct.2021.113039.
  12. W. Chen, Y. Zhang, D. Li, Z. Pan, and P. Lou, “Research on crack propagation of CRTS III track slabs under train load,” Engineering Failure Analysis, vol. 157, 2024, doi: 10.1016/j.engfailanal.2023.107896.
  13. C. Kang, M. Bode, M. Wenner, and S. Marx, “Experimental and numerical investigations of rail behaviour under compressive force on ballastless track systems,” Engineering Structures, vol. 197, 2019, doi: 10.1016/j.engstruct.2019.109413.
  14. C. Kang, S. Schneider, M. Wenner, and S. Marx, “Experimental investigation on the fatigue behaviour of rails in the transverse direction,” Construction and Building Materials, vol. 272, 2021, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121666.
  15. J. Sun, G. Zhao, J. Han, Y. He, Y. Yao, and H. Guo, “Comprehensive vibration and noise reduction characteristics of particle damping fastener systems using in prefabricated assembled ballastless track,” Journal of Low Frequency Noise, Vibration and Active Control, 2025, doi:10.1177/14613484251357345.
  16. J. Tan, M. Koohmishi, G. Jing, S. Kaewunruen, and Y. Guo, “Circular economy applications in railway infrastructure: A comprehensive evidence-based review,” Transportation Geotechnics, 2025, doi: 10.1016/j.trgeo.2025.101677.
  17. T. S. Hoshitha, T. C. S. Rao, and S. Ricci, “Performance Evaluation Of Geopolymer Concrete For Railway Superstructure Applications,” Transportation Research Procedia, Vol. 90, pp. 115-122, 2025, doi: 10.1016/j.trpro.2025.06.040.
  18. Z. Jin, W. Zhang, Y. Li, and X. Geng, “Numerical studies of ballastless track-embankment vibrations considering track irregularities,” Transportation Geotechnics, Vol. 51, 2025, doi: 10.1016/j.trgeo.2025.101536.
  19. I. Robertson, C. Masson, T. Sedran, F. Barresi, J. Caillau, C. Keseljevic, and J. Vanzenberg, “Advantages of a new ballastless trackform,” Construction and Building Materials, vol. 92, pp. 16–22, 2015, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2014.06.099.
  20. R. Zufarihsan, A. Tambusay, P. Suprobo, B. Suryanto, and O. Laghrouche, “Recent developments in high-speed railway in Indonesia: Superstructure construction and track infrastructure,” Transportation Research Interdisciplinary Perspectives, Vo. 31, 2025, doi: 10.1016/j.trip.2025.101385.
  21. F. Grutzmacher, C. Kang, and S. Marx, “Historical development of ballastless track systems in Germany,” Construction and Building Materials, Vol. 458, 2025, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2024.139564.
  22. H. Yazici, M. Y. Yardimci, S. Aydin, and A. S. Karabulut, “Mechanical properties of reactive powder concrete containing mineral admixtures under different curing regimes,” Construction and Building Materials, vol. 23, no. 3, 2009, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2008.08.003.
  23. U. Gundesli, “A litereture review on the use of fly ash, silica fume and blast - furnace slag in concrete and cement as an additive,” Master dissertation, Dept. Civil Eng., Cukurova Univ., Adana, Turkey, 1993
  24. H. Yazici, H. Yigiter, A. S. Karabulut, and B. Baradan, “Utilization of fly ash and ground granulated blast furnace slag as an alternative silica source in reactive powder concrete,” Fuel, vol. 87, no. 12, 2008, doi: 10.1016/j.fuel.2008.03.005
  25. H. Yigiter, “The toughness property of high performance concretes,” Master dissertation, Dept. Civil Eng., Dokuz Eylul Univ., Izmir, Turkey, 2002
  26. T. Efe, “Investigation of applicability of Edremit travertine and pumices outcorpping north of Van Lake in cement sector,” Master dissertation, Dept. Geological Eng., Yuzuncu Yil Univ., Van, Turkey, 2011
  27. Limak, “Cimento,” 2024. [Online]. Available: https://www.limakcimento.com/urunler-ve-hizmetler/cimento [Accessed December 31, 2024]
  28. Iksa, “Beton Katkilari,” 2024. [Online]. Available: http://www.iksa.com.tr/urun.html [Accessed December 31, 2024]
  29. F. C. D. Larrard, and T. Sedran, “Optimization of ultra-high-performance concrete by the use of a packing model,” Cement and Concrete Research, vol. 24, no. 6, 1994, doi: 10.1016/0008-8846(94)90022-1
  30. M. Ipek, “Effects of pre-setting pressure applied during setting phase to mechanical behaviors of reactive powder concrete,” Ph.D. dissertation, Dept. Civil Eng., Sakarya Univ., Sakarya, Turkey, 2009
  31. P. Richard, and M. Cheyrezy, “Reactive powder concretes with high ductility and 200–800 MPa compressive strength, concrete technology: past, present and future,” in Proc. Of V. M. Malhotra Symp, Zilina, USA, 1994, pp. 507–518
  32. Concrete paving blocks-requirements and test methods, TS 2824 EN 1338/AC, TSE, Ankara, 2006
  33. Betonarme yapıların tasarım ve yapım kuralları, TS 500/T3, TSE, Ankara, 2014
  34. Test Method for Railway applications-Track-Concrete sleepers and bearers-Part 1: General requirements, TS EN 13230-1, TSE, Ankara, 2016.
  35. F. Yıldızhan, H. E. Yücel, & M. Günal, “Atık tuğla, atık mermer ve PP lif içeren sürdürülebilir ECC'lerin travers ve balastsız üstyapı olarak kullanımının değerlendirilmesi,” Demiryolu Mühendisliği, sy. 22, pp. 132–146, Temmuz 2025, doi: 10.47072/demiryolu.1729747.
  36. O. Sahin, “Analysis of track stiffness and its effects on railways,” Master dissertation, Dept. Civil Eng., Istanbul Teknik Univ., Istanbul, Turkey, 2011