Show simple item record

dc.contributor.advisorŞahmaran, Mustafa
dc.contributor.authorÖzçelikci, Emircan
dc.date.accessioned2025-03-03T10:58:43Z
dc.date.issued2024
dc.date.submitted2024-12-20
dc.identifier.citationÖzçelikci, E., 2024. IMPLEMENTATION OF CONSTRUCTION AND DEMOLITION WASTES INTO CIRCULAR ECONOMY MODEL. PhD Thesis, Hacettepe University, Ankaratr_TR
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/11655/36623
dc.description.abstractThe construction industry faces significant challenges as its dependence on traditional materials and practices continues to exacerbate environmental and economic pressures. Ordinary Portland cement (OPC), a cornerstone of modern construction, is a particularly problematic material due to its resource-intensive production process and substantial carbon emissions. Simultaneously, the sector generates enormous amounts of construction and demolition waste (CDW), much of which is landfilled without recovery, contributing to environmental degradation and resource depletion. Addressing these interlinked issues requires a strategic paradigm shift towards a circular economy model that prioritizes waste reduction, material recovery, and the development of sustainable alternatives to traditional construction materials. By transforming CDW into high-value materials and reducing reliance on OPC through innovative materials and processes, the construction industry can achieve significant environmental benefits, mitigate resource depletion, and align with global sustainability goals. In response to aforementioned challenges, this thesis focuses on the transformation of CDWs into high-value secondary building materials, offering a detailed exploration of their structural performance, environmental impacts, cost-effectiveness, and practical application through case studies. The study begins by characterizing CDW-based materials sourced from various regions, considering the heterogeneity of these materials in terms of composition and properties. This in-depth analysis serves as the foundation for the development of new-generation Eco-hybrid cement concretes, which incorporate up to 87.5% CDW by mass. These novel materials were subjected to rigorous testing to evaluate their physical, mechanical, durability, and microstructural properties. The environmental impacts of these materials were then assessed through comprehensive life cycle assessment (LCA), comparing with CDW-based geopolymer concretes and conventional Portland cement concrete. The LCA results revealed significant reductions in global warming potential, acidification, and other environmental indicators for CDW-based concretes, highlighting their potential as a more sustainable alternative to traditional concrete. The research then progresses to a higher technological readiness level, moving from laboratory experiments to real-time applications. It evaluates different CDW management strategies, comparing them with conventional demolition and construction methods from both environmental and economic perspectives. The integration of digital tools such as Building Information Modeling plays a crucial role in improving the efficiency of CDW sorting and waste flow during demolition. The final stage of this research culminates in the real-time construction of a single-story residential building using Eco-hybrid cement concrete, which serves as a demonstration of the large-scale, practical application of CDW-based materials. This real-world application bridges the gap between theoretical research and industry implementation, showcasing the feasibility of utilizing CDW in construction. Overall, this thesis offers a valuable roadmap for integrating circular economy principles into the construction sector, demonstrating how CDW-based materials can contribute to achieving sustainability goals. By addressing key issues related to waste management, material recovery, and the environmental impact of traditional building materials, the research provides practical insights and strategies for promoting circularity and sustainability in the built environment. The success of this work not only advances academic knowledge but also offers concrete solutions for industry stakeholders, making a significant contribution to the global efforts toward a more sustainable construction sector.tr_TR
dc.language.isoentr_TR
dc.publisherFen Bilimleri Enstitüsütr_TR
dc.rightsinfo:eu-repo/semantics/embargoedAccesstr_TR
dc.subjectConstruction and demolition wastetr_TR
dc.subjectCircular economytr_TR
dc.subjectRecyclingtr_TR
dc.subjectEco-hybrid cementtr_TR
dc.subjectLife cycle assessmenttr_TR
dc.subjectLife cycle costingtr_TR
dc.subjectCase studytr_TR
dc.subject.lcshİnşaat mühendisliğitr_TR
dc.titleImplementation of Construction and Demolition Wastes into Circular Economy Modeltr_TR
dc.typeinfo:eu-repo/semantics/doctoralThesistr_TR
dc.description.ozetİnşaat sektörü, geleneksel malzemelere ve uygulamalara olan bağımlılığının çevresel ve ekonomik baskıları artırmaya devam etmesiyle önemli zorluklarla karşı karşıyadır. Modern inşaatın temel taşlarından biri olan geleneksel Portland çimentosu (PÇ), yoğun kaynak tüketen üretim süreci ve yüksek karbon emisyonları nedeniyle özellikle sorunlu bir malzemedir. Aynı zamanda, sektör, büyük miktarlarda inşaat ve yıkıntı atığı (İYA) üretmekte ve bunların çoğu geri kazanılmadan depolanmaktadır, bu da çevresel bozulmaya ve kaynak tükenmesine yol açmaktadır. Bu iç içe geçmiş sorunları ele almak, atık azaltımı, malzeme geri kazanımı ve geleneksel inşaat malzemelerine sürdürülebilir alternatiflerin geliştirilmesini önceliklendiren döngüsel ekonomi modeline yönelik stratejik bir paradigma değişikliği gerektirir. İYA’yı yüksek değerli malzemelere dönüştürerek ve yenilikçi malzemeler ve süreçlerle PÇ'ye olan bağımlılığı azaltarak inşaat sektörü, önemli çevresel faydalar elde edebilir, kaynak tükenmesini hafifletebilir ve küresel sürdürülebilirlik hedefleriyle uyum sağlayabilir. Yukarıda belirtilen zorluklara yanıt olarak, bu tez, İYA’ların yüksek değerli ikincil yapı malzemelerine dönüştürülmesine odaklanarak, bunların yapısal performansını, çevresel etkilerini, maliyet etkinliğini ve vaka çalışmaları yoluyla pratik uygulamalarını detaylı bir şekilde keşfetmektedir. Çalışma, farklı bölgelerden temin edilen İYA-bazlı malzemelerin karakterize edilmesiyle başlamakta, bu malzemelerin bileşim ve özellikler açısından heterojenliğini göz önünde bulundurmaktadır. Bu derinlemesine analiz, kütlece %87.5 İYA içeren yeni nesil Eco-hybrid çimentolu betonlarının geliştirilmesine temel oluşturmaktadır. Bu yenilikçi malzemeler, fiziksel, mekanik, dayanıklılık ve mikroyapısal özelliklerini değerlendirmek için detaylı testlere tabi tutulmuştur. Bu malzemelerin çevresel etkileri, İYA-bazlı jeopolimer betonlar ve geleneksel Portland çimento betonları ile karşılaştırılarak kapsamlı bir yaşam döngüsü değerlendirmesi (YDD) yoluyla analiz edilmiştir. YDD sonuçları, İYA-bazlı betonlar için küresel ısınma potansiyeli, asidifikasyon ve diğer çevresel göstergelerde önemli azalmalar göstererek, bu malzemelerin geleneksel betonlara daha sürdürülebilir bir alternatif olma potansiyelini ortaya koymuştur. Araştırma, laboratuvar deneylerinden gerçek zamanlı uygulamalara geçerek daha yüksek teknoloji hazırlık seviyesine ulaşmaktadır. Farklı CDW yönetim stratejilerini değerlendirmekte ve bunları hem çevresel hem de ekonomik açılardan geleneksel yıkım ve inşaat yöntemleriyle karşılaştırmaktadır. Dijital araçların, özellikle Yapı Bilgi Modellemesi, yıkım sırasında İYA sınıflandırma ve atık akışının verimliliğini artırmada kritik bir rol oynamaktadır. Bu araştırmanın son aşaması, Eco-hybrid çimentolu beton kullanarak tek katlı bir konut binasının inşaatıyla tamamlanmış ve bu, İYA-bazlı malzemelerin büyük ölçekli pratik uygulamasının bir gösterimi olarak sunulmuştur. Bu gerçek dünya uygulaması, teorik araştırma ile endüstriyel uygulama arasındaki boşluğu kapatarak, inşaatta İYA kullanımının uygulanabilirliğini sergilemektedir. Genel olarak, bu tez, döngüsel ekonomi ilkelerinin inşaat sektörüne entegrasyonu için değerli bir yol haritası sunmakta, İYA-bazlı malzemelerin sürdürülebilirlik hedeflerine ulaşmaya nasıl katkıda bulunabileceğini göstermektedir. Atık yönetimi, malzeme geri kazanımı ve geleneksel inşaat malzemelerinin çevresel etkileri ile ilgili ana sorunları ele alarak, araştırma, yapılı çevrede döngüselliği ve sürdürülebilirliği teşvik etmek için pratik içgörüler ve stratejiler sunmaktadır. Bu çalışmanın başarısı sadece akademik bilgiyi ilerletmekle kalmayıp, aynı zamanda endüstri paydaşları için somut çözümler sunarak, küresel anlamda daha sürdürülebilir bir inşaat sektörüne katkıda bulunmaktadır.tr_TR
dc.contributor.departmentİnşaat Mühendisliğitr_TR
dc.embargo.terms6 aytr_TR
dc.embargo.lift2025-07-01T10:58:43Z
dc.fundingAvrupa Birliğitr_TR
dc.subtypeworkingPapertr_TR


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record