Determination and Assessment of Construction and Demolition Wastes in Disaster Times: A Case Study of the Kahramanmaras Earthquake

Year 2023, Volume: 8 Issue: 2, 218 - 224, 30.06.2023

Uğur Emre Temelli , Naim Sezgin , Bilge Özdoğan Cumalı

https://doi.org/10.35229/jaes.1286631

Cited By: 1

Abstract

The management of construction and demolition wastes in intense urbanization regions presents various challenges, including insufficient landfill space, high land and transportation costs, and environmental risks. Having waste management plans that consider different scenarios is crucial when dealing with construction and demolition waste resulting from disasters like earthquakes. This approach can help minimize environmental risks associated with the waste. The fact that construction and demolition waste contain recyclable and reusable materials such as brick, sand, wood, glass, plastic, and metal indicate that these wastes hold economic value. Therefore, it is crucial to develop waste management plans for the proper disposal, recovery, and reuse of these materials. These plans should consider different scenarios and include cost analyses to maximize economic benefits. In this study, the approximate mass and volumetric amounts of construction debris wastes formed due to the earthquake that occurred in Kahramanmaras on February 6, 2023, were calculated, and the amounts of scrap iron waste (SIW) and mineral fraction wastes (MFW) that may occur in these wastes were determined. The transportation and recovery costs that may occur for the use of raw materials in the recycling/cement factories of SIW and MFW have been calculated. According to the results obtained in the study, the amounts of construction and demolition waste were found to be approximately 97 million tons and 120 million m3 by mass and volume, respectively. However, the amounts of SIW and MFW were calculated as 935 thousand tons and 57 million tons, respectively. The transportation costs for the recycling and utilization of these wastes as raw materials have been determined as approximately 5.6 million and 142.6 million €. In addition, according to the results obtained from the study, approximately 37.5% in mineral fractions by using these wastes as raw materials; In scrap iron, it has been determined that it can provide an economic gain of 13.1% or 75.5%.

Keywords

Disaster management, cement, earthquake, construction and demolition waste, risk management

Afet Zamanlarında İnşaat Yıkıntı Atıklarının Belirlenmesi ve Atıkların Değerlendirilmesi: Kahramanmaraş Depremi Örneği

Abstract

Yoğun kentleşmenin olduğu bölgelerde, katı atıklar içerisinde en yüksek paya inşaat ve yıkıntı atıkları sahiptir. Bu atıkların yönetiminde oluşturabilecekleri çevresel risklerle birlikte depolama alanı yetersizliği, arazi ve taşıma maliyetlerinin yüksek olması gibi çeşitli zorluklar bulunmaktadır. Özellikle deprem gibi afetler sonucunda yıkılan/yıkılacak yapılardan kaynaklanan inşaat ve yıkıntı atıklarının yönetiminde, çeşitli senaryolara göre oluşturulmuş planların hazırlanması, bu atıkların neden olduğu çevresel risklerin azaltılmasına katkı sağlayacaktır. Bu atıklar içerisinde tuğla, kum, ahşap, cam, plastik ve metal gibi geri kazanılabilir/yeniden kullanılabilir malzemelerin olması bu atıkların ekonomik değerinin olduğunu göstermektedir. Dolayısıyla, bu atıkların yönetiminde farklı senaryolara göre oluşturulmuş bertaraf ve geri kazanım/kullanım gibi planların hazırlanması ve maliyet analizlerinin ortaya çıkarılması önemlidir. Bu çalışmada, 6 Şubat 2023 tarihinde Kahramanmaraş’ta meydana gelen deprem nedeniyle oluşan inşaat yıkıntı atıklarının yaklaşık kütlesel ve hacimsel miktarları hesaplanmış, bu atıklar içerisinde oluşabilecek hurda demir atık (HDA) ve mineral fraksiyon atıklarının (MFA) miktarları belirlenmiştir. HDA ve MFA geri kazanım/çimento fabrikalarında hammadde kullanımı için oluşabilecek taşıma ve kazanım maliyetleri hesaplanmıştır. Çalışmada elde edilen sonuçlara göre inşaat ve yıkıntı atık miktarları kütlesel ve hacimsel olarak sırasıyla yaklaşık 97 milyon ton ve 120 milyon m3 bulunmuştur. Bununla birlikte, HDA ve MFA miktarları sırasıyla 935 bin ton ve 57 milyon ton hesaplanmıştır. Bu atıkların geri kazanım ve hammadde olarak değerlendirilmesi için taşıma maliyetleri yaklaşık 5,6 milyon ve 142,6 milyon € olarak tespit edilmiştir. Ayrıca, çalışmadan elde edilen sonuçlara göre bu atıkların hammadde olarak kullanılmasıyla mineral fraksiyonlarda yaklaşık %37,5; hurda demirde ise %13,1 veya %75,5 oranında ekonomik kazanç sağlayabileceği belirlenmiştir.

Keywords

Afet yönetimi, çimento, deprem, inşaat ve yıkıntı atıkları, risk yönetimi.

References

• Akanbi, L.A., Oyedele, L.O., Akinade, O.O., Ajayi, A.O., Delgado, M.D., Bilal, M. & Bello, S.A. (2018). Salvaging building materials in a circular economy: A BIM-based whole-life performance estimator. Resources, Conservation and Recycling, 129, 175-186. DOI: 10.1016/j.resconrec.2017.10.026.
• Altındağ, S. (2011). İstanbul’da hafriyat toprağı, inşaat ve yıkıntı atıklarının tersine lojistik yöntemiyle alternatif yönetim planı. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, Türkiye, 81s.
• Armağan, B., Demir, İ., Demir, Ö. & Gök, N. (2006). Katı atıkların ekonomide değerlendirilmesi. İstanbul Ticaret Odası Yayını, Yayın No: 2006- 23.
• Aslam, M.S., Huang, B. & Cui, L. (2020). Review of construction and demolition waste management in China and USA. Journal of Environmental Management, 264, 110445 DOI: 10.1016/j.jenvman.2020.110445.
• Atık Yönetimi Yönetmeliği. (2015). Resmi Gazete, Tarih: 2 Nisan 2015, Sayı: 29314.
• Bhatty, J.I., Miller, F.M. & Kosmatka, S.H. (2004). Innovations in Portland cement manufacturing. Portland Cement Association, Illinois, USA.
• Cuperus, J.G. & Boone, J. (2003). International experiences in the use of recycled aggregates. In Recycling and Reuse of Waste Materials, 383- 387p, Thomas Telford Publishing.
• EU Construction & Demolition Waste Management Protocol. (2016). https://ec.europa.eu/docsroom/documents/20509/att achments/1/translations/en/renditions/native (Erişim Tarihi: 10 Nisan 2023)
• European Commission. (2008). 2008/98/EC Waste and repealing certain directives. https://eurlex.europa.eu/legal content/EN/TXT/?uri=celex%3A32008L0098.
• Galbenis, C.T. & Tsimas, S. (2006). Use of construction and demolition wastes as raw materials in cement clinker production, China Particuology, 4(2), 83- 85. DOI: 10.1016/S1672-2515(07)60241-3.
• Gao, X., Nakatani, J., Zhang, Q., Huang, B., Wang, T. & Moriguchi, Y. (2020). Dynamic material flow and stock analysis of residential buildings by integrating rural–urban land transition: a case of Shanghai, Journal of Cleaner Production, 253, 119941. DOI: 10.1016/j.jclepro.2019.119941.
• Haupt, M., Vadenbo, C. & Hellweg, S. (2016). Do we have the right performance indicators for the circular economy? Insight into the swiss waste management system. Journal of Industrial Ecology, 21(3), 615-627. DOI: 10.1111/jiec.12506.
• Kartam N., Al-Mutairi N., Al-Ghusain I. & Al-Humoud J. (2004). Environmental management of construction and demolition waste in Kuwait. Waste Management, 24(10), 1049-1059. DOI: 10.1016/j.wasman.2004.06.003.
• Lauritzen, E.K. & Jannerup, M. (1994). Guidelines and experience from the demolition of houses in connection with the Oresund link between Denmark and Sweden- demolition and reuse of concrete and masonry, Proceedings of Third International RILEM Symposium, 35-47.
• Lennon, M. (2005). Recycling construction and demolition wastes: a guide for architects and contractors, Commonwealth of Massachusetts, Department of Environmental Protection, Boston, MA, USA: 1-38 pp. https://archive.epa.gov/region1/healthcare/web/pdf/ cdrecyclingguide.pdf (Erişim tarihi: 10 Nisan 2023).
• Maçin, K.E. & Demir, İ. (2018). Kentsel dönüşüm sürecinde İstanbul'da inşaat ve yıkıntı atıkları yönetimi. Adıyaman Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 9,188-201.
• Mah, C.M., Fujiwara, T. & Ho C.S. (2016). Construction and demolition waste generation rates for highrise buildings in Malaysia. Waste Management & Research., 34(12), 1224-1230 DOI: 10.1177/0734242X16666944.
• Mália, M., De Brito, J., Pinheiro, M.D. & Bravo, M. (2013). Construction and demolition waste indicators. Waste Management & Research, 31(3), 241-255 DOI: 10.1177/0734242X12471707.
• Marroccoli, M., Telesca, A., Ibris N. & Naik T.R. (2016). Construction and demolition waste as raw materials for sustainable cements, Fourth International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies, August 7-11, Las Vegas, USA http://www.claisse.info/2016%20papers/S217.pdf
• OECD (Organisation for Economic Co-operation and Development). (2012). The future of the steel industry: selected trends and polıcy issues, https://one.oecd.org/document/DSTI/SU/SC(2012)1 2/en/pdf (Erişim Tarihi:19.04.2023)
• Oikonomou, N.D. (2005). Recycled concrete aggregates, Cement & Concrete Composites, 27(2), 315-318. DOI: 10.1016/j.cemconcomp.2004.02.020
• Penteado, C.S. & Rosado, L.P. (2016). Comparison of scenarios for the integrated management of construction and demolition waste by life cycle assessment: A case study in Brazil, Waste Management & Research: The Journal for a Sustainable Circular Economy, 34(10), 1026- 1035. DOI: 10.1177/0734242X16657605
• Rakshvir, M. & Barai, S.V. (2006). Studies on recycled aggregates-based concrete, Waste Manage Res, 24, 225-233. DOI: 10.1177/0734242X06064820
• Ramos, M. & Martinho, G. (2023). An assessment of the illegal dumping of construction and demolition waste, Cleaner Waste Systems, 4, DOI: 10.1016/j.clwas.2022.100073
• Rao, A. (2005). Experimental investigation on use of recycled aggregates in mortar and concrete. Department of Civil Engineering, Indian Institute of Technology Kanpur, Indian.
• Sáez, P.V., Astorqui, J.S.C., del Río Merino, M., Moyano, M.D.P.M. & Sánchez, A.R. (2018) Estimation of construction and demolition waste in building energy efficiency retrofitting works of the vertical envelope. J. Clean. Prod. 172, 2978- 2985. DOI: 10.1016/j.jclepro.2017.11.113
• Samton, G. (2003) Construction and demolition waste manual, City of New York. https://www.nyc.gov/html/ddc/downloads/pdf/wast e.pdf (Erişim tarihi 10.04.2023)
• Selçuk, G.N. & Pasinlioğlu, S. (2020) Türkiye’de hanehalkı ve konut büyüklüklerinin, doğalgaz tüketimi kapsamında değerlendirilmesi. Atatürk Üniversitesi Sosyal Bilimler Enstitüsü Dergisi, 24(4), 1861-1877.
• T.C. Çevre ve Orman Bakanlığı. (2004). Hafriyat Toprağı İnşaat ve Yıkıntı Atıklarının Kontrolü Yönetmeliği Resmi Gazete, Tarih: 18 Mart 2004, Sayı: 25406.
• T.C. Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığı. (2022). Araçların Ağırlıkları, Boyutları ve Yüklenmelerine İlişkin usul ve Esaslar Hakkında Yönetmelik, https://uhdgm.uab.gov.tr/uploads/pages/taslaklar/ar aclarin-agirliklari-boyutlari-ve-yuklenmelerineiliskin-usul-ve-esaslar-hakkinda-yonetmelik629de8563b7c2.docx (Erişim tarihi 19.04.2023)
• Türkiye Cumhuriyeti Bilim, Sanayi ve Teknoloji Bakanlığı. (2013). Ulusal Geri Dönüşüm Strateji Belgesi ve Eylem Planı 2014-2017. https://webdosya.csb.gov.tr/db/ugds/ustmenu/ustme nu615.pdf (Erişim tarihi 19.04.2023)
• Türkiye Cumhuriyeti Cumhurbaşkanlığı Strateji ve Bütçe Başkanlığı. (2023). Kahramanmaraş ve Hatay Depremleri Raporu. https://www.sbb.gov.tr/2023-kahramanmaras-vehatay-depremleri-raporu/ (Erişim tarihi 19.04.2023)
• Türkiye Çimento Sanayicileri Birliği (TÜRKÇİMENTO). (2023). https://www.turkcimento.org.tr/tr/uye_fabrikalar (Erişim tarihi 19.04.2023) URL-1. (2023) https://www.isdemir.com.tr/kurumsal/tedarikciiliskileri/yurtici-hurda-alim/ (erişim tarihi 12.04.2023)
• Yarımçam, Ş. (2017). İnşaat yapım ve yıkım atıklarının geri dönüşümünün kentsel ölçekteki durumunun Kayseri kentinde örnek alan çalışması üzerinden incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Kayseri, Türkiye, 182s.