• Sonuç bulunamadı

Kendini Onaran Beton

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "Kendini Onaran Beton"

Copied!
2
0
0

Yükleniyor.... (view fulltext now)

Tam metin

(1)

Kendini Onaran Beton

Evlerimiz, işyerlerimiz, alışveriş yaptığımız mekânlar, üzerinde yolculuk ettiğimiz yollar,

köprüler, hava limanları ve daha pek çok farklı yapı inşa edilirken beton kullanılıyor.

Günümüzde kullanılan -kum, çakıl ve çimento gibi bağlayıcı bir maddenin

su ile bir araya gelmesiyle oluşan- beton yaklaşık 200 yıllık mazisi olan bir ürün.

Sert ve dayanıklı olmasından dolayı yapı sektörünün vazgeçilmezi olan betonda nem,

tuzlu su, sıcaklık değişikliği, rüzgâr gibi etkenlere maruz kaldığı zaman

meydana gelen çatlaklar, müdahale edilip onarılmazsa giderek derinleşip

adeta kanser gibi betonun içinde yayılıyor.

D

erinleşen çatlaklarla birlikte hem betonun

ya-pısal bütünlüğünün bozulması hem de çat-laktan içeri sızan suyun ve oksijenin etki-siyle yapıların metal iskeletlerinin pas-lanması, yapıların kullanım ömürleri-ni yarı yarıya azaltabiliyor. Öte yan-dan oluşan çatlakları kapamak hiç ko-lay değil. Onlarca metre yüksekliğinde-ki köprüleri, viyadükleri, yüksek binala-rı veya yerin metrelerce altındaki tünelle-ri sürekli kontrol ve tamir etmek için uz-manlaşmış ekipler gerekiyor. Sonuç

ola-rak her yıl yeni inşa edilen yapıların maliyetinin ya-rısı kadar para eski yapıların onarımı için harcanıyor.

2009 yılında Amerikan İnşaat Mühendisleri Top-luluğu tarafından yapılan bir araştırma onarımın

maliyetinin ne kadar yüksek olduğunu gös-teriyor. Ülke çapındaki yapılara kalite yö-nünden ortalama olarak D notunun ve-rildiği çalışmada, yapıların B notunu alabilecek biçimde onarılması için 2,2 trilyon dolar gerektiği belirlendi.

Bilim insanları özellikle son 20 yıl-dır sıcaklık değişimi, rüzgâr, yağmur gibi etkenlere maruz kalma sonucu yapısında çatlaklar oluşan betonun, insan müdaha-lesi olmadan kendini onarmasını sağlamak için araş-tırmalar yapıyor. Çeşitli yöntemlerle üretilen ve ken-dini onaran beton ismi verilen bu ürünlerin gelece-ğin en dikkat çekici malzemelerinden biri olacağı be-lirtiliyor. Aslında betonun belli bir oranda kendini onarma özelliğine sahip olduğu zaten uzun

zaman-dır biliniyordu. Örneğin suda çözünmüş CO2

beton-daki Ca+2 iyonları ile tepkimeye girip suda

çözünür-lüğü çok az olan CaCO3 (kireçtaşı) kristalleri oluştu-rarak betonu onarabilir. Ancak bu tarz kendini onar-manın gerçekleşebilmesi için ortamda su bulunması gerekiyor ve bu onarım ancak çatlaklar çok küçükse gerçekleşebiliyor.

Betona üretilirken katılan ekstra malzemelerle kendini onarma yetisinin kazandırıldığı ilk çalışma 1994’te Illionis Üniversitesi’nden Dr. Carolyn Dry ta-rafından yayımlanmıştı. Son yıllarda bu alanda dik-kat çekici bir çalışma Hollanda Delft Üniversitesi’nde yapıldı. 2006 yılından beri kendini onaran beton konusunda çalışan araştırmacılar Eric Schlagen ve Henk Jonkers, betonu üretirken karışımın içine bak-teri sporları ve kalsiyum laktatlı gıdalar ilave ediyor. Dünya’da her yıl

atmosfere salınan CO2’nin %7’si çimento sektöründen kaynaklanıyor. Kendini onaran beton: Siyah noktaların içinde bakteriler var (sağda).

thinkst

ock

http://www.theengineer.co.uk/in-depth/wise-crack-self-healing-concrete/1008203.article

TÜBİTAK Bilim ve Teknik Dergisi

İbrahim Özay Semerci

(2)

Bilim ve Teknik Ocak 2014

Betonda çatlak oluştuğu zaman içeri sızan su, bakteri sporlarını etkin hale getiriyor. Üretim esnasında ek-lenen kalsiyum laktatlı gıdalarla besek-lenen bu bakteri-ler kireçtaşı üretiyor. Kireçtaşı suda çok az çözünen bir madde olduğu için çatlak kapanıyor ve derinle-şerek ilerlemesi engelleniyor. Ancak betonun kendi-ni onarmasını sağlayan karışım henüz büyük ölçek-te ve uygun maliyetle üretilebilmiş değil. Aslında içi-ne bakteri katılmış çimento ile kendini onaran beton üretimi konusunda başka üniversitelerde de çalışma-lar yapılıyor. Ancak Delft Üniversitesi araştırmacıla-rı ürettikleri malzemenin ömrünün diğer yöntemler-le üretilmiş olanlardan 10 kat daha uzun ömürlü ol-duğunu söylüyor. Bu betonun dört yıl içinde piyasa-ya sürüleceği umut ediliyor.

Benzer bir çalışma Bath, Cardiff ve Cambridge üniversiteleri tarafından ortaklaşa gerçekleştiriliyor. Mikro kapsüllerin içindeki bakteriler Delft Üniver-sitesi tarafından yürütülen araştırmada olduğu gibi su girişiyle birlikte kireçtaşı üreterek çatlağı sıvıyor. Araştırmacılardan Dr. Richard Cooper, bakteriler ki-reçtaşı üretirken ortamdaki oksijeni kullandığı için yapıyı oluşturan çelik veya demir iskeletin paslan-masının da önüne geçildiğini belirtiyor. Ancak be-ton üretmek için kullanılan çimentolu karışım hayli bazik olduğu için pek çok bakteri türünün yaşaması için uygun bir ortam değil. Bu nedenle hangi bakte-ri türlebakte-rinin yüksek derecede bazik ortamda uzun sü-re yaşayabileceğini tespit etmek için araştırmalar ya-pılıyor. Ayrıca beton sertleştikçe yoğunlaşan bir mal-zeme olduğu için bakterilerin bulunduğu mikro kap-süllerin ezilmesine sebep olabilir. Bu yüzden mikro kapsüllerin de yeterince sağlam olması gerekiyor.

Rhode Island Üniversitesi’nden Arijit Rose ve Michelle Pelletier çalışmalarında onarıcı madde ola-rak poliüretan mikro kapsüller içine yerleştirilmiş sodyum silikat kullanmış. Çatlak oluştuğu zaman silikat kapsüller kırılıp betonun bileşimindeki kal-siyum hidroksit ile tepkimeye giriyor. Oluşan kalsi-yum-silika-hidrat jel bir hafta içinde sertleşerek be-tondaki gözenekleri kapıyor. Pelletier bu yöntemin maliyetinin düşük olduğunu ve diğer yöntemlerden farklı olarak güneş ışığı, nem gibi tetikleyicilere ihti-yaç olmadığını belirtiyor.

Güney Kore’deki Yonsei Üniversitesi öğretim üye-lerinden polimer kimyası üzerine çalışan Chan-Moon Chung ise ekibiyle birlikte daha farklı bir yak-laşımla kendini onaran beton üretti. Geçtiğimiz şu-bat ayında ACS Applied Materials & Interfaces’de ya-yımlanan çalışmada bakteri gibi biyolojik bir öge yer almıyor. Betonda bulunan polimer yapılı mikrokap-süller, polidimetilsiloksan türevi bir polimer ile

ben-zoin izobütil karışımı bir çözelti içeriyor. Beton za-rar gördüğü zaman kırılan kapsüllerin içindeki çö-zelti ortama dağılıyor ve güneş ışığı vasıtasıyla katı-laşıyor. Chung, herhangi bir ticari katalizöre ihtiyaç duymayan yöntemde kullanılan polimerlerin çevre-ye zarar vermediğini de belirtiliyor. Ayrıca katalizör-ler maliyeti artırdığı için Dr. Chung ve ekibinin geliş-tirdiği malzemenin maliyeti, katalizör içeren malze-melere göre çok daha az.

Kendini onaran betonun kullanımı yaygınlaşabi-lirse sadece mali yönden değil çevre açısından da bü-yük kazanç elde edilecek. Çünkü betonun ana malze-melerinden olan çimentonun üretimi esnasında at-mosfere salınan CO2 miktarı, bir yılda atmosfere

salı-nan toplam CO2 miktarının %7’sini oluşturuyor.

An-cak yaygın kullanım için aşılması gereken iki temel sorun var. Birincisi kendini onaran betonun üretim maliyetinin düşürülmesi gerekiyor. İkincisi betonun kendini onarma özelliğinin uzun süre devam etmesi-nin sağlanması gerekiyor. Bu iki temel sorun çözül-düğü zaman beton kanserine de çözüm bulunmuş olacak.

Betonda meydana gelen çatlakların derinleşmesiyle yapıların ömrü yarı yarıya kısalabiliyor. Kaynaklar • http://energetics.chm.uri.edu/system/files/Self%2520healing%2520concrete%2520-7-11.pdf • http://pubs.acs.org/doi/ipdf/10.1021/am302728m • http://www.uri.edu/news/releases/?id=5359 • http://www.ugent.be/ea/structural-engineering/en/research/magnel/research/research3/selfhealing • http://www.forumforthefuture.org/greenfutures/articles/bioconcrete-uses-bacteria-heal-itself • http://www.technologyreview.com/news/511911/self-healing-concrete-uses-sunlight-to-fix-its-own-cracks/

Betonda meydana gelen çatlaklar çeşitli etkiler sonucu hem yayılır hem de derinleşir.

thinkst ock thinkst ock > < 43

Referanslar

Benzer Belgeler

Yorgunluk açlığı tetikler: Yeterince dinlenemediğinizde, yemek yemeyi istemenize neden olan grelin hormonu seviyeleriniz yükselir.. Bu arada, açlığı ve yeme arzusunu azaltan

STOT RE 2: Belirli hedef organ toksisitesi (tekrarlı maruz kalma) – Kategori 2 Aquatic Acute 1: Sucul ortam için zararlı – kısa süreli (akut) sucul zararlılık - Kategori 1

Formun düzenlenmesinde kullanılan mevzuat: Refarm Güvenlik Bilgi Formu ‘Zararlı Maddeler ve Karışımlara İlişkin Güvenlik Bilgi Formları Hakkında

Çevre ve Orman Bakanlığı’nın 26.12.2008 / 27092 sayılı Resmi Gazetede yayımlanan “Tehlikeli Maddeler ve Müstahzarlara ĠliĢkin Güvenlik Bilgi Formlarının Hazırlanması

Kongre katılımı için, kurumlara verilmek üzere talep edilecek kongre davet yazıları, kongre düzenleme kurulu aracılığı ile isteyen katılımcılara

· 1.2 Madde veya karışımın tanımlanan ilgili kullanımları ve tavsiye edilmeyen kullanım biçimleri Daha başka önemli bilgi mevcut değildir.. · Madde/ Karışımın

doyduğundan terleme olmayacağı için, vücuttan ısı kaybı gerçekleşemez dolayısıyla vücut ısısı artar, cilt ısıyı atamadığı için sıcak, kuru ve

(Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı) gibi kuruluşların radyasyondan korunma için aldığı önlemler ve genel ilkeler göz önünde bulundurularak ve ICRP 60