PAYLAŞ

Günümüzde hayatımızın her alanında karşımıza çıkan teknoloji dinamikliğini sürdürüp günden güne kendini geliştirmektedir. Her gün farkında olmadan iletişim içinde olduğumuz bir kimyasal yapı taşı olan kum, çakıl ve çimento gibi bağlayıcı bir maddenin su ile bir araya gelmesiyle oluşan betonda doğal olarak bu süreçten nasibini almaktadır.

Geleneksel Beton

Betonu oluşturan temel karışımlar yaklaşık olarak 5000 yıldır kullanılmaktadır. Tam anlamıyla ise modern dünyada 200 yıllık bir maziye sahip olan beton sert ve dayanıklılığı ile inşaat sektöründe vazgeçilmez bir yapı malzemesidir. Fakat betonunda yapısı sıcaklık, nem, rüzgâr gibi etmenlere maruz kaldığında zedelenir ve betonda çatlaklar oluşmaya başlar. Eğer bu çatlaklar onarılmazsa betonun oluşturduğu yapının ömrü kısalabilir ve hatta yapı yıkılabilir. Üstelik çatlakların köprüler, yüksek binalar, yerin metrelerce altındaki tüneller gibi yapılarda oluştuğunu düşünürsek bu çatlakları onarmanın hayli güç olduğunu kavrayabiliriz. Birde bu çatlakların onarılmasının maliyeti de hesaba katılırsa herhangi bir yapıdaki ufak bir çatlak bile başımıza hayli dert açabilir. 2009 yılında Amerika İnşaat Mühendisleri Topluluğu tarafından yapılan bir araştırmaya göre ülke çapındaki yapılara kalite yönünden D notunun verilmesi durumunda yapıların kalitesini B ye yükseltmek için 2,2 trilyon dolar yapıların onarımına para harcanması gerekmektedir. Bütün bu sebepler göz önünde bulundurulduğunda araştırmacılar bu problemlere çözüm bulmaya çalışmışlardır. Yakın zamanda sık duyacağımız akıllı beton teknolojileri de bu tarz çalışmalar arasında yer almaktadır.

Ülkemizde İlk Akıllı Beton Denemesi İTÜ’den

Bu konuda üniversitemizde yağan yağmur sularının toprağa ulaşamadığını ve sellere yol açtığını göz önünde bulundurarak bu soruna çözüm üretmek amacıyla “İTÜ YEŞİL KAMPÜS” projesi kapsamında “Geçirimli Beton” adı verilen bir akıllı beton çalışması sürdürülmektedir. Çalışmanın ilk uygulamaları İTÜ Maslak Kampüsü’nün kaldırım ve bisiklet yollarında halen denenmektedir ve sonuçlar umut vericidir.

Dünya Genelinde Akıllı Beton Çalışmaları

Kendini Onaran Beton

Dünyada ise bu çalışmalara örnek olarak “kendini onaran beton araştırmaları” en heyecan verici örnek olarak verilebilir. Bu alanındaki çalışmalara ilk olarak 1994’de Illinois Üniversitesi’nden Dr. Carolyn Dry tarafından yayımlanan makalede rastlanmaktadır. Son yıllardaki en dikkat çekici araştırma ise Hollanda Delf Üniversitesi’nde araştırma yürüten Eric Schlagen ve Henks Jonkers tarafından yayımlanan çalışma oldu. Çünkü araştırmacılar kendi ürettikleri betonun bu alanda üretilen diğer betonlardan 10 kat daha uzun ömürlü olduğunu iddia ediyorlar.2006 yılından beri bu konuda çalışan araştırmacılar betonun üretimi sırasında içine bakteri sporları ve kalsiyum laktatlı gıdalar ilave ediyor. Betonda çatlak oluştuğu zaman içeri sızan su bakterisporlarını aktif hale getiriyor. Aktif hale gelen bakteriler beton üretimi esnasında içine koyulan kalsiyum laktatlı besinlerle beslenerek kireç taşı üretiyorlar. Kireçtaşı suda az çözünen bir madde olduğu için çatlaklar kapanıyor ve çatlakların büyümesi engelleniyor. Ancak betonun kendini onarmasını sağlayan karışım büyük ölçekte ve uygun maliyette henüz üretilmiş değil.

Bakteri Yerine Poliüretan

Rhode Island Üniversitesi’nden Arijit Rose ve Michelle Pelletier diğer üniversitelerden daha farklı bir çalışma yürütüyorlar. Araştırmacılar betonun üretimi esnasında içine onarıcı madde olarak bakterileri değil poliüretan kapsüllerle çevrili Sodyum Silikat katıyorlar. Betonda herhangi bir çatlak oluşması durumunda kapsüller kırılıyor ve içindeki silikatlar betonun yapısındaki Kalsiyum Hidroksit ile tepkime veriyor. Oluşan Kalsiyum-silika-hidrat jel bir hafta içinde sertleşerek betondaki gözenekleri kapatıyor. Araştırmacılar bu yöntemin maliyetinin düşük olduğunu ve diğer yöntemlerden farklı olarak güneş ışığı, nem, sıcaklık gibi tetikleyicilere ihtiyaç duymadığını belirtiyorlar.

Güney Koredeki Yonsei Üniversitesi öğretim üyelerinden polimer kimyası üzerine çalışmalar yürüten Chan-Moon ise ekibiyle birlikte daha farklı bir polimer kullanarak betonun kendini onarmasını sağlıyor. Mart 2014’te ACS Applied Materials & Interfaces ‘de yayımlanan çalışmada polimer yapılı kapsüller polidimetilsiloksan türevi bir polimer ile benzoin izobütil karışımı bir çözelti içeriyor. Beton zarar gördüğü zaman kapsüllerdeki çözelti ortama dağılıyor ve güneş ışığı yardımı ile katılaşmaya başlıyor. Araştırmacılar kullanılan bu polimerlerin çevreye zararı olmadığını ve ortamda tepkime için katalizöre ihtiyaç duyulmadığını belirtiyor. Bu yüzden bu yöntemin maliyeti doğal olarak katalizör içeren yöntemlerden daha uygun bir hal alıyor.

Çatlamış Beton da Kullanılabilir

 

SAP Polimeri Deneyi

Olaya farklı bir açıdan bakan Belçika Gent Üniversitesindeki araştırmacılar ise çatlayan betonun eski dayanıklılığına kavuşmasına ihtiyacı olmadığını savunuyorlar. Çünkü araştırmacılara göre beton hali hazırda çatlamış haliyle dahi yeterince dayanıklı bu noktada önemli olan çatlağın büyümesini engellemek. Bu durumu bir insanın vücudundaki kanser hücrelerine benzetmek mümkündür. Hücreler hastalıklı olsa da kişinin vücudu hala sağlıklı ve dayanıklı ise hücrelerden kurtulmak bu sorunu çözmeye yetecektir. Araştırmacılarda çatlaklardan kurtulmak için suyu emen ve anında katılaşan SAP polimerini kullanıyorlar. Polimer betonun içine üretimi esnasında ekleniyor ve su ile temasa geçince sertleşiyor. Ama eğer polimer gereğinden fazla sertleşir ve çatlağı doldurup kapatması gerekirken aksine çatlağı büyütürse ne olacak? Araştırmacılar bu sorunu da ortamın pH dengesini kullanarak çözüyorlar. Yapılan deneyler teorileri yanıltmayarak başarı ile sonuçlanmış. Araştırmacıların görüşlerine göre bu teknoloji ilk başta maliyetli gibi gözükmesine karşın daha ilerdeki onarım maliyetleri düşünüldüğünde bu teknolojiyi kullanmak hesaplı gibi görünüyor. Bu tarz çalışmalarla ilgili hala birçok soru işareti mevcut, önümüzdeki yıllarda aklımızdaki bu soru işaretlerinin kalkacağını düşünmek hayli heyecan verici.

Tamamiyle Çevre Dostu

Sanayi Devrimi ile birlikte bir çığ gibi büyüyen çevreyi öldürme hastalığı 21. Yüzyılın ilk yarısında bambaşka bir hale büründü ki bizler şu anda gelecek için plan kurarken dahi bu olguyu planlarımızın içine dâhil etmek zorunda kalıyoruz. Kendini onaran beton teknolojisi onarım maliyetlerini ortadan kaldırdığı gibi çevreye de büyük bir iyilik yapmış olacak. Çünkü betonun hammaddesi olan çimentonun üretimi sırasında atmosfere salınan CO2 miktarı bir yılda atmosfere salınan CO2 miktarının yaklaşık olarak %7’sini oluşturuyor. Bu oran korkunç derecede büyük olduğu için kendini onaran beton teknolojisi hayatımıza ne kadar erken girerse dünyanın ömrünü bir o kadar uzatmış olacak. Ama şu durumda bu teknoloji için aşması gereken iki engel mevcut; bunlardan biri maliyetinin yüksek olması, bir diğeri kendini onarma yeteneğinin sürdürülebilirliğidir. Eğer bu engeller aşılırsa insanoğlu tarih sahnesine çıktığından beri dünyayı katletmesine, yakıp yıkmasına rağmen her zaman ona kol kanat geren Doğa ufakta olsa rahat bir nefes alacak.

Teknik Boyut Dergisi

Merdan Yılmaz

Bu yazımıza da göz atmanızı öneririz:

http://structpedia.com/kendinden-yerlesen-betonkyb-

 

BİR CEVAP BIRAK

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen isminizi buraya giriniz