PAYLAŞ

Teknolojide yaşanan gelişmeler hayatımıza hep yön verdi. İnşaat teknolojisi o kadar gelişti ki artık bütün alanlara hakim olmak imkansız hale geldi. Artık her alan için farklı aletler ve farklı yöntemler kullanılıyor. Peki, nanoteknoloji bu sektörde ne durumda?

Şirketlerde inovasyona yapılan her yatırım, o şirketi daha ileri seviyelere taşır. İnovasyonlarla şirketler verimliliklerini arttırır, diğer şirketlerle olan rekabette güçlenir. Nanoteknoloji de  daha yeni yeni ortaya çıkmasına rağmen oldukça tercih edilen bir alan haline gelmiştir. Bugün ABD, Çin, Rusya gibi öne çıkan gelişmiş ülkelerin bu teknolojiye gösterdikleri ilgi ve yapılan yatırımlar oldukça fazladır. Peki, nanoteknoloji nedir? İnşaat sektörüne ne gibi katkıları olabilir? Bu teknolojiden firmalar nasıl yararlanabilir?

“Aşağıda daha çok yer var.”

Nanoteknolojiyi ifade etmek için Richard Feynman “Aşağıda daha çok yer var.” sözünü kullanabiliriz. Feynman bu sözüyle atomları ve molekülleri kontrol edebileceğimizi  ve bunlardaki değişikleri yararımıza kullanabileceğimizi belirtmiştir. Peki, nanoteknoloji tam anlamıyla nedir? İnsan gözünün görmesinin imkânsız olduğu, metrenin neredeyse milyarda biri olan küçük birimlere nano birimler denir. Nano birimleri kontrol etmek ve gözlemlemek için önce Tarama Tünel Mikroskobu keşfedilmiştir ve bu keşfi fullerineler ve karbon nanotüpler izlemiştir. ABD, 2000 yılında nanoteknolojiye yaptığı yatırımlar sayesinde Dünya’nın birçok ülkesine nanoteknoloji araştırmaları başlamıştır. Nanoteknoloji;  aygıt fiziği, elektronik, biyoloji ve kimya gibi birçok alanda kullanılmaktadır. Her alanda olduğu gibi yapı sektöründe de, yapı malzemelerinin maliyetlerinin azaltılmasında önemli bir rol oynamaktadır. En önemli yapı malzemelerinden olan beton, nano boyutlarda tekrar tasarlanabilir. Nanopartikül veya nanotip gibi nanoteknolojide kullanılan bazı maddelerin eklenmesiyle maddeye yeni özellikler kazandırılabilir ve bu yolla madde kontrol altına alınabilir. C-S-H jeli ve diğer hidratasyon ürünleri çimento esaslı malzemeler için büyük önem taşır, ayrıca bu malzemeler nano malzeme olarak da nitelendirilebilir. Bu malzemelerin nano ölçekteki fiziksel ve kimyasal özelliklerinin kontrol edilmesiyle, malzemelerin makro boyuttaki halleri kontrol altına alınabilir. Nano boyuttaki nükleer manyetik rezonans, nanoindetasyon, atomik manyetik rezonans gibi gelişmiş karakterizasyon yöntemleri bu araştırmalarda önemli rol oynamaktadır.

Nanoteknoloji ve Beton

Nanoteknoloji betonu oluşum sürecinden bahsedecek olursak, çimento esaslı malzemelere eklenen nanopartiküller ile, çimentonun erken yaş hidratasyonunda meydana gelen çekirdeklenme süreci hızlandırılabilir. Bu işlem için en uygun yöntemler Nano-SiO2, Nano-Al2O3, Nano-TiO2 veya Nano-Fe2O3 gibi nano partiküllerin kullanımıdır. Bu maddeler birçok çekirdeklenme noktasının oluşmasını sağlar ve geniş aktif yüzey alanları oluşturur. Böylece tepkimeler hızlı bir şekilde bu kısımlardan başlayabilir.

Bu nanopartiküllerin çimentonun bileşenleriyle tepkime potansiyelleri yüksek olduğu için, Nano-SiO2 partiküllerde reaksiyon sonucunda ekstra çekirdek oluşumu gözlenebilir. Nano-SiO2 içeren betonların, içermeyen betonlara göre %26 oranında basınca daha dayanıklı oldukları ve daha önce %15 olan silis kullanımının %10 seviyelerine düştüğü gözlemlenmiştiri. Nano-Al2O3 için aynı şeyler gözlemlenmemiştir. Nano-Al2O3 içeren betonların basınca dayanıklığında artış yerine  elastisite modülünde %143 bir artış meydana gelmiştir. Çimento harcına sentetik toz Nano-ZrO2 eklendiğinde ise, basınç dayanımında bir artış olmuştur.

Bir başka yöntem ise C-S-H tohumları gibi nanopartiküllerin eklenmesidir. Bu yöntem çimento hidratasyonunun ölü evre süresini kısaltır. Sonrasında oluşan çekirdekler yardımıyla hidratasyon ürünleri kristal büyüme mekanizmalarıyla meydana gelirler. Aşağıdaki resimde de görüldüğü gibi bu yöntemle daha boşluksuz, yüksek basınç dayanımına sahip çimento malzemesi üretilebilir. Bu yöntemle üretilen malzemeler daha ekonomik ve çevre dostu malzemeler olmaktadır.

Bu teknolojiden nasıl faydalanabiliriz?

Nanoteknoloji, elimizdeki malzemeyi olabildiğince geliştirmemize olanak sağlar. O maddeye yeni özellikler katarak daha kullanışlı hale getirebiliriz. İnşaat mühendisliğinde de kullanılan malzemenin niteliği çok önemlidir. Mesela her toprağa göre farklı zemin malzemeleri kullanılırken, mevsim tiplerine göre de çeşitli çatılar kullanılmaktadır. Yapılan binalarda  insan hayatı ve kalitesi söz konusu olduğundan dolayı seçilen malzemenin kalitesine çok dikkat edilmelidir. Nanoteknoloji, yapılacak olan inşaattaki kaliteyi yüksek tutarken, firmaların ekonomik olarak daha fazla kazanç elde etmelerini sağlayabilir. Mesela, Türkiye’nin çoğu bölgesinde depremler göz ardı edilemeyecek kadar can ve mal kaybına neden olmaktadır. Ama nanoteknolojiyle üretilen malzemeler sayesinde zemini daha sağlam yapılabilir, depremlerde yaşanan kayıpları azaltabiliriz. Örnek olarak seramikte kullanılan maddenin temel yapıtaşıyla çimentonunki birleştirildiğinde ortaya çıkan malzeme daha sağlam olmuştur.

Ayrıca nanoteknoloji bizlere daha hafif, sağlam ve suya dayanıklı nanokompozit çelik maddeler gibi malzemeler de sağlar. Bu malzemelerle yapıların dayanıklılığını arttırmış oluruz. Bir başka yararı ne diye soracak olursak, hava kirliliğinin önlenmesinde de önemli rol oynayabilir. Örneğin; Milano’da yapılan 7 bin metrekarelik yolun kaplanarak ve böylelikle hem insanlar hem de hayvanlar için büyük zararı olan azot oksidin etkisi %60’a kadar azaltılmıştır.

Sonuç olarak nanoteknolojiden yararlanılması hem inşaat firmaları hem de tüketiciler için oldukça faydalı olacaktır. Nanoteknolojinin yapı malzemeleri alanında bu denli yararlar sağlaması küçümsenemeyecek bir gelişmedir ve inşaat sektörü bu sayede daha da ileriye gidecektir.

 

Sektör hakkında daha fazla yazıya ulaşmak isterseniz buraya tıklayabilirsiniz.

 

 

BİR CEVAP BIRAK

Lütfen yorumunuzu giriniz
Lütfen isminizi buraya giriniz