İnşaat sektöründe yaygın olarak kullanılan Portland çimentosunun üretim sürecinde ortaya çıkan yüksek karbon salımı ve çevresel maliyetler, araştırmacıları alternatif bağlayıcı sistemlere yönlendiriyor. Bu kapsamda gerçekleştirilen bir tez çalışması, Türkiye’nin önemli sanayi merkezlerinden İskenderun bölgesinde demir-çelik üretimi sırasında ortaya çıkan öğütülmüş granüle yüksek fırın cürufunu (ÖGYFC) çevreci bir yapı malzemesine dönüştürdü.
Alkali aktivasyon yöntemiyle geliştirilen geopolimer harçların performansı, hem mekanik dayanım hem de kimyasal direnç açısından detaylı şekilde incelendi. Çalışmada ayrıca içten kürleme sağlayan süper emici polimer (SEP) katkısı kullanılarak malzemenin mikro yapısındaki değişimler araştırıldı.
Bir Damla Katkı, Büyük Fark
Araştırmada ASTM C109 standardına uygun karışım oranları esas alınarak hazırlanan harçlara yüzde 6 sodyum konsantrasyonu ve 1,5 silikat modülü ile aktivatör çözeltisi eklendi. Karışımlara ayrıca 50 gram süper emici polimer dahil edildi.
Deney sürecinde;
Farklı kür yöntemleri (ortam, etüv ve sıvı kür),
1, 7 ve 28 günlük bekleme süreleri,
Karışım suyu sıcaklığı,
SEP’in hazırlanma biçimi gibi değişkenler dikkate alındı.
Numuneler üzerinde eğilme ve basınç dayanımı, ultrasonik dalga hızı, rezonans frekansı, karbonatlaşma, ıslanma-kuruma döngüleri ile asit ve sülfat direnci testleri gerçekleştirildi. Ayrıca yüzde 5’lik sülfürik asit (H₂SO₄) ve sodyum sülfat (Na₂SO₄) çözeltilerinde bir ay bekletilen örneklerin kimyasal dayanıklılığı ölçüldü.
Gözeneklilik Azaldı, Dayanım Arttı
Elde edilen bulgular, özellikle C ve D kodlu karışımların diğer numunelere göre daha üstün performans gösterdiğini ortaya koydu. Süper emici polimerin su yerine alkali aktivatör çözeltisiyle jel formuna getirilerek karışıma dahil edilmesi ve numunelerin aktivatör çözeltisi içinde kür edilmesi, harcın yoğunluğunu artırdı ve boşluk oranını düşürdü.
Bu yöntem sayesinde:
Basınç dayanımında artış,
Geçirimlilikte azalma,
Asit ve sülfat ortamlarına karşı daha yüksek direnç sağlandığı belirlendi.
Araştırmada ayrıca korelasyon katsayısı kullanılarak yapılan istatistiksel analizler, fiziksel ve mekanik özellikler arasındaki güçlü ilişkiyi ortaya koydu.
Hem Çevreci Hem Ekonomik Potansiyel
Çalışma, sanayi atıklarının katma değerli yapı malzemelerine dönüştürülmesinin mümkün olduğunu gösterirken, karbon ayak izini azaltabilecek alternatif bağlayıcı sistemlerin yaygınlaşmasına da bilimsel zemin hazırlıyor. Özellikle altyapı projeleri, endüstriyel yapılar ve kimyasal etkiye maruz kalan tesislerde bu tür geopolimer harçların önemli avantaj sağlayabileceği belirtiliyor.
Uzmanlara göre bu tür yenilikçi malzemeler, Türkiye’nin hem sürdürülebilir inşaat hedeflerine hem de döngüsel ekonomi modeline katkı sunabilir.
Kaynak: İskenderun Teknik Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, Büşra Sinem Genç, 2023. Tez No: 800599
