Düşük karbonlu beton karışımında uçucu kül ve havuz külü kullanılarak yapılan beton kirişler, Avustralya mühendislik standartlarını karşıladı...
Avustralya'daki RMIT Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, düşük karbonlu betonda kullanılan uçucu kömür külü miktarını başarıyla ikiye katlayarak yüzde 80'e çıkardı ve çimento ihtiyacını yarı yarıya azalttı.
Bir üniversitenin basın bülteninde, yalnızca yüzde 40 oranında uçucu kül kullanan düşük karbonlu betonun mevcut versiyonları ile yeni yaklaşımın bu alanda önemli bir ilerleme olduğu belirtildi.
Uçucu kül, kömürün yanması sonucu oluşan kalıntıdır. Tahminler, yalnızca kömürle çalışan enerji santrallerinin 2022'de 1,2 milyar tonun üzerinde uçucu kül ürettiğini gösteriyor.
Ülkeler kömürden yenilenebilir enerji kaynaklarına doğru uzaklaşsa bile, şu ana kadar üretilen uçucu külün onlarca yıl boyunca kalacağı ve bu nedenle büyük ölçekte yeniden kullanılması gerekiyor.
İnşaat sektörü, karbon emisyonlarını azaltmak için kömür külünden yapılmış tuğla ve beton kullanıyor. Artık RMIT Mühendislik Okulu'ndan Chamila Gunasekara liderliğindeki araştırmalar, endüstrinin karbon ayak izini azaltmasına daha fazla yardımcı olabilir.
Sadece uçucu kül değil
Günasekara bir basın açıklamasında, "Ultra ince nano katkı maddelerinin eklenmesi, yoğunluğu ve kompaktlığı artırarak malzemeyi önemli ölçüde geliştiriyor. Betonun kimyasını değiştirmek için nano katkı maddeleri eklememiz, mühendislik performansından ödün vermeden daha fazla uçucu kül eklenmesine olanak sağlıyor." dedi.
Ancak araştırmacılar uçucu külden fazlasını başarıyla yeniden değerlendirdiler. Ekip ayrıca minimum ön işleme adımları ile enerji santrallerinin yakınındaki çamur depolama havuzlarında bulunan, uçucu külün yeterince kullanılmayan bir formu olan gölet külüyle de çalıştı.
“Uçucu külle karşılaştırıldığında havuz külü, farklı özellikleri nedeniyle inşaatta daha az kullanılıyor. Gunasekara, Avustralya çevresindeki barajlarda yüzlerce megaton kül atığının bulunduğunu ve dünya çapında çok daha fazlasının bulunduğunu”da ekledi.
Araştırmacılar, düşük karbonlu beton karışımındaki uçucu kül ve havuz külünü kullanarak büyük beton kirişler oluşturdular. Avustralya mühendislik ve çevre normlarını karşıladıklarını gösterdiler.
Kül havuzlarının çevresel tehlike olarak görülmesi nedeniyle, bu atıkların inşaat malzemesi olarak yeniden değerlendirilmesi büyük bir kazançtır.
Modellenmiş Başarı
Yeni malzemelerle yapılar önermek kolay olsa da zorluk bunların uzun ömürlü olduğunu ve zaman içinde hızlı bir şekilde bozulmayacağını göstermek olmuştur. RMIT araştırmacıları bu konuyu ele almak ve düşük karbonlu beton yapıların zaman içinde nasıl performans göstereceğini tahmin etmek için fizik tabanlı bir model geliştirdiler.
Model, Japonya'daki Hokkaido Üniversitesi Mühendislik Fakültesi'nde doçent olan Yogarajah Elakneswaran ile işbirliği içinde geliştirildi. Yeni beton karışımlarının zamana bağlı performansını tahmin eder.
RMIT araştırmacıları, modelin sonuçlarını kullanarak beton karışımlarının performansını artırmak için tersine mühendislik uygulayabilirler.
Günasekara basın açıklamasında, "Örneğin, karışımdaki hızlı sertleşen nano katkı maddelerinin, sertleşmenin ilk aşamalarında nasıl bir performans artırıcı görevi gördüğünü, karışımlarımızdaki büyük miktarlardaki daha yavaş sertleşen uçucu kül ve havuz külünü telafi ettiğini görebiliyoruz." diye ekledi.
Araştırmacılar, teknolojisine güven aşılamak ve toplulukları ve yerel yönetimleri düşük karbonlu betonu benimsemeye teşvik etmek için dijital destekli simülasyonu kullanmayı planlıyor.
Araştırma, ARC Endüstriyel Dönüşüm Araştırma Merkezi tarafından Geri Kazanılan Atık Kaynaklarının Döngüsel Ekonomi için Mühendislik Malzemelerine ve Çözümlere Dönüştürülmesinde (TREMS) gerçekleştirildi. Araştırma bulguları Çimento ve Beton Araştırma dergisinde yayınlandı.
Ameya Paleja | IE
