Bakteri esaslı kendini onarma sisteminin geopolimer hamur ve harçların performansına etkisi

Bu çalışmada öğütülmüş yüksek fırın cürufu (YFC) kullanılarak üretilen geopolimer hamur ve harç örneklerinin çeşitli performans özelliklerine Bacillus subtilis ilavesinin etkileri araştırılmıştır. Ön deneyler kapsamında, farklı geopolimer hamur numunesi içeriği ve kür ortamları gibi parametreler dikkate alınarak, toplam 10 grup numunenin analizleri yapılmıştır. Ön deneylerin tamamlanmasının ardından, ana deneylerde kullanılacak numune içeriği belirlenmiştir. İyileştirici madde olarak Bacillus subtilis tip bakterilerin kullanıldığı bu çalışmada, bakteri kültürleri, 107 ve 109 CFU/mL olmak üzere iki farklı konsantrasyonda üretilmiştir. Ayrıca, bakteri/bağlayıcı oranı ise % 1, 2 ve 3 olarak seçilmiştir. Yalnızca sodyum silikat (Na2SiO3) kullanılarak aktive edilen geopolimer kompozitler için, toplam sıvı/bağlayıcı oranı geopolimer hamur örneklerinde 0.4, geopolimer harç örneklerinde ise 0.55 olarak sabit tutulmuştur. Bakteri sıvı kültürlerinin taze karışımlara direkt olarak eklendiği tüm örnekler, ilk 7 gün laboratuvar şartlarında kür edilmiş, 7. günün sonunda ise üç farklı kür ortamına (çökeltme ortamı, su kürü ve ortam koşulları) bırakılmıştır. Taze ve sertleşmiş durumdaki geopolimer kompozitler üzerinde bakteri konsantrasyonu, bakteri dozajı ve kür şartlarının etkisini incelemek amacıyla birçok mekanik, geçirimlilik ve durabilite testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen bulgular, mikrobiyal kaynaklı kendini onarma mekanizmasının geopolimer kompozitlerin performansını önemli ölçüde arttırdığını ortaya koymuştur. Bakteri dozajı açısından optimum değerler ise geopolimer hamur örneklerde %1, geopolimer harç örneklerde ise %3 olarak belirlenmiştir. Sonuçlar, ayrıca, bakterilerin karışıma direkt olarak ilave edilmesi halinde, verimli bir kendini onarma işlemimin ancak üre ve kalsiyum içeren uygun bir kür ortamı (çökeltme ortamı) ile sağlanabileceğini göstermiştir. Öte yandan, elde edilen tüm deney sonuçları, mikro yapısal gözlemler ile doğrulanmıştır. Kendini onarma yeteneğine sahip olduğu düşünülen tüm grup örneklerin SEM görüntüleri belirgin kalsiyum karbonat (CaCO3) oluşumlarını göstermiştir. Benzer şekilde, EDS analizi sonuçları da bu örnek gruplarında CaCO3 oluşumuna işaret eden üç ana elementin (Ca, C ve O) yüksek atomik oranlarda yer aldığını ortaya çıkarmıştır. Ayrıca XRD analizi sonuçları kendini onaran geopolimer harç örneklerinde belirgin kalsit piklerinin varlığını doğrulamıştır.