İnşaat yıkıntı atıkları kullanılarak üç boyutlu eklemeli imalata uygun jeopolimer bağlayıcılı kompozitlerin geliştirilmesi

Altyapımızın ana yapı taşı olan konvansiyonel beton, ana bağlayıcı olarak küresel ölçekte tüketimi hızla artan Portland çimentosunu kullanmaktadır. Portland çimentosunun imalatı oldukça yüksek enerji gerektiren bir süreç olup dünya çapında toplam insan kaynaklı CO2 emisyonlarının %9'una kadarını oluşturmaktadır. Öte yandan, inşaat ve yıkıntı atığı (İYA) endüstrisi, toplam kentsel atığın %30-40'ını oluşturan ve küresel katı atık üretimine katkıda bulunan ana sektörlerden biri olarak kabul edilmektedir. Bu nedenle, çevresel, sosyal ve ekonomik açıdan fayda sağlamak için daha çevre dostu bağlayıcıların geliştirilmesi ve İYA'nın uygun şekilde ele alınması büyük önem taşımaktadır. Bunun yanında, gerçekten sürdürülebilir inşaat uygulamalarına ulaşmak için malzemeyle ilgili atılımların yanı sıra ileri üretim teknolojilerini kullanan operasyonla ilgili atılımların da yapılması gerekmektedir. İnşaat endüstrisinde kullanılan geleneksel kalıpla inşaat sistemi, yüksek maliyet, işçilik, enerji gerektiren ve önemli miktarda atık üretimine ve operasyonel zorluklara neden olan bir yöntemdir. Bu bağlamda, üç boyutlu eklemeli imalat (3B-Eİ) yöntemi, mevcut inşaat yöntemlerine umut verici bir alternatif olarak beton benzeri malzemelere uygulanabilir ve bir paradigma değişimine katkıda bulunabilir niteliktedir. Bu tez çalışması, (i) inşaat ve yıkım faaliyetlerinden elde edilen atık malzemeleri kullanarak yenilikçi alternatif çevre dostu yapı malzemeleri geliştirmeyi ve (ii) geliştirilen bu malzemeleri inşaat uygulamalarında hem malzeme hem de operasyonel açıdan sürdürülebilirlik elde etmek için 3B-Eİ ile birleştirmeyi amaçlamaktadır. Bu bağlamda, öncelikle taze/reolojik özelliklere odaklanarak İYA esaslı bileşenler kullanılarak jeopolimer hamur karışımları üretilmiştir. Daha sonra, 3B-Eİ'a uygun taze özelliklere sahip jeopolimer harçlar elde etmek için İYA esaslı jeopolimerler, İYA esaslı ince geri dönüştürülmüş beton agregaları ile birleştirilmiştir. Sonuç olarak, 3B-Eİ'a uygun özelliklere sahip bir jeopolimer harç karışımı seçilmiş ve bu jeopolimer harç karışımının performansı, laboratuvar ölçekli 3B-Eİ uygulaması ile doğrulanmıştır. Mevcut tez çalışması tarafından önerilen tüm yeni uygun maliyetli çözümlerin benimsenmesi ve uygulanmasının, yüksek katma değerli yapı malzemelerinin üretiminde kullanılmak üzere atık malzemelerin değerlendirilmesi, enerji verimliliğinin artırılması, uygun kaynak yönetiminin sağlanması ve CO2 emisyonlarının azaltılması için büyük bir fırsat sağlayacağına inanılmaktadır. Bu sayede bu çalışmanın insan sağlığı, doğal ekosistemler, küresel ekonomi ve değerli hammaddelerin ve ürünlerin gelecekteki döngüselliği lehine sürdürülebilir yapılaşmanın desteklenmesine ve küresel iklim değişikliği sorunuyla mücadele edilmesine yardımcı olacağı düşünülmektedir.