Jeopolimerik betondan imal edilmiş kesme kritik kirişlerin deneysel incelenmesi

Portland çimentosu tüketimi, artan nüfus ve gelişen altyapı çalışmaları ile birlikte sürekli artma eğilimindedir. Portland çimentosu üretiminin oldukça yüksek bir enerji tüketimine neden olduğu ve insan kaynaklı karbondioksit salınımlarının yaklaşık %8'inden sorumlu olduğu bilinmektedir. Aynı zamanda Portland çimentosu üretimini ile doğal kaynaklar hızlı bir şekilde tüketilmektedir. Portland çimentosunun bu gibi doğa ve çevreye verdiği zararlar göz önünde bulundurulduğunda, alternatif çevre dostu ve sürdürülebilir yapı malzemelerinin geliştirilmesi büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda tüm dünyanın ilgisini çeken küresel ısınma konusunda inşaat mühendisliği olarak geliştirilecek çevre dostu yapı malzemeleri doğaya oldukça faydalı olacaktır. Öte yandan, artan nüfusa bağlı olarak sürekli devam eden altyapı ve kentleşme çalışmaları, büyük miktarda inşaat ve yıkıntı atığı üretilmesine neden olmaktadır. Bakım ve onarım çalışmalarının yanı sıra, önemli ölçüde artan kentsel dönüşüm çalışmaları, arkasında oldukça fazla miktarda katı atık bırakmaktadır. Bu katı atıkların çevreye verdiği zararların yanı sıra, büyük temiz sahalarda depolanması da üzerinde düşünülmesi gereken bir diğer husus olmaktadır. Bu bağlamda bu inşaat ve yıkıntı atıklarının olabilecek en faydalı şekilde geri dönüşümleri son yıllarda inşaat endüstrisinin ilgisini çekmektedir. İnşaat ve yıkıntı atıklarının uygun geri dönüşüm teknikleri ile yapı malzemelerine dönüşümünün sağlanması, ekonomik, sosyal ve çevre açısından oldukça önemli kazanımlar getirecektir. Portland çimentosunun zararlı etkileri göz önünde bulundurulduğunda, son yıllarda alüminosilikat bazlı malzemelerin alkali aktivasyon ile yapı malzemeleri üretilmesi konusuna olan ilgi artmıştır. Bu bağlamda ön plana çıkan en önemli malzeme sınıfı jeopolimer olarak adlandırılmaktadır. Jeopolimerler belli bir alüminosilikat içeriğine sahip atık malzemelerin, alkali hidroksit ve alkali silikat gibi kimyasal aktivatörler ile reaksiyonu sonucu üretilen ve Portland çimentolu betonlara göre yapısal ve çevresel anlamda oldukça avantajları olan malzemelerdir. Literatürde çeşitli fabrika ve tesislerin üretim sürecinde atık malzeme olarak ortaya çıkan uçucu kül, silis dumanı ve yüksek fırın cürüfu gibi malzemeler ile jeopolimer geliştirilmesine ilişkin birçok çalışma bulunmaktadır. Bu tür atık malzemelerin giderek artmasının sonucunda hem doğaya ve çevreye verdiği zararların önüne geçebilmek, hem de alternatif yapı malzemesi geliştirilmesinde kullanılarak Portland çimentosu üretimini minimuma indirmek için jeopolimer çalışmaları büyük önem taşımaktadır. Bu çalışma son yıllarda giderek artan, inşaat ve yıkıntı atıklarının kullanılmasıyla Portland çimentolu betonlara alternatif olmak üzere jeopolimer malzeme geliştirilmesini hedeflemektedir. Araştırma kapsamında amaç ilk olarak inşaat ve yıkıntı atıkları ile jeopolimer bağlayıcılar geliştirmek, ardından Portland çimentolu betonlar ile kıyaslanabilir düzeyde jeopolimer beton üretmektir. Çalışmanın devamında, donatılı jeopolimer kiriş ve donatılı Portland çimentolu kiriş üretilerek dört noktalı eğilme testleri sonucunda yük-deplasman, moment-eğrilik sonuçlarını kıyaslamak amaçlanmıştır. Elde edilen sonuçlar, jeopolimer kirişlerin Portland çimentolu kirişlere göre benzer performans sergilediğini göstermiştir. Bu çalışma sonucunda Portland çimentosunun zararlı etkilerini azaltmaya yönelik çevre dostu ve sürdürülebilir jeopolimer yapı elemanları geliştirme konusunda önemli çıktılara ulaşılmıştır.