Rheology modifying agents: A key technology developed by using microorganismsv

Günümüzde gelişen beton teknolojisi, yeni kuşak çimento esaslı malzemelerin gelişiminin önünü açmıştır. Akışkanlığı ve işlenebilirliği yüksek harç ve betonların kullanımı gittikçe artmaktadır. Bu tür malzemelerde dağıtma gücü çok yüksek akışkanlaştırıcı katkıların neden olduğu ayrışmayı (segregasyon) ve terlemeyi önleyebilmek için daha ince tanecikli malzemeler veya viskozite düzenleyici katkıların (VDK) kullanımı artmaktadır. VDK, akışkanlığı yüksek olan beton ya da harçların kararlılığını (stabilizesini) arttırmakta ve taze çimento hamuru performansını yükseltmektedir. Günümüzde beton üretiminde kullanılan VDK'lar suda çözünen polivinil alkol veya polimerlerden oluşmaktadır. VDK'lar akrilik polimerlerden, selülozdan, nişastadan veya bakteri fermantasyonu gibi polisakkarit bazlı biyopolimerlerden elde edilmektedir. Bakterilerden elde edilen polisakkaritlerden CP Kelco adlı şirketin Sphingomonas bakterisinin fermantasyonu ile elde ettiği diutan sakızı, Merck & CO adlı şirketin Alcaligenes bakterisini kullanarak ürettiği welan sakızı çimento esaslı malzemelerde VDK olarak sıkça kullanılmaktadır. Benzer şekilde piyasada bakterilerin genleri ile oynanarak ya da bitkilerin hücre duvarları kullanılarak farklı polisakkaritler elde edilebildiği bilinmektedir. Çimento esaslı malzemelerde VDK olarak kullanılan biyolojik polisakkaritler çimento hamurunun viskozitesini arttırdığı belirlenirken, yapılan testlerde kayma hızı arttırılırken malzemenin inceldiği (shear-thinning) gözlemlenmiştir. Bu özelliklerin biyolojik polisakkaritlerin uzun moleküler yapısı ile ilişkili olduğu bilinmektedir. Bu fermantasyonun ürünü olan polisakkaritler yüksek PH değerlerine dayanma özellikleriyle ön plana çıkarken, bunları üretecek mikroorganizmaların ekolojik olarak popülasyonu bilinmemektedir. Bu nedenle birim fiyat yükselmektedir. İlerleyen teknoloji ve sürdürülebilirlik bilinci biyolojik katkı malzemelerinin inşaat sektöründe kullanımının artmasını teşvik ederken, maliyetlerinin yüksek olması bir dezavantaj yaratmaktadır. Uluslararası literatürde bu fermantasyon ürünlerine alternatif olarak göllerden toplanan yosunlar ve bakterilerin, sadece hücre duvarlarının ayrıştırılarak kullanılması incelenmiştir. Ancak bu iki ürünün elde edilmesinde özel işçilik gerektirecek farklı işlemlerin uygulanması, maliyetlerin yine yükselmesine sebep olmuştur. Bu projenin amacı doğadan kolayca elde edilen mikroorganizmaları, hücre duvarını ayrıştırılması gibi özel işlemler gerektirmeden, çimento esaslı malzemelerde VDK olarak kullanarak reolojisi iyileştirilmiş bir çimento harcı (ürün) elde etmektir. Bu amaç doğrultusunda Sporosarcina pasteurii, Bacillus magetrium, Bacillus subtilis ve Paenibacillus polymyxa bakteri suşları seçilmiştir. Bu çalışma süresince, bakteriler besi yerlerinde büyütüldükten sonra santrifüj edilerek ortamdan ayrıştırılmıştır. Ardından bu hücreler çimento karışım suyuna eklenmiş ve çimento hamurunun reolojisine olan etkileri test edilmiştir. Ayrıca farklı su oranlarında ve bakteri dozajlarının test edileceği karışımlara, süperakışkanlaştırıcıların ve uçucu külün bakterilere olan etkisi incelenmiştir.