Basit Kimya ile Sürdürülebilir Beton Üretimi
Tokyo Üniversitesi’nin bir parçası olan Endüstri Bilimleri Enstitüsü’ndeki araştırmacılar, çimento olmadan beton üretimi konusunda yeni bir metot geliştirmekteler. Bir katalizörle alkolün içinde gerçekleşen basit bir reaksiyonla kum tanelerini direkt olarak birbirlerine bağladılar. Bu gelişme, hem karbon emisyonlarında azalmaya yardımcı olabilir hem de çöl bölgelerinde hatta Ay veya Mars gibi yerlerde bina ve yapıların inşa edilmesine yardımcı olabilir.
Beton iki bölümden oluşur: Agregat (genellikle kum ve çakıldan yapılır) ve çimento (dünyadaki toplam CO2 emisyonunun %8 inden sorumlu). Dünyada çok büyük miktarda kum olmasına rağmen beton üretimi için gerekli kum varlığı oldukça limitli çünkü kum tanelerinin, çimentodaki akışkanlığı sağlaması için spesifik bir boyut dağılımına sahip olmaları gerekir.
Baş yazar Yuya Sakai, “Beton içinde, çimento, kum ve çakılı birbirine bağlamak için kullanılır. Bazı araştırmacılar, CO2 emisyonunu azaltmak için daha fazla çimentonun uçucu kül veya yüksek fırın mucuru (kömür kırıntısı) gibi diğer materyallerle nasıl yer değiştirebileceğini araştırmaktadır fakat bu yaklaşım sürdürülebilir değildir çünkü termal güç sistemlerinin kullanımının azalması ve elektrikli fırın çeliğinin kullanımının artması bu materyallere talebi azaltmaktadır,” şeklinde açıklamaktadır. Bu nedenle, çevreyi yormayacak tükenmez bir materyalden beton üretmek için yeni bir yaklaşım gereklidir. “Araştırmacılar, reaksiyonun bir yan ürünü olan suyu uzaklaştırarak alkol ve bir katalizör ile kumdan tetra alkoksisilan üretebilmektedir. Bizim fikrimiz, kum parçacıklarını birbirine bağlamak için reaksiyonu kumdan tetra alkoksisilan’a ileri geri hareket ettirerek suyu ayırmaktı.”
Araştırmacılar, bakır folyodan yapılmış bir bardağı kum ve materyallerle birlikte reaksiyon kabına yerleştirdiler ve sistematik olarak kum miktarı, alkol miktarı, katalizör ve dehidrasyon ajanı; ısıtma sıcaklığı ve reaksiyon süresi gibi reaksiyon koşullarını değiştirdiler. Kum ve kimyasalların doğru oranını bulmak yeterli dayanıklılıkta bir ürünü elde etmek için kritiktir.
İkinci yazar Ahmad Farahani “Silika kumu, cam boncuklar, çöl kumu ve simüle edilmiş ay kumu gibi yeterince dayanıklı ürünler elde ettik,” şeklinde açıklamaktadır. “Bu bulgular, dünyanın her yerindeki yapı endüstrisinin daha ekonomik ve daha yeşile doğru hareket etmesine destek olabilir. Bizim tekniğimiz, geleneksel yapılarda kullanılan klasik kum taneciklerine gerek duymaz. Bu, ayrıca iklim değişikliğinin ve uzay gelişimi sorunlarının ele alınmasına yardımcı olacaktır.”
Bunlara ek olarak, ürünün geleneksel betondan daha iyi dayanıklılığa sahip olması muhtemeldir çünkü kimyasal saldırıya karşı nispeten zayıf olan ve sıcaklık ve nem nedeniyle büyük hacimli değişiklikler gösteren çimento macunu ürüne dahil edilmemiştir.
Kaynak: phys.org
