Yeni Keşif ile Daha Güçlü Çevre Dostu Beton Geliştirilebilir
Japonya’da hizmet dışı bırakılmış bir nükleer santralin kalın beton duvarlarında Roma beton deniz bariyerlerinin 2.000 yıldan uzun süre hayatta kalmasını sağlayan nadir bir mineral bulundu.
Nagoya Üniversitesi araştırmacıları ve meslektaşları, Materials and Design dergisinde alüminöz tobermorit oluşumunun duvarların dayanıklılığını üç kat artırdığını bildirdi. Bu gelişme ile bilim insanları daha güçlü ve daha çevre dostu beton geliştirebilir.
Nagoya Üniversitesi Çevre Mühendisliği bölümünden Ippei Maruyama, “Çimento hidratlarının ve kaya oluşturan minerallerin, Roma betonunda olana benzer şekilde tepki verdiğini ve nükleer santral duvarlarının gücünü önemli ölçüde artırdığını gördük” diyor.
Araştırmalar, deniz bariyerlerinin yapımında kullanılan Roma betonunun iki bin yıldan fazla bir süredir deniz suyunun karışımdaki volkanik külü çözerek alüminöz tobermorit oluşturduğunu ve bu sayede hayatta sağlam kalmayı başarabilir çünkü alüminöz tobermorit bir kristal olduğu için betonu kimyasal olarak daha kararlı ve daha güçlü hale getirmektedir.
Alüminli tobermoriti doğrudan modern betona dahil etmek çok zordur. Bilim adamları bu minerali laboratuvarda oluşturdu fakat 70°C’nin üzerinde çok yüksek sıcaklıklar gerektirmektedir. Ek olarak laboratuvar deneyleri, sıcak ortamların betonun dayanımı için zararlı olduğunu göstermiştir, bu da kullanımını 65°C’nin altındaki sıcaklıklarla sınırlayan düzenlemelere yol açmıştır.
Maruyama ve meslektaşları, 16.5 yıl boyunca 40-55°C’lik sıcaklıklar korunduğunda, bir nükleer reaktörün beton duvarlarında alüminyumlu tobermoritin oluştuğunu keşfettiler.
Örnekler, 1976’dan 2009’a kadar Japonya’da faaliyet gösteren Hamaoka Nükleer Enerji Santrali’nden alındı.
Yapılan ayrıntılı analizler, reaktörün çok kalın duvarlarının nemi tutabildiğini gösterdi. Betonun bu suyun varlığında reaksiyona girmesini sağlamak için kullanılan mineraller, silikon ve alüminyum iyonlarının mevcudiyetini ve duvarın alkali içeriğini arttırdı ve böylece alüminöz tobermorit oluşumu gözlendi.
Maruyama, “Betonu anlayabilmemiz, laboratuvar zaman ölçeklerinde gerçekleştirilen kısa vadeli deneylere dayanmaktadır ancak gerçek beton yapılar bize uzun vadeli kullanım için daha fazla fikir veriyor.” diyor.
Beton üretiminde kullanılan çimento, insan kaynaklı karbondioksit emisyonlarının yaklaşık %10’unu sebep olmaktadır. Ekip, güçlü beton yapılar için standartlaştırılmış gereksinimleri karşılayan daha çevre dostu karışımlar üretmek istiyor bu yüzden Maruyama ve meslektaşları, betonu daha dayanıklı ve çevre dostu hale getirmenin yollarını arıyor.
Kaynak: azom.com
