Kimyasal katkı malzemelerinin biyomineralizasyon ile kendiliğinden iyileşen çimento-esaslı malzemelerin performansına olan etkisi
Öz
Beton yapıların servis ömrünü etkileyen faktörler birbirleriyle genellikle bağlantılıdır. Beton gevrek ve kırılgan doğası yüzünden, gerilmeler altında çatlayabilir. Son yıllarda yapılan araştırmalar kendiliğinden iyileşen çimento esaslı malzemelerin üretiminin mümkün olduğunu göstermiştir. Kendiliğinden iyileşme özelliği, betonun oluşan çatlakları kendiliğinden kapatabilmesidir ve bu amaçla kullanılabilecek yenilikçi yöntemlerden biri biyomineralizasyondur. Biyomineralizasyon mikroorganizmaların metabolik aktiviteleri sonucu ürün olarak kalsiyum karbonat (CaCO3) oluşmasıdır. Bu oluşan ürün/CaCO3çökeltisinin çatlakları doldurması ile kendiliğinden iyileşme elde edilir.Bu çalışmanın amacı, çimento-esaslı malzemelerde kendiliğinden iyileşmenin sağlanabilmesi için çimento hamuru içine katılan bakterilerin malzemenin performansına olan etkisinin incelenmesidir. Bu amaç doğrultusunda bakteriler sulu besi yerinde büyütüldükten sonra hiçbir işlem uygulanmadan çimento harcı içine katılmış ve performans değerlendirmesi priz süresi, basınç dayanımı, karbonizasyon ve kendiliğinden iyileşme kabiliyeti incelenerek belirlenmiştir. Bakterilerin harç içine eklenmesi kimyasal yapıyı ve basınç dayanımını olumsuz yönde etkilemez iken, priz süresinde belirgin bir artış olmuştur. Bu artış, bakteri ile beraber çimento içine katılan besi yeri ile ilişkilendirilmiştir. Çimento harcı içine karıştırılan bakteriler eğilme altında oluşturulan çatlakları kapatabilmiş, ürün/CaCO3çatlakları doldurmuştur. Son olarak, süperakışkanlaştırıcı ve hava sürükleyici katkı (HSK) gibi sıkça kullanılan katkı malzemelerinin biyomineralizasyona olan etkileri incelenmiştir. Süperakışkanlaştırıcı kullanımı bakterilerin kendiliğinden iyileşmeyi sağlamasında olumlu bir etki sağlarken, HSK’nın çatlak içinde CaCO3 çökelmesini kısmen azalttığı gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelimeler
Kaynakça
- Achal, Varenyam, Xiangliang Pan, and Nilüfer Özyurt. 2011. “Improved strength and durability of fly ash-amended concrete by microbial calcite precipitation.” Ecological Engineering 37 (4). Elsevier B.V.: 554–59. doi:10.1016/j.ecoleng.2010.11.009.
- Amiri, Ali, and Zeynep Başaran Bundur. 2018. “Use of corn-steep liquor as an alternative carbon source for biomineralization in cement-based materials and its impact on performance.” Construction and Building Materials 165: 655–62. doi:10.1016/j.conbuildmat.2018.01.070.
- Basaran, Zeynep. 2013. “Biomineralization in Cement Based Materials: Inoculation of Vegetative Cells.”Ph.D. Dissertation. Faculty of Civil, Architecture and Environmental engineering, University of Texas at Austin, Austin, TX, U.S.A.
- Bolobova, A V, and V I Kondrashchenko. 2000. “Use of Yeast Fermentation Waste as a Biomodifier of Concrete ( Review ).” Applied Biochemistry and Microbiology 36 (3): 205–14.
- Bundur, Z.B., S. Bae, M.J. Kirisits, and R.D. Ferron. 2017. “Biomineralization in Self-Healing Cement-Based Materials: Investigating the Temporal Evolution of Microbial Metabolic State and Material Porosity.” Journal of Materials in Civil Engineering 29 (8). doi:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001838.
- Bundur, Z.B., M.J. Kirisits, and R.D. Ferron. 2015. “Biomineralized Cement-Based Materials: Impact of Inoculating Vegetative Bacterial Cells on Hydration and Strength.” Cement and Concrete Research 67: 237–45. doi:10.1016/j.cemconres.2014.10.002.
- Bundur, Zeynep Başaran, Ali Amiri, Yusuf Cagatay Ersan, Nico Boon, and Nele De Belie. 2017. “Impact of air entraining admixtures on biogenic calcium carbonate precipitation and bacterial viability.” Cement and Concrete Research 98 (January): 44–49. doi:10.1016/j.cemconres.2017.04.005.
- Erşan, Yusuf Çağatay, Nele de Belie, and Nico Boon. 2015. “Microbially induced CaCO3 precipitation through denitrification: An optimization study in minimal nutrient environment.” Biochemical Engineering Journal 101. Elsevier B.V.: 108–18. doi:10.1016/j.bej.2015.05.006.
Ayrıntılar
Birincil Dil
Türkçe
Konular
-
Bölüm
Araştırma Makalesi
Yayımlanma Tarihi
15 Haziran 2019
Gönderilme Tarihi
7 Nisan 2019
Kabul Tarihi
20 Mayıs 2019
Yayımlandığı Sayı
Yıl 2019 Cilt: 2 Sayı: 1
