Hindistan’daki Manipal Jaipur Üniversitesi araştırmacıları, arıtılmış insan dışkısından ürettikleri biyoçar maddesini çimentoya katarak beton mukavemetini yüzde 42 oranına kadar yükseltti. İnşaat mühendisi Raghuvesh Tiwari önderliğinde yürütülen ve Scientific Reports dergisinde yayımlanması kararlaştırılan çalışma, yapı sektörünün karbon ayak izini hafifletirken malzeme dayanımını önemli ölçüde artırmayı başardı.
Üretim Süreci ve Malzeme Hazırlığı
Küresel karbondioksit salımında önemli pay sahibi olan kireç taşı işleme ve çimento imalatına alternatif arayan uzmanlar, organik atıkların oksijensiz ortamda ısıtılması tekniğine yöneldi. Deneylerde Warangal kentindeki arıtma tesisinden temin edilen dışkı çamuru kurutulup 350 ile 450 derece sıcaklıkta piroliz işleminden geçirildi. Ortaya çıkan biyoçar öğütülüp elenerek standart beton harcındaki çimentoyla harmanlandı.
Farklı Karışım Oranlarının Performansı
Testlerde çimentonun yüzde 5’i yerine biyoçar konulan örneklerde, 91 günlük kürlenme evresi sonunda basınç direncinde yüzde 20, eğilme direncinde ise yüzde 36 artış saptandı. Katkı oranı yüzde 10 seviyesine çıkarıldığında ise aynı sürede basınç mukavemeti yüzde 21, eğilme mukavemeti yüzde 42 arttı. Her iki formülasyon da geleneksel betona nazaran daha düşük gözeneklilik ve daha az su emme seviyesi sergiledi.
Katkı miktarının yüzde 15’e yükseltildiği numunelerde ise sertleşme sürse de genel performansın zayıfladığı ve yüksek oranın çatlak riskini artırdığı tespit edildi.
Dayanıklılık Artışının Nedenleri ve Kısıtlar
Gözlemlenen güç artışı; malzemenin gözenekleri sayesinde iç su rezervuarı görevi görmesi, silis içeriğinin kalsiyum silikat oluşumunu tetiklemesi ve ince parçacıkların mikroskobik boşlukları doldurmasıyla açıklandı. Ağır metallerin salımı ile net emisyon tasarrufunu kapsamayan çalışmada uzmanlar zorlu saha koşullarına dikkat çekti.
Araştırma ekibi, malzemenin donma-çözülme döngüleri, yüksek tuzluluk ve aşırı sıcaklıklar gibi saha koşullarındaki performansının belirlenmesi için ek testlerin gerektiğini bildirdi.
