Türkiye Prefabrik Birliği | Sayı: 150

YENİLİKLER BETON PREFABRİKASYON NİSAN 2024 ◆ SAYI : 150 40 Kum Yerine Grafenle, Daha Hafif ve Daha Güçlü Beton Yeni bir çalışmada, daha hafif, daha çevre dostu beton yapmak için kum grafenle değiş- tiriliyor Tükenmekte olan kaynaklar düşünül- düğünde, kum listenin en üst sıraların- da yer almayabilir ancak betona olan yüksek talep sayesinde yine de listede önemli bir yeri vardır. Rice Üniversite- si'ndeki bir araştırma, grafenin ikame edilmesinin yalnızca kumdan tasarruf etmekle kalmayıp aynı zamanda beto- nu daha hafif, daha güçlü ve daha sert hale getirdiğini göstermiştir. Sadece bir atom kalınlığında karbon atomlarından oluşan bir tabaka olma- sına rağmen, grafen inanılmaz derece- de güçlüdür. Bu harika malzeme gü- cünü ve dayanıklılığını daha artırmak için daha önce de betona karıştırıl- mıştır. Ancak bugüne kadar yapılanlar genellikle grafenin sadece karışıma eklenmesinden ibaret kalmıştır. Rice Üniversitesi araştırmasında ise kumun yerinin değiştirilmesinin sonuçları araştırılmıştır. Beton bilindiği gibi üç ana bileşenden oluşmaktadır; su, kum gibi bir agrega ve hepsini bir arada tutan çimento. Hacimce en büyük bileşen kumdur ve günümüzde beton kullanımının yaygın- lığı göz önüne alındığında, kum ihtiyacı ve dolayısıyla kum madenciliği giderek artmaktadır. Bu süreç çevre açısından yalnızca yıkıcı olmakla kalmamakta, aynı zamanda kaynakların tükenmesi riskini de taşımaktadır. Araştırma ekibi yıllardır (flaş Joule ısıt- ma) adı verilen bir teknik kullanarak grafen üretmektedirler. Bu yöntemde temel olarak, karbon açısından zengin bir temel malzeme, bir miktar elektrikle hızla aşırı ısıtılır ve onu grafen pullarına dönüştürür. Burada temel malzeme, kömürden üretilen bir yakıt kaynağı olan metalurjik kok’tur. Çalışmanın başyazarı Paul Advincula, metalurjik kok’un grafene dönüştürül- düğü ilk deneylerin, kuma benzer bo- yutta görünen bir malzemeyle sonuç- landığını belirtmiştir. Bunun üzerine metalurjik kok’tan elde edilen grafenin betondaki kumun yerine tamamen geçmesinin araştırılmasına karar ve- rilmiş ve elde edilen bulgular bunun gerçekten işe yaradığını göstermiştir. Deney sonunda kumdan tasarrufun, elde edilen tek fayda olmadığını, or- taya çıkan betonun, normal agregayla yapılan betondan %25 daha hafif ve %32 daha durabil olduğu, maksimum deformasyonda %33 ve basınç daya- nımında da %21 artış gösterdiği gö- rülmüştür. Diğer taraftan, malzemenin esneme nedeniyle deformasyona karşı direncinin bir ölçüsü olan Young mo- dülünde ise %11'lik bir azalma olmuş- tur. Araştırma ekibi, grafenin şu anda bu yöntemi ticari olarak uygulanabilir kıl- mak için çok pahalı olduğunu belirt- mektedir. Ancak elde edilen sonuçlar, en azından izlenebilecek alternatiflerin bulunduğunu göstermektedir. Araştırma ACS Applied Materials der- gisinde yayınlanmıştır. Kaynak: Rice Üniversitesi, New Atlas, 24 Ocak, 2024