SAÜ Mühendislik Fakültesi İnşaat Mühendisliği Bölümü Öğretim Üyesi Prof. Dr. Kemalettin Yılmaz'ın danışmanlığında yapılan çalışmada, atık lastiklerin değerlendirilmesi amaçlandı.
Çalışma kapsamında karbon fiber (KF) ve nano karbon siyahı (NKS) içeren, 40 farklı karışıma sahip elektriksel iletken betonların mekaniksel, elektriksel ve termal özellikleri laboratuvar ortamında incelendi. Kullanılan NKS'nin taze betonda işlenebilirliğini artırdığı gibi, sertleşmiş betonun mekaniksel özelliklerinin iyileşmesinde bir avantaj sağladığı görüldü. Elde edilen sonuçlarda normal betona göre işletme maliyeti yüzde 37, üretim maliyetinde de yüzde 43 azalma gözlendi.
Çalışmanın yaygınlaşması durumunda Türkiye'nin soğuk bölgelerinde yer alan havaalanı, köprüler, rampalar ve benzeri alanlar gibi saha betonlarında uygulanması, yurt dışına büyük hacimde geri dönüşümlü nano karbon siyahının ihraç edilmesi, bu alanda uzman tekniker ve mühendisler yetiştirerek, yurt dışında müteahhitlik hizmetlerinin verilmesi, Türkiye'de akademik alanlarda güncel olan bu konu ile ilgili bilim insanı yetiştirilmesi hedefleniyor.
Prof. Dr. Yılmaz, AA muhabirine yaptığı açıklamada, doktora öğrencisi Dehghanpour ile tez konusu olarak havalimanlarındaki kar ve buzlanmayı önleyici olarak kullanılan tuzun yarattığı zararı ortadan kaldırmak için bir malzeme üzerinde çalışmaya karar verdiklerini söyledi.
Otomobil, kamyon, traktör gibi bütün araç lastiklerinin atığından nano karbon siyahı maddesini kullanarak iletken beton ürettiklerini aktaran Yılmaz, şöyle devam etti:
"Bu atık bir malzeme. Amacımız elektriksel iletken beton üretmek. Bu beton ülkemizde henüz bilinmiyor. İlk kez Sakarya Üniversitesi olarak gerçekleştirdiğimiz bu çalışmamızda oldukça olumlu sonuçlar elde ettik. Yaklaşık 40 çeşit karışım yaptık. Bu 40 çeşit optimizasyon çalışmasının sonucunda 3-4 farklı karışım üzerinde yoğunlaştık. Beton malzemesinin içine ekstra nano karbon siyahı ve karbon fiber malzemesi koyduk. Bu malzemeleri belirli bir kompozisyon içerisinde düzenleyerek elde ettiğimiz karışımları 1,5 yıl içerisinde mekaniksel, fermal ve elektriksel özelliklerini inceledik. Bu incelemenin sonucunda deneysel çalışma tamamlandı. Bu atık malzemeyi hem ekonomik alanda değerlendirmiş hem de hava limanlarındaki kar ve buzun oluşturacağı olumsuzlukları ortadan kaldırarak betonun servis ömrünü uzatmış olacağız."
Yıllık atık lastikten yaklaşık 100 bin ton nano karbon siyahı çıktığını ifade eden Yılmaz, bu malzemenin ekonomik bir değerinin olmadığını vurguladı.
"Biz bu malzemeyi kullanmakla hem ülke ekonomisine katkı sağlayacağız hem de atıkların değerlendirilmesi ve bertaraf edilmesiyle birikmesini önlemiş olacağız." diyen Yılmaz, ayrıca kışın soğuk havalarda donma çözülme olayı neticesinde uçakların hava trafiğinin aksamasının ekonomik bir kayıp oluşturduğunu, öte yandan buzu eritmek için kullanılan tuzun da betonu tahrip ettiğini belirtti.
Yılmaz, özellikle karla mücadele amacıyla önemli kara yolları, rampalar ve havaalanlarında bu karışımı kullanmayı hedeflediklerini anlatarak, müteahhitlik hizmetlerinde de bu malzemenin kullanabileceğini bildirdi.
Betonda kullanılan bu malzemenin bir elektrot sayesinde elektriği aktardığını belirten Yılmaz, "Yaklaşık bir metre aralıklarda elektrotları betonun içine gömüyoruz. İnsana zarar verecek herhangi bir elektrik akımı gerçekleşmiyor, beton içinde bu elektrotlar saklı kalıyor. Her bir metrede yerleştirdiğimiz elektrotlar sayesinde elektriğin bütün yüzeye yayılmasını sağlıyoruz. Böylece belli bir ısı meydana getiriyor, bu ısı nedeniyle buzun ve karın zaman içerisinde eriyerek su haline dönüşmesini sağlamış oluyoruz. Dolayısıyla bu ısı sayesinde oluşacak kar ve buzun erimesi yapıya yüzeye zarar vermemiş oluyor. Böylece zeminin servis ömrünü dayanıklığı daha uzun ömürlü olmasını sağlamaktayız."
Yılmaz, betonda bulunan ve daha pahalı bileşen olan karbon fibere göre, nano karbon siyahı malzemesinin atık lastiklerden elde edilen ve hiçbir mali karşılığı olmayan bir malzeme olduğunu aktardı.
Dehghanpour da ABD'de elektriksel beton uygulama araştırması yapıldığını öğrenince bu konu üzerinde çalışmaya başladığını ifade etti.
Yüksek lisans tezi araştırmasında karbonun iletken olduğunu öğrendiğini ve "Bunun betonda da katkısı olur mu?" diye araştırma yaptığını dile getiren Dehghanpour, "40 karışım yaptıktan sonra birkaç tane numuneyi seçtik, onlardan da plakalar ürettik ve istediğimiz sonuçlara ulaştık. Konuyla ilgili laboratuvar araştırmalarımızı 2017 yılında başladık. Çalışmada söz konusu atık malzemenin karbon fiberle kullandığınızda mekaniksel özelliklerinin de iyileşmesiyle elektriksel direncinin farklı karışımlara göre 2 ila 7 kat arasında azaldığı gözlendi. Bundan sonraki projemizde Erzurum Havalimanında gerçek boyutta bir plaka üretip orada geliştirilmesini düşünüyoruz."
