Hindistan’daki Manipal Jaipur Üniversitesi araştırmacıları, arıtma çamurundan piroliz yöntemiyle üretilen biyoçarı beton karışımlarında bağlayıcı ikamesi olarak kullanarak malzemenin mekanik dayanımını yüzde 42’ye kadar yükseltti. İnşaat mühendisi Raghuvesh Tiwari öncülüğünde yürütülen çalışma, çimento üretim süreçlerinden kaynaklanan karbon ayak izini düşürmeyi ve endüstriyel kompozit performansını optimize etmeyi hedefliyor.
Araştırma kapsamında Warangal kentindeki arıtma tesislerinden temin edilen atık çamurlar kurutularak 350 ile 450 santigrat derece arasındaki sıcaklıklarda piroliz işlemine tabi tutuldu. Elde edilen karbon zengini biyoçar, öğütme ve eleme proseslerinden geçirilerek mikronize toz formunda klinker ikamesi olarak harç formülasyonlarına entegre edildi.
Scientific Reports dergisinde yayımlanması onaylanan laboratuvar analizlerinde, yüzde 5 ve yüzde 10 oranındaki biyoçar ikameleri en yüksek performansı sergiledi. Standart 91 günlük kürlenme periyodu neticesinde, yüzde 10 biyoçar katkılı numunelerde eğilme dayanımında yüzde 42, basınç dayanımında ise yüzde 21 artış kaydedilirken, su absorbsiyonu ve porozite seviyelerinde düşüş sağlandı. İkame oranı yüzde 15 seviyesine çıkarıldığında ise çatlak formasyonu riski nedeniyle mekanik verimlilikte gerileme gözlendi.
Mikroyapısal Mekanizmalar ve İleri Aşama Saha Testleri
Mukavemet artışının ardındaki kinetik süreçler, malzemenin gözenekli yapısıyla sağladığı dahili su rezervuarı işlevi, mikroskobik boşlukları kapatan dolgu etkisi ve silis içeriğinin kalsiyum silikat oluşumunu tetiklemesi olarak sınıflandırıldı. Bu üç parametre, çimento hidratasyonunu destekleyerek iç matris yoğunluğunu belirgin biçimde artırdı.
Araştırma ekibi, bağlayıcı teknolojisine yönelik bu yöntemin ağır metalleri hapsetme süresi ile net karbon emisyon dengesinin henüz netleşmediğini bildirdi. Çözümün şantiye ölçeğinde ticarileşebilmesi adına aşırı sıcaklıklar, donma-çözülme döngüleri ve yüksek tuzluluk ortamlarındaki malzeme davranışının test edilmesi planlanıyor.
