Akademik Veri Yönetim Sistemi
Baki V. A. (Yürütücü), Nas M., Nayır S., Yılmaz Y., Erdoğdu Ş., Çaputçu A., et al.
TÜBİTAK Projesi, 3501 - Ulusal Genç Araştırmacı Kariyer Geliştirme Programı, 2026 - 2028
Çimento endüstrisi, insan kaynaklı küresel CO₂ emisyonunun yaklaşık %8–9’undan sorumludur. Bu çevresel etkileri azaltmaya yönelik başlıca stratejilerden biri, Portland çimentosunun bir kısmının uçucu kül, granüle yüksek fırın cürufu (GYFC), silis dumanı ve kireçtaşı gibi tamamlayıcı bağlayıcı malzemeler (TBM'ler) ile ikame edilmesidir. Ancak, mevcut uçucu kül ve GYFC arzı, artan çimento talebini karşılamakta yetersiz kalmakta ve kömür kullanımının azalması ile çelik endüstrisinin daha sürdürülebilir uygulamalara geçmesiyle birlikte bu malzemelerin üretiminin daha da azalması beklenmektedir. Ayrıca, TBM'lerin sınırlı bulunabilirliği ve düşük reaktifliği, yaygın kullanımını kısıtlamaktadır. Bu nedenle, sürdürülebilir ve yaygın olarak bulunabilen kaynaklardan yeni TBM’lerin geliştirilmesi kritik hale gelmiştir. Sürdürülebilir ve yaygın olarak bulunabilen kaynaklardan, doğal olarak bol bulunan ve uygun puzolanik özelliklere sahip olan ham killer öne çıkmaktadır. Ancak, geleneksel termal aktivasyon yöntemleri; safsızlık kaynaklı yeniden kristalleşme, amorflaşmanın yetersizliği, sinterleşmeye bağlı reaktiflik kaybı ve toksik gaz salınımı gibi önemli sınırlamalarla karşı karşıyadır. Bu bağlamda proje, safsızlık fazları değerlendirilerek, LC3 sistemlerinin taze ve sertleşmiş beton özelliklerini iyileştirme potansiyeli taşıyan Mekanokimyasal aktivasyon (MKA) sürdürülebilir ve enerji verimli bir alternatif olarak önermektedir. Bu çalışmada, karbonat ve silikat esasli safsızlıklarının MKA ile aktive edilen 1:1 kil mineralleri (ör. kaolinit) ve 2:1 kil mineralleri (ör. montmorillonit, illit) üzerindeki fizikokimyasal ve puzzolanik özelliklere etkileri sistematik olarak araştırılacaktır. Çalışmanın özgün değeri, LC3 formülasyonlarında kalsine kil ve kireçtaşı ilavesine ayrı ayrı ihtiyaç duymadan kullanılabilecek, entegre ve tek fazlı TBM’ler geliştirmek amacıyla killerin karbonat mineralleriyle birlikte öğütülmesi şeklinde ifade edilebilir. Ayrıca, silikat esaslı safsızlıkların dâhil edilmesiyle aktivasyon veriminin artırılması, işlem süresinin ve enerji tüketiminin azaltılması ve reaktifliğinin artırılması hedeflenmektedir. Bununla birlikte, bu MKA ile elde edilen kil karışımlarının üstün fizikokimyasal özellikleri, geleneksel LC3 sistemlerinde önemli bir sorun olan sınırlı akıcılık problemini ve erken yaşlardaki düşük dayanım değerlerini çözmek amacıyla da kullanılacaktır. Projede, geliştirilen bağlayıcıların taze ve sertleşmiş özelliklerini değerlendirmek için ileri malzeme karakterizasyon teknikleri (Zeta sizer, yayılma tablası, XRD, FTIR, TGA/DSC, SEM, Izotermal Kalorimetre, Reometre) kullanılacaktır. Disiplinler arası yaklaşımlardan faydalanarak, proje yürütücüsünün sürdürülebilir bağlayıcı sistemler konusunda ve özellikle LC3 kimyası ve mekanokimyasal işleme konusundaki uzmanlığını güçlendirmesi hedeflenmektedir. Ayrıca proje, gelişmiş analiz tekniklerinde uygulamalı yetkinlik kazandıracak, lisansüstü eğitimini destekleyecek ve bu öncelenen araştırma alanında bir araştırma grubu kurulmasına katkı sağlayacaktır. Açık bir yönetim yapısı, kilometre taşları ve yaygınlaştırma planı ile tasarlanan proje, etkin bir şekilde yürütülebilecek şekilde yapılandırılmıştır. Sonuç olarak, proje çıktılarının ölçeklenebilir, düşük karbonlu bağlayıcı çözümler sunması, saf olmayan yerel kil kaynaklarının değerlendirilmesini teşvik etmesi ve özellikle kaliteli hammaddeye erişimin sınırlı olduğu bölgelerde akademik gelişim ve endüstriyel yeniliği desteklemesi beklenmektedir.