Akademik Veri Yönetim Sistemi
Baki V. A., Warfa B. N.(Yürütücü)
TÜBİTAK Projesi, 2209-B - Sanayiye Yönelik Lisans Araştırma Projeleri Destekleme Programı, 2026 - 2027
Çimento sektörü, küresel antropojenik CO₂ emisyonlarının yaklaşık %8’inden sorumludur. Çimento ve beton endüstrisinin karbonsuzlaştırılmasında en etkili yaklaşımlardan biri, çimentonun bir kısmının tamamlayıcı bağlayıcı malzemelerle (TBM) ikame edilmesidir. Yüksek fırın cürufu ve uçucu kül gibi endüstriyel yan ürünler yüksek puzolanik reaktivite göstermelerine rağmen, çevresel politikalar kaynaklı endüstriyel dönüşümler nedeniyle bu malzemelerin bulunabilirliğinin azalacağı ve gelecekteki çimento ile beton talebini karşılamada yetersiz kalacağı öngörülmektedir. Bu durum, alternatif bağlayıcı malzemelerin geliştirilmesine olan ihtiyacı açıkça ortaya koymaktadır. Bu proje, doğal kayrak taşı (arduvaz) atıklarını değerlendirerek sürdürülebilir bir tamamlayıcı bağlayıcı malzeme (TBM) geliştirmeyi, mevcut TBM’lere alternatifler sunmayı ve çimento üretiminin karbon ayak izini azaltmayı amaçlamaktadır. Projenin temel yeniliği, büyük oranda stabil 2:1 kil mineralleri ve fillosilikat türü safsızlıklar içeren atık kayrak tozunun puzolanik reaktivitesinin mekanokimyasal aktivasyon (MKA) yöntemiyle artırılmasına dayanmaktadır. Çünkü süs taşı ocaklarından bolca atığı çıkan kayrak tozu çimentoda değerlendirilmesi, inşaat sektöründe döngüsel ekonomiye katkı sağlar. Geleneksel aktivasyon yöntemleri bu tür minerallerin reaktivitesini yeterince yükseltemediğinden, proje kapsamında MKA tercih edilmiştir. MKA, düşük kaliteli hammaddelerin —özellikle düşük kaliteli killerin— çevre dostu bağlayıcılara dönüştürülmesini sağlayan, düşük enerjili ve oda sıcaklığında gerçekleştirilen bir süreçtir. Bu yöntem, geleneksel ısıl işlemlerle ilişkili CO₂, NOₓ ve SOₓ emisyonlarını ortadan kaldırarak karbon emisyonlarının azaltılmasına önemli katkı sağlamaktadır. Bu çalışma kapsamında, kayrak taşının aktivasyon öncesi ve sonrası fizikokimyasal özellikleri (Master Sizer, SEM, BET) ile kimyasal-mineralojik özellikleri (XRF, XRD, FTIR, TGA) kapsamlı bir şekilde karakterize edilecektir. Bununla birlikte, planet tipi bilyalı değirmende mekanokimyasal aktivasyon (MKA) parametrelerinin optimizasyonu gerçekleştirilecek ve puzolanik reaktivite nicel olarak değerlendirilecektir (bağlı su miktarı (R3), TGA, dayanim aktivite indeksi). Son aşamada, %10’luk artışlarla %40’a kadar olan ikame oranlarında çimentolu sistemler hazırlanarak performans değerlendirmesi yapılacaktır. Bu kapsamda hem taze harç (reolojik özellikler, yayılma tablası) hem de sertleşmiş harç özellikleri (basınç dayanımı, XRD/TGA) incelenecektir. Bu araştırmanın özgünlüğü, inşaat sektörü için yerel, yüksek performanslı, düşük karbonlu bir SCM sağlamayı amaçlayan döngüsel ekonomi prensipleriyle uyum göstermektedir. Geliştirilecek bağlayıcılar, Türkiye'nin 2053 net sıfır emisyon vizyonu ile doğrudan ilişkilidir. Yerli ve düşük maliyetli malzemelere dayalı yeni üretim teknolojileri geliştirilerek, proje yeşil dönüşüm odaklı yatırımlara katkı sağlayacak, nitelikli araştırmacı sayısını artıracak ve üniversite-sanayi işbirliğine (veya üniversite öğrencilerinin sanayi ortaklarıyla işbirliğine) öncülük edecektir. Sonuç olarak proje, düşük karbonlu, yerli kaynaklı ve sürdürülebilir yapı malzemeleri geliştirerek hem çevresel hem de ekonomik güvenliği artıracaktır.