4
sayı 148/2018
TÜRKİYE’DE UÇUCU KÜLLÜ BETONLAR İÇİN
YAŞAM DÖNGÜSÜ ANALİZİ*
...................................................
Giriş
Beton düşük maliyetli olması,
suya karşı yüksek direnç
göstermesi, istenilen formda
üretilebilmesi, çevresel etmenlere
karşı yüksek dayanıklılığa sahip
olması ve kolaylıkla ulaşılabilir
malzemelerden yapılması gibi
özelliklerinden dolayı dünyada en
çok kullanılan yapı malzemesidir.
Her yıl beton üretimi için çok
büyük hacimlerde çimento,
agrega ve su tüketilmektedir.
2017 yılında dünya çapında
4,1 milyar ton çimento
üretilmiştir (US Geological
Survey, 2018). Tipik bir betonun
yaklaşık %12’sinin portland
çimentosundan, %8’inin sudan
ve %80’inin agregadan oluştuğu
dikkate alındığı zaman (P. K.
Mehta & Monterio, 2006) 2017
yılında üretilen 4,1 milyar ton
çimento ile beraber yaklaşık 27,3
milyar ton agrega ile 2,7 milyar
ton su tüketildiği varsayılabilir.
Bu durum sadece 2017 yılında
yaklaşık 34,2 milyar ton beton
üretildiği anlamına gelmektedir.
Göz önünde bulundurulması
gereken bir diğer husus da
betonun ana bağlayıcısı olan
portland çimentosu üretiminin
yüksek miktarda ham madde
ve enerji gerektirmesidir. Ayrıca
bu üretim, dünyada küresel
ısınmaya yol açan en önemli
parametrelerinden biri olan CO
2
emisyonlarının yaklaşık %5-8’ine
sebebiyet vermektedir (Lloyd,
Provis, & van Deventer, 2009; P.
K. Mehta, 2001).
Günümüzde artan çevresel
bilince paralel olarak ulusal ve
uluslararası çevresel politikalar
da giderek katılaşmaktadır.
Betonun ve çimentonun bu denli
fazla üretiminin ve tüketiminin
çevresel etkilerinin olması
kaçınılmazdır. Beton ve çimento
sektörü gerek büyük miktarda
doğal kaynak ve enerji tüketmesi
gerekse çimento üretimi
kaynaklı başta CO
2
olmak üzere
emisyonların yüksek olması
sebebi ile eleştirilmektedir. Bu
haklı eleştiriler alternatif çözüm
yollarıyla aşılmaya çalışılmaktadır.
Çimento temelli sistemlerde
(sıva, harç, beton gibi) uçucu kül,
yüksek fırın cürufu, silis dumanı
gibi puzolanik özellik gösteren
endüstriyel atıkların kullanımı
ile CO
2
emisyonu minimize
edilebilmekte, doğal kaynaklar
ile enerjiye olan gereksinim
azalmaktadır (K Celik et al.,
2014; Kemal Celik, Jackson, et
al., 2014; Kemal Celik, Meral,
Mancio, Mehta, & Monteiro,
2014; P. K. Mehta, 2001,
2002). Böylece çimento temelli
sistemler daha sürdürülebilir
olarak üretilebilmektedir. Bahsi
geçen atıklardan kömüre dayalı
termik santrallerin yan ürünü
olarak açığa çıkan uçucu küller
kolaylıkla ulaşılabilir olmaları,
öğütme gerektirmeden çimento
ikame malzemesi olarak
kullanılabilmeleri ve kimyasal
yapılarının uygunluğu nedenleri
ile en fazla kullanılan çimento
ikame malzemelerindendir.
Uçucu küllerin uygun kullanımı
ile betonda yeterli hatta daha
üstün teknik performans elde
edilebilmektedir. Örneğin, uçucu
kül içeren betonlar genellikle
işlenebilirliği daha yüksek,
hidratasyon ısıları daha düşük
betonlardır. Bu betonların erken
yaşlardaki basınç dayanımları
uçucu kül içermeyen betonlara
kıyasla daha düşük olmasına
karşın ileriki yaşlardaki
dayanımları neredeyse aynı hatta
bazen daha yüksek seviyelere
çıkabilmektedir. Bu tip betonların
çevresel etmenler sebebiyle
oluşabilecek bozulmalara
karşıda daha dayanıklı betonlar
olduğu bilinmektedir (K Celik
et al., 2014; Malhotra &
Ramezanianpour, 1994; P.
K. Mehta & Monterio, 2006;
RILEM Technical Committee
67-FAB Use of Fly Ash in
Building, 2005). Uçucu küllerin
beton ve çimento sanayiinde
kullanılması ile aksi takdirde
atık olarak değerlendirilecek
bu ürünün çevresel zararları ve
depolama maliyetleri asgariye
indirilerek ekonomik, ekolojik
ve teknik açıdan birçok fayda
sağlanmaktadır.
Modern Betonun Ana Bileşenleri
Beton, bağlayıcı bir maddeye
gömülmüş agrega parçalarından
oluşan kompozit bir malzemedir
(P. Mehta & Monteiro, 2006).
Daha basit bir anlatımla beton;
çimento, agrega ve su ile
gerektiğinde mineral ve kimyasal
Dr. Öğr. Üyesi Çağla Meral AKGÜL (ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü)
Dr. Ayşegül Petek YENER (Kaliforniya Üniversitesi)
Meltem BAYRAMTAN (ODTÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü)
*İMO İstanbul ve Antalya Şubeleri olarak 16-18 Nisan 2015 tarihlerinde Antalya’da yapılan 9. Ulusal Beton Kongresi’nde
sunulmuştur.
4
makale