Günümüzde, bina, köprü, istinat duvarı, baraj, fabrika yapıları, depolar, silolar vb. her türlü yapının taşıyıcı konstrüksiyonunda, yoğun olarak beton kullanılmaktadır. Beton, demir ile beraber uygun formda kullanıldığında büyük dayanıma sahip bir yapı elemanı olan betonarme ortaya çıkmaktadır. Bu ve bunun yanında kolay şekil verilebiliyor olması, kolay temin edilmesi ve nispeten ekonomik olması gibi önemli avantajları, onu dünyanın en çok kullanılan ikinci malzemesi yapmıştır. Bu özellikleriyle temel yapı malzemesi olan beton, belirli miktarlarda kum, çakıl, su ve bağlayıcı malzeme olarak da çimentodan oluşmaktadır. Yapıların temel malzemesi beton, betonun da temel malzemesi çimentodur.
Çimento ise, ana hammaddesi olan kil ve kireçtaşının çok yüksek derecelerde ısıtıldıktan sonra özelliklerine göre ilave malzemeler katılıp öğütülerek elde edilir. Çimentonun bu üretim şekli büyük miktarda enerji tüketimine ve karbon emisyonlarına sebep olmaktadır. Uluslararası Enerji Ajansına göre, çimento sektörü, %7 ile dünyanın üçüncü endüstriyel enerji tüketicisidir. Aynı zamanda, global emisyonun %7’sinden sorumlu olan çimento sektörü, dünyanın ikinci en çok karbondioksit yayan endüstrisidir. Üretimdeki yüksek ısı ihtiyacından dolayı, oluşan emisyonun çoğu, hammaddenin yüksek derecelerde ısıtılması sırasında ortaya çıkmaktadır. Bir ton çimento üretimi için yaklaşık 600 Kg karbondioksit salınmaktadır.
“Yeşil” Çimento
Geleneksel çimento üretim yöntemlerinin çevre üzerindeki önemli, olumsuz etkileri göz önüne alındığında, daha sürdürülebilir, çevresel etkileri ve karbon ayak izi az olan, “yeşil” çimento üretimi ile ilgili önemli araştırma ve çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalardan biri, geçen yıl, Tokyo Üniversitesi’nden araştırmacılar Kota Machida ve Yuya Sakai’nin, gıda atıklarından çimento üretmeleridir.
Mühendisler ve araştırmacılar, çimento ve beton üretiminin karbon ayak izini azaltmak için yıllardır yeni yollar geliştiriyorlar. 2021 yılında, Tokyo Üniversitesi’nden bilim adamları, eski beton atıklarını tekrar kullanarak, malzemeleri daha düşük sıcaklıklarda ısıtarak ve atmosferden karbondioksit tüketerek beton üreten bir yöntem geliştirdiler. 2019 yılında, Tayvan Taipei Milli Teknoloji Üniversitesinden araştırmacılar ve Hindistan Su Kaynakları Bakanlığı, tarım ve su ürünleri yetiştiriciliğinin doğal atıklarının, betondaki kaba ve bağlayıcı malzemelerin yerini kısmen alabileceğini keşfettiler. Bunun gibi bir çok çalışma bulunmakta ancak, daha geliştirme aşamasındadırlar.
Yeni Nesil Çimentonun Kullanımıyla İlgili Muhtemel Sorunlar
Yeni çimento alternatiflerinin olgunlaşması için daha katedilmesi gereken çok yol bulunmakla beraber gerçek yapılarda kullanılmaya başlanması için halledilmesi gereken bir çok muhtemel engel var. Bunların en önemlisi bu alternatif çimento ile üretilen betonun gerekli dayanım ve emniyet kriterlerini sağlayıp sağlamayacağıdır.
Uzun yıllar boyunca üretilen ve kullanılan geleneksel çimento için yıllarca yapılan çalışmalar ve geçen uzun yıllar içerisinde geleneksel çimento ile yapılan yapıların maruz kaldığı doğal etkiler karşısındaki performansı sonucunda ortaya çıkmış bilgi ve birikim bulunmaktadır. Bu bilgi ve birikim sayesinde, geleneksel çimento ile emniyetli ve dayanıklı yapılar yapmak mümkün olmaktadır. Alternatif çimentonun üretiminde olduğu gibi, gerçek yapılarda kullanabilecek gerekli bilgi ve birikimi elde etmek için de uzun araştırmalar yapmak ve gerçek doğal etkiler karşısındaki performansını görmek için de uzun yıllar gerekecek.
Diğer önemli bir konu; insan yaşamındaki önemi dolayısıyla yapı üretimi ve her türlü taşıyıcı yapı malzemesiyle ile ilgili teknik standart ve yönetmeliklerdir. Yapı ve yapı malzemesi üretiminde kullanılacak malzemeler ile yapı üretimi bu standart ve yönetmeliklere uygun olmak zorundadır. Uzun yıllar içerisinde oluşturulmuş bu standartların alternatif çimento için de oluşturulması gerekecektir. Bu da muhtemelen yıllar alacak bir süreçtir.
Popular Science dergisinde yayınlanan, aşağıdaki makaleye göre, alternatif çimentoların yapılarda kullanılmaya başlaması o kadar da kolay olmayacak.
Kaynak: Green cement could change the construction game—but will builders actually use it? – Popular Science, 14 Haziran 2022
[…] Dünyada, hem gıda üretiminde hem de tüketiminde inanılmaz boyutlarda atık oluşmaktadır. Öyle görünüyor ki, bilim insanları ve araştırmacılar da bu atıkların değerlendirilmesi için sürekli çalışmalar yapmaktadırlar. Bu çalışmalar sonucunda, inşaat sektöründe kullanılabilecek ürünler de ortaya çıkarılmaktadır. Bu çalışmaya benzer bir çalışma da Tokyo Üniversitesi’nden araştırmacılar tarafından, gıda atıklarından üretilen çimentodur. […]