Journals / Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi / 2021 / Cilt: 36 - Sayı: 3

Çimento-esaslı harçlarda kendiliğinden iyileşmenin sağlanması için 2 bileşenli biyolojik katkı maddesinin geliştirilmesi

Pages
1171–1184
Publication Date
2021-05-24
DOI
—
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Çatlakların onarılmasından sonra su emme kapasitelerinde belirgin bir azalma belirlenmiştir.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:Beton yapıların hizmet ömrünü etkileyen en önemli faktörlerden biri erken yaşta oluşan çatlaklardır.
📊
Key Findings & Data:Bu reaksiyonda mikroorganizmaların metabolik aktivitelerin sonucu ürün olarak kalsiyum karbonat (CaCO3) oluşur ve oluşan CaCO3 çökeltisinin çatlakları doldurması ile kendiliğinden iyileşme elde edilir.
💡
Conclusion & Impact:Çatlakların onarılmasından sonra su emme kapasitelerinde belirgin bir azalma belirlenmiştir.
🔬Design:Lab & Field Experiment
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Kendiliğinden iyileşme · biyomineralizasyon · geçirgenlik

Özet

Beton yapıların hizmet ömrünü etkileyen en önemli faktörlerden biri erken yaşta oluşan çatlaklardır. Çatlak onarımı için kullanılan klasik yöntemlerin uygulanması zaman almakla beraber, hızlı müdahale olasılığı da düşüktür. Bu yöntemler büyük çatlakların onarımı için uygundur, ancak çatlaklar inceldikçe bu onarım malzemelerinin, çatlağın derinlerine inmesi zorlaşmaktadır. Son yıllarda yapılan araştırmalar kendiliğinden iyileşen çimento-esaslı malzemeler ile kılcal çatlakların onarılmasının mümkün olduğunu göstermiştir. Bu amaçla kullanılabilecek en yenilikçi yöntemlerden biri biyomineralizasyondur. Bu reaksiyonda mikroorganizmaların metabolik aktivitelerin sonucu ürün olarak kalsiyum karbonat (CaCO3) oluşur ve oluşan CaCO3 çökeltisinin çatlakları doldurması ile kendiliğinden iyileşme elde edilir. Literatürde yapılan çalışmalar sonucunda farklı yöntemler ile harç içine katılan mikroorganizmaların (bakterilerin), beton içinde uzun süre canlı kalabildiklerini, harç yüzeyinde oluşan mikro boyuttaki çatlakları onarabildiği ve geçirgenliğin azaltıldığı gözlemlenmiştir. Bu yöntemler çoğunlukla bakterilerin beton içine katılırken organik ya da sentetik kapsüller içine enjekte edilerek korunmasını içermektedir. Literatürde sunulan bu yöntemlerin çoğu işçilik ve ekonomik olarak dezavantajlı olmakla beraber, betonun dayanım ve akışkanlık gibi özelliklerini de olumsuz etkilediği gözlemlenmiştir. Bu projede harçlarda kendiliğinden iyileşmenin sağlanabilmesi için maliyeti düşük ve sürdürülebilir bir malzeme ile birleştirilip toz halinde bir biyolojik katkı malzemesi amaçlanmaktadır. Bu çalışmada çatlaklarda biyomineralizasyonun sağlanması için Sporosarcina pasteurii hücreleri diyatom ve ponza üzerine sabitlenmiştir. Numuneler, üretimden 28 gün sonra servo-hidrolik deplasman kontrollü bir cihaz kullanılarak 3 nokta eğilme testiyle çatlatılmıştır. Ardından numunelere su ve besi yeri olmak üzere 2 farklı kür uygulanmıştır. İki bileşenli biyolojik katkı içeren numunelerde, kür ortamı fark etmeksizin, 2 hafta içinde %80 oranında kapanma gözlemlenmiştir. Çatlakların onarılmasından sonra su emme kapasitelerinde belirgin bir azalma belirlenmiştir.

🔖

Cite This Article

TEZER, M. M., BUNDUR, Z. B. (2021). Çimento-esaslı harçlarda kendiliğinden iyileşmenin sağlanması için 2 bileşenli biyolojik katkı maddesinin geliştirilmesi. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt: 36 - Sayı: 3, 1171–1184. https://ajindex.com/articles/186361

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (13)

  1. V. Wiktor, H.M. Jonkers, Quantification of crack-healing in novel bacteria-based self-healing concrete, Cem. Concr. Compos. 33 (2011) 763–770. doi:10.1016/j.cemconcomp.2011.03.012
  2. J.Y. Wang, H. Soens, W. Verstraete, N. De Belie, Self-healing concrete by use of microencapsulated bacterial spores, Cem. Concr. Res. 56 (2014) 139–152. doi:10.1016/j.cemconres.2013.11.009
  3. S. Mann, Biomineralization: Principles and Concepts in Bioinorganic Materials Chemistry, Oxford, New York, 2001
  4. S. Stocks-Fischer, J.K. Galinat, S.S. Bang, Microbiological precipitation of CaCO3, Soil Biol. Biochem. 31 (1999) 1563–1571
  5. W. De Muynck, N. De Belie, W. Verstraete, Microbial carbonate precipitation in construction materials: A review, Ecol. Eng. 36 (2010) 118–136. doi:10.1016/j.ecoleng.2009.02.006
  6. H.M. Jonkers, A. Thijssen, G. Muyzer, O. Copuroglu, E. Schlangen, Application of bacteria as self-healing agent for the development of sustainable concrete, Ecol. Eng. 36 (2010) 230–235. doi:10.1016/j.ecoleng.2008.12.036
  7. J. Wang, K. Van Tittelboom, N. De Belie, W. Verstraete, Use of silica gel or polyurethane immobilized bacteria for self-healing concrete, Constr. Build. Mater. 26 (2012) 532–540. doi:10.1016/j.conbuildmat.2011.06.054
  8. J.Y. Wang, D. Snoeck, S. Van Vlierberghe, W. Verstraete, N. De Belie, Application of hydrogel encapsulated carbonate precipitating bacteria for approaching a realistic self-healing in concrete, Constr. Build. Mater. 68 (2014) 110–119. doi:10.1016/j.conbuildmat.2014.06.018
  9. Z.B. Bundur, S. Bae, M.J. Kirisits, R.D. Ferron, Biomineralization in self-healing cement-based materials: Investigating the temporal evolution of microbial metabolic state and material porosity, J. Mater. Civ. Eng. 29 (2017). doi:10.1061/(ASCE)MT.1943-5533.0001838
  10. Z.B. Bundur, M.J. Kirisits, R.D. Ferron, Biomineralized cement-based materials: Impact of inoculating vegetative bacterial cells on hydration and strength, Cem. Concr. Res. 67 (2015) 237–245. doi:10.1016/j.cemconres.2014.10.002
  11. S. Liu, Z.B. Bundur, J. Zhu, R.D. Ferron, Evaluation of self-healing of internal cracks in biomimetic mortar using coda wave interferometry, Cem. Concr. Res. 83 (2016) 70–78. doi:10.1016/j.cemconres.2016.01.006
  12. V. Achal, X. Pan, N. Özyurt, Improved strength and durability of fly ash-amended concrete by microbial calcite precipitation, Ecol. Eng. 37 (2011) 554–559. doi:10.1016/j.ecoleng.2010.11.009
  13. Z.B.B. Ali Amiri, Use of corn-steep liquor