Kendini Tamir Eden Beton Mümkün mü?
Tarihi yapıların bulunduğu herhangi bir bölgeye ziyarette bulunduğumuzda mutlaka aklımızda bir soru belirir: Yüzlerce hatta binlerce yıldır nasıl oldu da yıkılmadı bu yapılar? Özellikle İstanbul’da, Roma’da, Atina’da ve medeniyetin kök saldığı benzer bölgelerde bu tarihi eserleri ziyaret eder, geçmişiyle ilgili bilgiler ediniriz.
Üstelik modern çağ dediğimiz bu dönemlerde içlerinde yaşadığımız yapıların ömürlerinin kısalığı bize normal gelir ve anormal olanın bu tarihi yapılar olduğunu düşünürüz. Aslında teknolojide ve bilimde geldiğimiz nokta göz önünde bulundurulursa olması gereken, bugün inşa edilen yapıların geçmiştekilere kıyasla kat kat daha fazla uzun ömürlü olmasıdır.
Ancak teori bu olsa da pratik bize gösteriyor ki İstanbul’daki ya da Roma’daki yüzlerce yıllık su kemerleri, saraylar ve diğer alanlar oldukça dayanıklı. Seller, depremler, yangınlar, zaman içinde olması gereken yıpranma gibi yok edici unsurlara karşı hala bin yıllık, hatta iki bin yıllık yapılar ayakta kalmayı başarıyor. Peki, ama bu nasıl oluyor?
Dünyanın birçok farklı bölgesindeki bilim insanları da bu konu üzerine çeşitli araştırmalar yapıyor uzun yıllardır. İstanbul’daki su kemerleri, Roma’daki Pantheon ve birçok yapının neredeyse iki bin yıldır ayakta olması, ilgi çekici olmanın da ötesinde çünkü. Bilim insanlarına göre bu başarının altında yatan sırrı çözmek, gelecekte daha sağlam yapılar inşa edilebilmesi için bize yol gösterebilir.
Dünyanın en büyük üniversitelerinden MIT’de yapılan ve uzun yıllara dayanan araştırmalar sonucunda yapılan açıklama ise uzun süredir akılları meşgul eden bu soruya bir ışık tutmayı başardı. Mühendisliğiyle meşhur Antik Roma medeniyetinden kalma yapılarda gerçekleştirilen analizlere göre kullanılan malzemenin kendini onarma özelliği bulunuyor.
Roma yapılarından alınan beton örneklerinin X ışını teknoloji kullanılarak mikroskobik analizleri yapıldığında, betonun bileşiminde volkanik tüf, kireç, puzolan (pozzolana) ve başka maddeler bulunduğu daha önce de tespit edilmişti. Hatta yapılara dayanıklılığı veren maddenin de Vezüv yanardağı civarındaki bir kasabadan elde edilen puzolan isimli volkanik külden elde edilen harç olduğu bile düşünülüyordu. Bileşende yer alan kirecin ise düşük kalite nedeniyle kullanıldığı kabul ediliyordu.
Yapılan son çalışmalar gösterdi ki bu yapıların inşasında kullanılan malzemede yer alan kireç kırıntıları, aslında beton karışımı içinde kolayca kırılıp puzolan ile reaksiyona girme özelliğine sahip. Yani betonlarda bulunan kireç kırıntıları, aslında çatlakları hızla dolduran ve yapının kendi kendini iyileştirmesini sağlayan sönmemiş kirecin kristalleşmesi sonucu oluşuyor. Kısacası sönmemiş kireç, diğer malzemelerle reaksiyona girerek yapıda oluşan çatlakları dolduran ve kendini tamir eden bir beton oluşmasını sağlıyor. Normalde oldukça kırılgan bir malzeme olan kirecin diğer bileşenlere eklenmeden önce suyla karıştırılmadığını, bunun yerine kül ve toprakla karıştırıldığını ortaya koyan çalışmalar, bu “sıcak karıştırma” işlemi sayesinde kalsiyum açısından zengin kireçtaşının yapıları onarak bir malzemeye dönüştüğünü ortaya koyuyor. Sönmemiş kireç, karıştırma işlemi sırasında eklenerek hem betonu daha güçlü hale getiriyor hem de daha hızlı sertleşme sağlıyor. Kullanılan saf çakıl taşları, yapıya güç getirirken bu yöntem de betonun gözeneklerinin havaya maruz kalmasını ve karbonla temasa geçmesine imkan tanıyor. Bu da yapılarda oluşan çatlakların neredeyse birkaç gün içerisinde kendini kapatmasını beraberinde getiriyor.
Roma çimentosu olarak adlandırılan bu bileşenin, güçlü ve dayanıklı yapıların daha hızlı inşa edilmesini sağlamak dışındaki diğer özelliği ise bugün en önemli gündem maddelerimizden biri olan karbon ayak izini azaltmaya dolaylı yoldan yardımcı olması. Yıllar geçtikçe sertleşen ve güç kazanan, üstelik kendi kendini onarma kabiliyeti bulunan bu beton sayesinde çok uzun ömürlü yapılar inşa edilebilmesi, onarma ihtiyacını ortadan kaldırdığı için yeniden inşa sürecine gerek kalmıyor. Bu da çevresel etkiyi olumlu yönden destekliyor.
Modern dönemde ise yakın zamana kadar standart betonun dayanıklılık ve çevresel etki bakımından hiçbir sorun teşkil etmediği düşünülüyordu. Yapılarda da ağırlıklı olarak bu malzeme kullanılıyordu. Ancak yıllar ilerleyip çalışmalar arttıkça standart çimentonun çevresel etkileri ve performansı daha iyi anlaşılır oldu. Bu da inşaatta biyomalzeme kullanımına yönelik çalışmaların artmasını sağladı. Hedef ise çevresel etkiyi olumlu şekilde destekleyen yapılar inşa etmek.
Kısacası bugün Antik Roma’dan bu yana ayakta kalan bir yapıyı yakından incelediğinizde düşük kaliteli malzemeymişçesine gözünüze çarpacak beyaz kireç parçaları, aslında çatlakları onarıyor ve yapının her geçen gün daha fazla güçlenmesini sağlıyor. Bu da binlerce yıl öncesinin medeniyetini çağımıza taşıyor. Bu gizemi çözmenin onlarca yıl sürmesi ve elde edilen sonucun bu kadar şaşırtıcı olması ise medeniyet tarihinde aydınlatılamamış birçok nokta olduğunu bir kez daha ortaya koyuyor.
Üstelik modern çağ dediğimiz bu dönemlerde içlerinde yaşadığımız yapıların ömürlerinin kısalığı bize normal gelir ve anormal olanın bu tarihi yapılar olduğunu düşünürüz. Aslında teknolojide ve bilimde geldiğimiz nokta göz önünde bulundurulursa olması gereken, bugün inşa edilen yapıların geçmiştekilere kıyasla kat kat daha fazla uzun ömürlü olmasıdır.
Ancak teori bu olsa da pratik bize gösteriyor ki İstanbul’daki ya da Roma’daki yüzlerce yıllık su kemerleri, saraylar ve diğer alanlar oldukça dayanıklı. Seller, depremler, yangınlar, zaman içinde olması gereken yıpranma gibi yok edici unsurlara karşı hala bin yıllık, hatta iki bin yıllık yapılar ayakta kalmayı başarıyor. Peki, ama bu nasıl oluyor?
Dünyanın birçok farklı bölgesindeki bilim insanları da bu konu üzerine çeşitli araştırmalar yapıyor uzun yıllardır. İstanbul’daki su kemerleri, Roma’daki Pantheon ve birçok yapının neredeyse iki bin yıldır ayakta olması, ilgi çekici olmanın da ötesinde çünkü. Bilim insanlarına göre bu başarının altında yatan sırrı çözmek, gelecekte daha sağlam yapılar inşa edilebilmesi için bize yol gösterebilir.
Dünyanın en büyük üniversitelerinden MIT’de yapılan ve uzun yıllara dayanan araştırmalar sonucunda yapılan açıklama ise uzun süredir akılları meşgul eden bu soruya bir ışık tutmayı başardı. Mühendisliğiyle meşhur Antik Roma medeniyetinden kalma yapılarda gerçekleştirilen analizlere göre kullanılan malzemenin kendini onarma özelliği bulunuyor.
Roma yapılarından alınan beton örneklerinin X ışını teknoloji kullanılarak mikroskobik analizleri yapıldığında, betonun bileşiminde volkanik tüf, kireç, puzolan (pozzolana) ve başka maddeler bulunduğu daha önce de tespit edilmişti. Hatta yapılara dayanıklılığı veren maddenin de Vezüv yanardağı civarındaki bir kasabadan elde edilen puzolan isimli volkanik külden elde edilen harç olduğu bile düşünülüyordu. Bileşende yer alan kirecin ise düşük kalite nedeniyle kullanıldığı kabul ediliyordu.
Mucizenin Adı Sönmemiş Kireç
Yapılan son çalışmalar gösterdi ki bu yapıların inşasında kullanılan malzemede yer alan kireç kırıntıları, aslında beton karışımı içinde kolayca kırılıp puzolan ile reaksiyona girme özelliğine sahip. Yani betonlarda bulunan kireç kırıntıları, aslında çatlakları hızla dolduran ve yapının kendi kendini iyileştirmesini sağlayan sönmemiş kirecin kristalleşmesi sonucu oluşuyor. Kısacası sönmemiş kireç, diğer malzemelerle reaksiyona girerek yapıda oluşan çatlakları dolduran ve kendini tamir eden bir beton oluşmasını sağlıyor. Normalde oldukça kırılgan bir malzeme olan kirecin diğer bileşenlere eklenmeden önce suyla karıştırılmadığını, bunun yerine kül ve toprakla karıştırıldığını ortaya koyan çalışmalar, bu “sıcak karıştırma” işlemi sayesinde kalsiyum açısından zengin kireçtaşının yapıları onarak bir malzemeye dönüştüğünü ortaya koyuyor. Sönmemiş kireç, karıştırma işlemi sırasında eklenerek hem betonu daha güçlü hale getiriyor hem de daha hızlı sertleşme sağlıyor. Kullanılan saf çakıl taşları, yapıya güç getirirken bu yöntem de betonun gözeneklerinin havaya maruz kalmasını ve karbonla temasa geçmesine imkan tanıyor. Bu da yapılarda oluşan çatlakların neredeyse birkaç gün içerisinde kendini kapatmasını beraberinde getiriyor.
Roma çimentosu olarak adlandırılan bu bileşenin, güçlü ve dayanıklı yapıların daha hızlı inşa edilmesini sağlamak dışındaki diğer özelliği ise bugün en önemli gündem maddelerimizden biri olan karbon ayak izini azaltmaya dolaylı yoldan yardımcı olması. Yıllar geçtikçe sertleşen ve güç kazanan, üstelik kendi kendini onarma kabiliyeti bulunan bu beton sayesinde çok uzun ömürlü yapılar inşa edilebilmesi, onarma ihtiyacını ortadan kaldırdığı için yeniden inşa sürecine gerek kalmıyor. Bu da çevresel etkiyi olumlu yönden destekliyor.
Modern dönemde ise yakın zamana kadar standart betonun dayanıklılık ve çevresel etki bakımından hiçbir sorun teşkil etmediği düşünülüyordu. Yapılarda da ağırlıklı olarak bu malzeme kullanılıyordu. Ancak yıllar ilerleyip çalışmalar arttıkça standart çimentonun çevresel etkileri ve performansı daha iyi anlaşılır oldu. Bu da inşaatta biyomalzeme kullanımına yönelik çalışmaların artmasını sağladı. Hedef ise çevresel etkiyi olumlu şekilde destekleyen yapılar inşa etmek.
Kısacası bugün Antik Roma’dan bu yana ayakta kalan bir yapıyı yakından incelediğinizde düşük kaliteli malzemeymişçesine gözünüze çarpacak beyaz kireç parçaları, aslında çatlakları onarıyor ve yapının her geçen gün daha fazla güçlenmesini sağlıyor. Bu da binlerce yıl öncesinin medeniyetini çağımıza taşıyor. Bu gizemi çözmenin onlarca yıl sürmesi ve elde edilen sonucun bu kadar şaşırtıcı olması ise medeniyet tarihinde aydınlatılamamış birçok nokta olduğunu bir kez daha ortaya koyuyor.
