Nanomalzemeden üretilen sızdırmazlık maddesi betonun ömrünü uzatıyor

American Society of Civil Engineers, 1990’ların sonundan itibaren her dört yılda bir zayıflayan ABD altyapısının raporunu çıkartmaktadır. ABD’de bulunan 600.000’e yakın köprünün yaklaşık %8’i yapısal olarak zayıf ve her beş kilometrelik otoyol kaplamasından biri verimsiz durumda. Nedeni, soğuk iklimlerde çoklu donma ve çözünme dengeleri veya son dönemlerde betonu bozabilen buz çözücü tuzların artan kullanımıdır.

Washington Eyalet Üniversitesi araştırmacıları tarafından geliştirilen nanomalzemelerle tasarlanan sızdırmazlık maddesi, betonu nem ve tuzdan koruyor. Geliştirilen yeni malzeme, laboratuvar çalışmalarında suyu itmede %75 ve tuz hasarını azaltmada %44 oranında iyileşme gösteriyor. Bu çalışma, ABD’de eskiyen köprü ve kaldırımlar için bir çözüm önerisi olabilir.

Çalışmayı yöneten Profesör Xianming Shi: ”Betonun bütünlüğünü ve dayanıklılığını tehlikeye atan ana unsurlardan biri olan neme odaklandık. Betonu kuru tutabilirseniz, dayanıklılık sorunlarının büyük çoğunluğu ortadan kalkar.” dedi².

Güncel sızdırmazlık ürünleri, betonu korumak için ortaya çıkmıştır ve çoğu devletlerin ulaştırma idareleri tarafından tuzdan en fazla zarar gören köprü güverteleri için kullanmaktadır. Shi, piyasadaki sızdırmazlık maddelerinin belli bir koruma sağladığını ama nemin çoğunlukla betona ulaşabildiğini söyledi. 

Araştırmacılar yaptıkları çalışmalarda, silikonat bazlı bir kapatıcıya iki nanomalzeme, grafen oksit ve montmorillonit nanokil eklediler. Nanomalzemeler betonun mikro yapısını yoğunlaştırarak suyun aralardan geçmesini zorlaştırdı. Ayrıca su buharı ve betona girebilen diğer gazların girmesine engel oldular. Nanomalzeme, betonu, buz çözücü tuzların fiziksel ve kimyasal etkilerinden de korumuştur.

Sızdırmazlık maddesi, taze betonun hızlı kurumasını da sağlayabileceğinden çok fonksiyonlu tasarlanmıştır. Shi, organik bir çözücü kullanmak yerine su bazlı kullanmıştır. Böylece daha çevre dostu ve işçiler için de güvenli olduğunu dile getirdi.

Kaynaklar

1. Li, Z., & Shi, X. (2022). Effects of Nanomaterials on Engineering Performance of a Potassium Methyl Siliconate–Based Sealer for Cementitious Composite. Journal of Materials in Civil Engineering, 34(4), 04022006. https://doi.org/10.1061/%28ASCE%29MT.1943-5533.0004148
2. https://techxplore.com/news/2022-02-nano-engineered-sealer-durable-concrete.html