Betonda Karışım Suyu Olarak Deniz Suyu Kullanımı

Betonda Karışım Suyu Olarak Deniz Suyu Kullanımı

Olcay G. AYDOĞANa, Senem BİLİCİb, Abdullah H. AKCAc,d, Nilüfer ÖZYURTa
aBoğaziçi Üniversitesi, bİstanbul Aydın Üniversitesi, cYıldız Teknik Üniversitesi , dColumbia Üniversitesi

Özet
Su yaşamımızın her alanında ihtiyaç duyduğumuz, insanoğlunun en önemli yaşam kaynaklarından birisidir. Dünya nüfusunun hızla artması ve kaynakların bilinçsizce tüketilmesi sonucu, dünya genelinde su kıtlığı yaşanmaktadır. Bu nedenle son yıllarda su kaynaklarının sürdürülebilir şekilde kullanılmasına yönelik çalışmalar yapılmaktadır. Bu çalışmalar yapılıyor olsa da, gereksinimin artmasına bağlı olarak kaynaklar giderek azalmaktadır.

Suya bağlı diğer sektörlerde olduğu gibi, yapı sektöründe de sürdürülebilirlikkonusundaki çalışmalar devam etmektedir. Yapı/beton sektörü önemli miktarda su tüketen sektörlerden birisidir. Dünya genelinde yapılan istatistik ve araştırmalara bakıldığında, çok uzak olmayan bir zaman diliminde önemli su sıkıntıları ile karşı karşıya kalınacağı öngörülmektedir. Bu durumda betonda karışım suyu olarak içilebilir su kullanılmasının yakın gelecekte sürdürülebilir olamayacağı görülebilir. İçilebilir suya alternatif olarak deniz suyunun betonda karışım suyu olarak kullanılması ile ilgili çalışmalar her geçen gün artmaktadır.

Birçok standartta, çelik donatının korozyonuna yol açtığı için deniz suyu kullanımı yasaklanmıştır. Buna rağmen yapılan araştırmalar karışım suyu olarak deniz suyu kullanılan betonların donatısız beton uygulamaları ve günümüzde yaygınlaşmaya başlamış olan polimer esaslı donatılar ile birlikte kullanılabileceğini göstermektedir. Ancak karışım suyu olarak deniz suyu kullanımının beton dayanım ve dayanıklılık özelliklerini ne şekilde etkilediği ile ilgili çalışmaların sayısı henüz çok kısıtlıdır. Bu çalışma kapsamında betonda deniz suyu kullanımının beton dayanım ve dayanıklılığı üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla içilebilir su veya deniz suyu kullanılarak üretilmiş beton numunelerin mekanik dayanım ve dayanıklılık deneylerinin yapılması ve sonuçların mikroyapı deneylerine bağlanarak açıklanmasına çalışılması hedeflenmiştir. Bu makale kapsamında ilk 6 ayda elde edilen dayanım sonuçları verilmiş ve yorumlanmıştır.

1.Giriş
Su, canlı yaşamı için vazgeçilmez bir bileşiktir. Canlıların yaşamlarını sürdürebilmeleri için yeterli miktarda temiz suya ulaşabilmeleri gerekmektedir. Dünya’nın %70’i su ile kaplı olsa da, bu suyun sadece %2,5’i tatlı sudur. Tatlı su kaynaklarının yaklaşık yüzde 70’i buzullar içinde saklıdır [1]. Bu da demektir ki Dünya’daki suyun yalnızca %1’i ulaşılabilir tatlı sudur. Ayrıca bu miktar, Dünya coğrafyasına eşit bir şekilde dağılmamıştır. Şekil 1’de görülebileceği gibi Güney Amerika ve Asya kıtaları, Dünya su kaynaklarının yarısından fazlasına sahiptir [2].

Benzer bir dengesizlik ülkemizde de görülmektedir. Türk Sanayicileri ve İş Adamları Derneği’nin (TÜSİAD) hazırlamış olduğu raporapora[ 3] göre, yıllık yağış miktarının yaklaşık yarısı, ülkemizin 26 havzasının sadece 5’inde toplanmaktadır. Geriye kalan 21 havza, yıllık yağış miktarının yarısını paylaşmaktadır. Aynı zamanda, ülkemizde havzaların akış miktarı ile hizmet ettiği nüfus arasında da dengesizlik görülmektedir. Yine bu raporda[3], toplam nüfusun %28’inin yaşadığı Marmara havzasının, toplam akışın sadece %4’lük kısmına sahip olduğu belirtilmiştir. Türkiye havzalarındaki akım ve nüfus dağılımındaki dengesizlik Şekil 2’de gösterilmiştir.

Şekil 1: Nüfusun ve Su Kaynaklarının Yeryüzündeki Dağılımı [2]

Şekil 2: Türkiye Havzalarındaki Akım ve Nüfus Dağılımı [3]

Bu şartlarda, tüm canlılar için gerekli olan suyun sürdürülebilir şekilde kullanılması gerekir iken, önümüzdeki tablo bunun tam tersidir. Özellikle 1950’li yıllardan sonra nüfusun hızla artmaya başlaması, endüstriyel büyüme, yaşam standartlarının artması, bilinçsiz su tüketimi ve su kirliliği küresel ve bölgesel ölçekte su sıkıntılarının yaşanmasına sebep olmuştur. Birleşmiş Milletler’in Mart 2017 tarihinde yayınladığı su raporunda[4], dünyanın 3 te 2’sinin yılın belirli dönemlerinde su sıkıntısı çekiyor durumda olduğu rapor edilmiştir. Yapılan çalışmalar ve tahminlere göre, bu sıkıntı her yıl artarak devam edecektir. Dünya Doğayı Koruma Vakfı’nın hazırladığı raporda[1], Dünya nüfusunun son yüzyılda 3 kat arttığı, ancak suya talebin tam 7 kat arttığı vurgulanmıştır. Ulusal Sanayici ve İş Adamları Derneği’nin (USİAD) hazırladığı rapora göre[5], Dünyada yaklaşık olarak 2,3 milyar kişi temiz suya hasrettir. Bu durumun 2050 yılında daha vahim bir hal alacağı ve 9,3 milyarlık dünya nüfusunun %75’inin su kıtlığı ile karşı karşıya kalacağı beklenmektedir.

Birleşmiş Milletler’in 2019 tarihinde yayınladığı rapora[6] göre, Orta Doğu ve Arap bölgesi su sıkıntısının en yoğun yaşandığı coğrafyadır. 2015 yılında bu bölgede yaşayan 51 milyon insanın (bölgedeki nüfusun yaklaşık %9’u) temel içme suyu hizmetinden yoksun olduğu rapor edilmiştir. Bu problemin nüfus artışı ve küresel ısınmaya bağlı olarak artacağı öngörülmektedir. Bizim de bulunduğumuz bu coğrafyada, su kıtlığı sebebiyle savaşlar çıkabileceği düşünülmektedir.

Dünyadaki resim bu iken, ülkemizdeki tablo da farklı değildir. Türkiye, sanılanın aksine su zengini bir ülke konumunda değildir. TÜSİAD’ın raporuna[3] göre, Türkiye’de kişi başına düşen yıllık su miktarı yaklaşık 1500-1735 m3 civarındadır. Yılda kişi başı 1000 m3 altında su kullanan ülkeler “su fakiri”, 1000-3000 m3 arasında su tüketenler “su kısıtı (azlığı)” çeken ülke ve 3000 m3’ün üzerinde su kullananlar ise “su zengini” ülke olarak sınıflandırılmaktadır. Kişi başı yıllık ortalama 1600 m3 ile Türkiye, su azlığı yaşayan bir ülke konumundadır. Su kısıtının en önemli sebepleri; nüfusun çoğalması, tarımsal ve endüstriyel faaliyetlerin gelişmesi sonucu suya talebin artması ve kirlilik sonucu su kalitesinin düşmesi olarak görülmektedir. TÜSİAD’ın raporunda yer alan ‘su kısıtı altında bulunan ülkeler’ Şekil 3’te gösterilmiştir.

Şekil 3: Su Kısıtı Altında Bulunan Ülkeler [3]

Dünya Doğayı Koruma Vakfı’nın raporunda da[1], Türkiye kişi başına düşen yıllık yaklaşık 1500-1600 m3 su miktarı ile su sıkıntısı çeken ülke konumundadır. 2030 yılında ise bunun 1120 m3/yıl olacağı tahmin edilmektedir.

Su bu kadar önemli bir bileşik iken, su kıtlığı yaşanması bütün habitatlara zarar vermektedir. Su sıkıntısı yaşayan coğrafyalarda, suya bağlı hastalık ve ölümler giderek artmaktadır. USİAD’ın verilerine göre[5], dünyada her yıl 7 milyon insan su ile ilişkili hastalıklardan hayatını kaybetmektedir. Yapılan araştırmalar su kıtlığının sadece insan sağlığını değil, bölgesel ve küresel ekonomileri de derinden etkilediğini göstermektedir. Gıda sektörü başta olmak üzere, su birçok sektör için önemli bir girdidir. Son yüzyılda suya olan talebin artmasındaki en büyük sebeplerden biri de suyun kullanım alanlarının endüstriyel zemin içinde çeşitlenmesidir. Her ne kadar su kaynaklarının etkilerinin yerel ölçekte yaşandığı düşünülse de, su güvenliği artık küresel bir sorun olarak tanımlanmaktadır. Bu sebeple yaşanacak herhangi bir sıkıntı, küresel ekonomiyi de doğrudan etkileyecektir. Dünya Doğayı Koruma Vakfı’nın raporuna[1] göre, 2010 yılında Rusya’da yaşanan kuraklık, Kuzey Afrika ve Orta Doğu’daki tahıl fiyatlarını doğrudan etkilemiştir. Yine bu raporda, Brezilya ve Hindistan’da 2009 yılında yaşanan su sıkıntısının, Dünya genelinde şeker fiyatlarının artmasına neden olduğu bildirilmiştir.

Özet olarak, dünyamız ve ülkemiz ciddi bir su sıkıntısı ile karşı karşıyadır. Bu problem doğayı, insan sağlığını, hayat kalitesini ve ekonomiyi giderek daha fazla etkilemektedir. Bu sebeple suyun sürdürülebilir şekilde kullanılması elzem bir durumdur.

Bu tahminler doğrultusunda, dünyanın birçok ülkesinde birçok araştırmacı sürdürülebilirlik konusu kapsamında, atık su yönetimi, deniz suyunun daha yaygın kullanımı gibi konulara yönelmiştir. Yapı sektörü, yine Birleşmiş Milletler tarafından yayınlanan “2016 Su Raporu”[ 7] kapsamında suya orta seviyede ihtiyaç duyan sektörler arasında gösterilmekte ve bu sektörlerin ciddi bir su kullanımı olduğu belirtilmektedir. Betonun dünyanın en çok kullanılan yapı malzemesi olması nedeni ile bu sektör de önemli miktarda su kullanan sektörler arasında yer almaktadır. Betonda içilebilir su kullanımını azaltmak ve içilebilir suyu sürdürülebilir şekilde kullanmak amacıyla, betonda karışım suyu olarak deniz suyu kullanımı araştırmaya değer bir konudur.

Deniz suyunda bulunan klor iyonlarının çelik donatıda korozyona sebep olduğu bilinmektedir. Bu sebeple birçok standartta deniz suyunun karışım suyu olarak kullanılması yasaklanmıştır. Ancak son yıllarda yaşanan gelişmeler, polimer esaslı donatıların betonda oluşan çekme gerilmelerini karşılayabilmek amacıyla kullanılabileceğini göstermektedir. Bu donatıların yakın gelecekte korozyon probleminin kökten çözülmesi gereken uygulamalarda yaygın olarak kullanılabileceği de düşünülmektedir. Korozyon dışında, deniz suyu kullanımı ile betonda oluşabilecek diğer etkilerin (sülfat hasarı, vb.) araştırılması da ayrıca önemlidir. Bilindiği üzere deniz suyu,
musluk suyuna göre çok daha fazla klor ve sülfat iyonları içermektedir. Klorun donatı üzeninde bir etkisi varken, sülfat hasarı matrisi etkilemekte ve iç yapıya hasar vermektedir. Ancak deniz suyunun karışım suyu olarak kullanılmasından kaynaklı sülfat etkileri ile dışarıdan sülfat atağının sonuçları farklılık gösterebilir. Taze halde katılan sülfat iyonlarının etkisi çok daha farklı olabilir. Deniz suyunun karışım suyu olarak kullanılması ile beton iç yapısında oluşacak değişikliklerin incelenmesi dayanım ve dayanıklılık özelliklerinde oluşacak farklılıkların anlaşılabilmesi açısından çok önemlidir.

2. Literatür Özeti
Bu gelişmeler araştırmacıların ilk defa 1970’lerde gündeme gelen betonda deniz suyu kullanımı konusuna ilgisinin artmaya başlamasına sebep olmuştur. Nishida ve çalışma arkadaşları yayınladıkları bir makalede [8], 1974-2013 yılları arasında yapılan ve deniz suyunun betonda karışım suyu olarak kullanılması ile ilgili çalışmaların sayılarını vermişlerdir. Son yıllarda azalan su kaynakları ve iklim değişikliği ile ilgili yapılan araştırmalar ve yayınlanan istatistiklerin de etkisi ile konuya olan ilgi artmış ve bu durum yapılan araştırmalara da yansımıştır.

Şekil 4: Betonda karışım suyu olarak deniz suyu kullanılması konusunda 1974‐2013 yılları arasında yayınlanan makale sayıları [8]

Mohammed ve çalışma arkadaşları[9] gelgit etkisine maruz bırakılan betonları 20 yıl boyunca takip ettikleri çalışmalarında, deniz suyu ile üretilen betonların erken dayanımlarının, içilebilir su ile üretilen betonlardan daha iyi olduğunu ve 20 yıl sonunda deniz suyu ve içilebilir su ile üretilen betonların dayanımları arasında önemli bir fark oluşmadığını belirtmişlerdir. Erken dayanımda oluşan iyileşmeyi, deniz suyundaki klorür etkisi ile hidratasyon reaksiyonlarının hızlanmasına bağlamışlardır

Wegian[10], betonda deniz suyunu karışım ve kür amaçlı kullanmış ve mekanik özellikler üzerindeki etkilerini araştırmıştır. Çalışma sonucunda, karışım suyu olarak deniz suyu kullanılan ve yine deniz suyunda kür edilen numunelerde erken yaşlarda (7 ve 14. günler) dayanımın yüksek olduğunu, ancak ileri yaşlarda (28 ve 90. günler) dayanımların düştüğünü rapor etmiştir. Bu çalışmada uzun vadede betonun performansı ile ilgili bir inceleme yapılmamıştır.

İncelenen araştırmaların çoğunda, klor iyonunu bağlamak ve nihai dayanımı arttırmak amacıyla, cüruf, uçucu kül, metakaolin gibi mineral katkılar kullanılmıştır. Bu mineral katkıların klor ile birleşik yaparak, klor iyonlarını bağlamaya katkı sağladığı ve puzolonik reaksiyonlar sonucu nihai dayanımı arttırdığı rapor edilmiştir. Katano ve çalışma arkadaşları[11], karışım suyu olarak deniz suyu ve agrega olarak yıkanmamış deniz kumu kullandıkları çalışmalarında, bağlayıcı olarak Portland çimentosu ile birlikte uçucu kül, cüruf ve silis dumanının farklı kombinasyonlarını denemişler ve özellikle erken yaşlarda, deniz suyu ile üretilen betonların basınç dayanımlarının, içilebilir su ile üretilen betonların dayanımlarından yüksek olduğunu belirtmişlerdir. İlk 28 günde dayanımlarda elde edilen artışların, kullanılan mineral katkı oranına göre % 3 ile % 70 arasında değişiklik gösterdiğini rapor etmişlerdir. Ancak bu artışların 90. günde daha önemsiz seviyelere indiğini ve % 2 ile % 15 arasında değiştiğini belirtmişlerdir.

Otsuki ve arkadaşları[12], yine betonda deniz suyu kullanımının etkilerini inceledikleri çalışmalarında, ayrı ayrı Portland Çimentosu, cüruflu çimento, erken dayanımı yüksek çimento, alüminatlı çimento kullanmış ve numuneleri 7 günden itibaren 20 sene boyunca gelgit bölgesinde deniz suyu etkisine maruz bırakmışlardır. Basınç dayanımındaki farklılıkları matematiksel olarak ifade etmek için, basınç dayanım oranını (deniz suyu ile üretilen beton/içilebilir su ile üretilen beton) kullanmışlar ve bu oranların bütün betonlar için 0.9 – 1.1 aralığında değiştiğini, yani kullanılan karışım suyu tipinin basınç dayanımı üzerinde ciddi bir etkisi olmadığını belirtmişlerdir (bu sonucun Portland Çimentosu ile üretilen beton için de geçerli olduğunu rapor etmişlerdir).

Shi ve arkadaşları[13] konu ile ilgili yaptıkları çalışmada mineral katkı olarak az miktarda metakaolin (% 0‐6 aralığında) ve karışım suyu olarak yapay deniz suyu kullanmışlardır. Yapay deniz suyu kullanılan betonlarda, basınç dayanımı artışının içilebilir su kullanılan betonlara göre daha fazla olduğunu gözlemlemişler ve bu sonucu deniz suyunun çimentonun hidratasyonunu hızlandırması ile daha fazla CH ve ardından puzolonik reaksiyon etkisi ile daha fazla CSH oluşmasına bağlamışlardır. Ayrıca, klorür direncinin metakaolin miktarı ile arttığını ve deniz suyu kullanılması ile ortaya çıkabilecek negatif etkilerin metakaolin kullanımı ile elimine edilebileceğini rapor etmişlerdir.

Görüldüğü üzere problem bu kadar ciddi iken, konu ile alakalı yapılan kısıtlı çalışmalar vardır. Yapılan çalışmalardaki genel kanı, deniz suyunun klor etkisi sebebiyle hidratasyon hızını arttırdığı ve bu sebeple erken yaşlardaki dayanımın iyileştiği, ileriki yaşlardaki dayanımın ise musluk suyu ile üretilen betonlarla benzer olduğudur.

Bu çalışma kapsamında, karışım suyu olarak içilebilir su ve deniz suyunun, normal Portland çimentosu ve Sülfata dayanıklı çimento ile birlikte kullanılması ile dayanım ve dayanıklılık özelliklerinde oluşan değişikliklerin mikroyapıya bağlı olarak incelenmesi hedeflenmiştir. Ayrıca makro polimer esaslı lifler kullanılarak deniz suyunun lif matris aderansına etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu makale kapsamında bu projenin ilk 6 ayında elde edilen sonuçlar verilmiştir.

3.Deneysel Çalışma
3.1. Malzemeler
Deniz suyundaki sülfat iyonlarının beton üzerindeki etkisini anlamak amacıyla iki çeşit çimento [Portland Çimentosu (CEM I 42.5R) ve Sülfata Dayanıklı Çimento (CEM IV/B)] kullanılmıştır. S4 kıvam sınıfını yakalamak amacıyla polikarboksilik eter bazlı kimyasal akışkanlaştırıcıdan yararlanılmıştır. İki ince ve iki iri agrega türü olmak üzere, yüksek oranda kuvars minerali içeren (>%85) toplam 4 farklı tip agrega kullanılmıştır. Musluk suyu ve deniz suyu olmak üzere iki farklı karışım suyu kullanılmıştır. Deniz suyu İstanbul-Kilyos sahilinden alınmıştır. Kullanılan karışım sularının analiz sonuçları Tablo 1’de görülmektedir.

Tablo 1: Karışım suyu analiz sonuçları

Bu çalışmada polipropilen esaslı 40 mm uzunluğunda ve 0.72 mm çapında yapısal lifler kullanılmıştır. Kullanılan liflerin çekme dayanımı 550 MPa’dır.

3.2. Karışım Tasarımı
Karışım kodları Tablo 2 de gösterilmiştir.

Tablo 2: Numune kodları ve açıklamaları

Karışım tasarımı Tablo 3’te verilmiştir.

Tablo 3: Beton karışımı(kg/m3)

3.3.Deneyler
Taze haldeki betonda, çökme ve özgül ağırlık deneyleri yapılmıştır. Sertleşmiş betonda ise, basınç, elastisite modülü ve eğilme deneyleri uygulanmıştır. Basınç ve elastisite modülleri 7, 28 ve 180. günlerde, eğilme deneyleri ise 28. ve 180. günlerde uygulanmıştır.

4.Deney Sonuçları ve Tartışılması
4.1.Taze Hal Deney Sonuçları
Çökme deneyi EN 12350-2, yoğunluk deneyi EN 12350-6 standartlarına göre yapılmışlardır. Çökme değerleri ve yoğunluk sonuçları Tablo 4’te gösterilmiştir.

Tablo 4: Taze Hal Sonuçları

Tablo 4’ten görüldüğü üzere, bütün karışımlar S4 kıvam sınıfını sağlamaktadır. Taze hal yoğunluk sonuçları incelendiğinde üretilen bütün karışımların benzer yoğunlukta olduğu görülmektedir.

4.2. Sertleşmiş Haldeki Deney Sonuçları
4.2.1. Basınç Dayanımı
Basınç deneyi EN 12390-3 standardına göre yapılmıştır. Basınç testi sonuçları Şekil 5’te gösterilmiştir.

 

Şekil 5: Üretilen numunelerin 7, 28 ve 180 günlük basınç dayanımları

Sonuçlara bakıldığında, karışım suyu olarak deniz suyu kullanımının erken yaşta dayanım üzerinde belirgin bir etkisi görülmemiştir. Sülfata dayanıklı çimentolu numunelerin 7 günlük dayanımları, puzolonik reaksiyonların daha yavaş olmasından dolayı, portland çimentolu numunelere göre nispeten daha azdır. Ancak ileriki yaşlarda bu fark kapanmıştır. Bütün beton numunelerde 180 günlük dayanımlar benzerdir, anlamlı bir farklılık yoktur.

4.2.2. Eğilme Dayanımı ve Tokluk
Eğilme deneyleri 28 ve 180 günlük deney numuneleri üzerinde, JCI-S-001 ve JCI-S-002 standartlarına göre yapılmıştır. Deneylerden elde edilmiş olan eğilme dayanımı ve tokluk değerleri, Şekil 6 ve Şekil 7’de verilmiştir.

 

Şekil 6: Üretilen Numunelerin 28. ve 180. Günlerdeki Eğilme Dayanımı

 

Şekil 7: Üretilen Numunelerin 28. ve 180. Günlerdeki Tokluk Değerleri

Şekil 6’dan görüldüğü üzere, deniz suyu ile üretilmiş numunelerin büyük kısmında (SuDa NorL hariç) eğilme dayanımlarının içilebilir su ile üretilen betonlara kıyasla daha yüksek olduğu görülmüştür. Bu durum hem lifli hem de lifsiz betonlar için benzerdir. Buna karşılık, tokluk değerleri incelendiğinde lifsiz betonlarda tokluk değerleri hem içilebilir hem de deniz suyu kullanılarak üretilen betonlarda benzer iken, lifli betonlarda deniz suyu kullanılması ile tokluk değerlerinin düştüğü görülmüştür. Eğilme dayanımı ve tokluk değerlerini etkileyen mekanizmalar farklıdır. Eğilme dayanımı değeri daha çok beton matrisinin dayanımına bağlı bir parametre iken, tokluk değeri lif matris aderansı ve lif – matris ayrılmasının nasıl gerçekleştiği ile ilgili bir parametredir. Mikroyapı analizleri lif matris aderansının her 2 beton tipinde iyi olduğunu göstermektedir. Şekil 8’de içilebilir su ve deniz suyu ile üretilen betonlara ait lif – matris aderansını gösteren SEM resimleri görülebilir. Resimler incelendiğinde her tip su ile üretilen betonlarda aderansın kuvvetli olduğu, liflerin delikli kısımlarında kalan matris parçalarından anlaşılmaktadır. Ancak içilebilir su ile üretilen betonlarda çimento matrisin liflere biraz daha iyi tutunduğu söylenebilir. Bu durumun daha net anlaşılması için ileri mikro yapı analizleri devam etmektedir. Ayrıca yeni üretilecek beton numuneler üzerinde direk çekme deneyleri yapılması yolu ile de aderansın incelenmesi planlanmaktadır. 

 

Şekil 8: Çimento matrisinden sıyrılma sonrasında lif yüzeyleri (a: PC NorL) (b: PC DenL)

4.2.3. Elastisite Modülü
Elastisite modülü deneyi EN 12390-13 standardına uygun şekilde yapılmıştır. Deney sonuçları Şekil 9’da gösterilmiştir.

 

Şekil 9: Üretilen numunelerin 7, 28 ve 180 günlük elastisite modülleri

Şekil 9’da görüldüğü üzere, deniz suyu ile üretilen numuneler ile musluk suyu ile üretilen numunelerin elastisite modülü değerleri arasında ilk 6 ayda önemli bir fark ve/veya yönelim yoktur. Aynı zamanda, liflerin ve çimento tipinin elastisite modülü üzerinde büyük bir etkisi görülmemiştir. Numunelerin gelişimleri birbirine benzerlik göstermektedir.

5. Genel Değerlendirme
Bu çalışmada deniz suyu ile üretilmiş betonların, erken yaştaki (ilk 6 ayda) dayanım ve dayanıklılık özelliklerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Ayrıca, son zamanlarda kullanımı artmakta olan makro sentetik esaslı polimer liflerin, içilebilir su ve deniz suyu ile üretilen beton matrisleri ile aderansı ve aderansın dayanıma etkisi incelenmiştir. Sonuçları aşağıdaki gibi özetlemek mümkündür:

-Bütün karışımlar, S4 çökme sınıfını sağlamışlardır. Karışım suyunun, çimento tipinin ve lif katkısının taze haldeki yoğunluk üzerinde önemli bir etkisi gözlenmemiştir.

-İlk 6 aylık dayanım sonuçları değerlendirildiğinde, karışım suyu olarak içilebilir su veya deniz suyu kullanımının basınç dayanımı ve elastisite modülü değerlerinde önemli bir değişikliğe sebep olmadığı görülmüştür. Eğilme dayanımı ve tokluk değerleri incelendiğinde, deniz suyu ile üretilen betonlarda eğilme dayanımlarının nispeten yüksek, tokluk değerlerinin ise düşük olduğu görülmüştür. Portland çimentosu ile üretilen numunelerde deniz suyu kullanılması durumunda 28 ve 180 günlük tokluk değerleri, içilebilir su ile üretilen numunelerin tokluk değerlerinden % 19 ve % 10, sülfata dayanıklı çimento ile üretilen numunelerde ise deniz suyu kullanılması durumunda tokluk değerleri içilebilir su kullanılan numunelere göre % 36 ve % 27 daha azdır.

Deniz suyu ile üretilen betonlarda lif – matris aderansının bir miktar daha düşük olabileceği ve bunun toklukta azalmaya neden olabileceği düşünülmektedir. Konu ile ilgili devam eden mikroyapı deneylerinden daha detaylı sonuçlar elde edilebilecektir.

Teşekkür
Bu çalışma, Boğaziçi Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından desteklenen 14861P numaralı proje kapsamında gerçekleştirilmiştir. AKÇANSA, Boğaziçi Beton ve BASF Türkiye’ye malzeme destekleri için teşekkür ederiz. Ayrıca Boğaziçi Üniversitesi, Yapı Malzemeleri Laboratuvarı teknisyeni Sayın Ümit Melep’e deneyler sırasındaki katkıları için teşekkür ederiz.

Kaynaklar
[1] World Wide Fund (WWF), 2014, Türkiye’nin Su Riskleri Raporu
[2] United Nations, 2003, World Water Development Report
[3] Türk Sanayicileri ve İş Adamları Derneği (TÜSİAD), 2008, Türkiye’de Su Yönetimi: Sorunlar ve Öneriler
[4] United Nations, 2017, World Water Development Report
[5] Ulusal Sanayici ve İş Adamları Derneği (USİAD), 2007, Su Raporu
[6] United Nations, 2019, World Water Development Report
[7] United Nations, 2016, World Water Development Report
[8] Nishida, T., Otsuki, N., Ohara, H., 2015, Some Considerations for Applicability of Seawater as Mixing Water in Concrete, vol. 27, no. 1980, pp. 1-7.
[9] Mohammed, T. U., Hamada, H., Yamaji, T., 2004, Performance of seawater-mixed concrete in the tidal environment,” Cem. Concr. Res., vol. 34, no. 4, pp. 593–601.
[10] Wegian, F. M., Effect of seawater for mixing and curing on structural concrete, 2010, IES J. Part A Civ. Struct. Eng., vol. 3, no. 4, pp. 235–243.
[11] Katano, K., Takeda, N., Ishizeki, Y., Iriya, K., 2012, Properties and Application of Concrete Made with Sea Water and Un-washed Sea Sand, Third Int. Conf. Sustain. Constr. Mater. Technol.
[12] Otsuki, N., Furuya, D., Saito, T., Tadokoro, Y., 2011. Possibility of Seawater as Mixing Water In Concrete, 36th Conference on Our World in Concrete & Structures
[13] Shi, Z., Shui, Z., Li, Q., Geng, H., 2015. Combined effects of metakaolin and sea water on performance and microstructures of concrete, Construction and Building Materials, 74, 57‐64.