Özet:

Son yıllarda, Yeşil Mutabakat ve Paris Anlaşması inşaat sektörünü “sıfır karbon” ve “dijital dönüşüm” kriterlerine uymaya zorlamaktadır. Ancak, bu süreçte geliştirilen teknolojilerde performans ve sürdürebilirlik için bir ikilem yaratmaktadır. İnşaat endüstrisi içinde bulunduğu bu açmazları aşmak, yeşil dönüşümle beraber başlayan dijital dönüşüme adapte olabilmek adına 3B baskı teknolojileriyle beton üretimi çalışmaları hız kazanmıştır. Bu teknolojik yenilik inşaat gibi emek-yoğun bir iş kolunda, yalnız yapım maliyetlerini düşürmekle kalmayıp aynı zamanda tasarım açasından daha fazla serbestlik tanımakla birlikte bu yüksek riskli endüstride iş güvenliğini arttırmaktadır. Eklemeli imalat yöntemine uygun olarak hazırlanan harçların, katmanlarının başarılı bir şekilde yazdırılabilmesi için harcın hızlı priz alması gerekmektedir. Bu gereklilik 3B yazıcılar için tasarlanan harçlarda, konvansiyonel betonlara kıyasla çok daha fazla çimento kullanımını zorunlu kılmaktadır. Bu durum, hem üretim metodolojisinin sürdürülebilirliği konusunda soru işaretlerine yol açıp hem de baskı teknolojisine uygun daha yeşil bir harç dizaynı zorunluluğunun altını çizmektedir. Hazırlanan çimento esaslı karışım reçetelerinin, pres (ekstrüzyon) işleminin düzgün bir şekilde gerçekleştirilebilmesi için yeterli işlenebilirlik değerlerinin de sağlanması gerekmektedir. Bu çalışmanın amacı İstanbul bölgesinden temin edilen İnşaat Yıkıntı Atıkları (İYA) ve beton üretiminde çıkan atık suyu değerlendirilerek 3-boyulu (3B) yazıcılara uygun çimento esaslı harçların özelliklerini belirlemektedir. Bu kapsamda bağlayıcı: kum oranı 1:1.5 olan harçlar hazırlanmış ve bu karışımlarda doğal kum yerine farklı oranlarda (% 30,50 ve 70) ince geri dönüştürülmüş agrega (GDA) kullanılmıştır. Bunun yanı sıra karışım suyunun yerine hazır beton santralindeki operasyonlarda yeniden kazanılan geri dönüşüm suyu (ağırlıkça %50 ve %100 ikame) kullanılmıştır. Bağlayıcı olarak CEM II ve İYA’dan elde edilen ince dolgu malzemesi kullanılmıştır. Harçların yazdırılabilirliği reolojik incelemeler, akma tablası ve basınç dayanımı testleri ile elde edilmiştir. Elde edilen bulgular ışığında; İYA dan elde edilen GDA’nın kısmen kum yerine kullanımının zamana bağlı işlenebilirlik değerlerini düşürdüğü ancak malzemenin mukavemeti üzerinde olumlu bir etkisi olduğu saptanmıştır. Bunun yanı sıra CEM II çimentosu ve geri dönüşüm suyu kullanımının karışımın akma gerilmesini ve tiksotropisini belirgin biçimde iyileştirdiği gözlemlenmiştir. Son olarak en yüksek performans gösteren elemanlar ile kompozit bir eleman yazdırılmıştır. Bu sayede 3B yazıcılar için mevcut harçların en temel sorunu olan yüksek karbon ayak izi ve hammadde tüketimi gibi sorunlara alternatif bir çözüm sağlayacak harç tasarımı geliştirilmiştir.