Akademik Veri Yönetim Sistemi
Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, BAP Doktora, 2025 - 2027
Günümüzde küresel ısınmayı arttıran CO2 salımının %40’ından sorumlu olan inşaat sektörünün yarattığı çevresel etkilerin azaltılmasına yönelik doğal malzeme ve yapım yöntemlerine artan ilginin odaklandığı konulardan biri de, toprak yapılardır. Dünyada en bol bulunan malzeme olan toprak, üretimi sırasında enerji gerektirmez ve atık oluşturmaz; kullanım ömrü sona erdiğinde geri dönüştürülebilir. Bu bağlamda sıkıştırılmış toprak yapım sistemi (STYS) özellikle düşük çevresel etkisi ve ekolojik anlamda olumlu özelliklerinden dolayı son zamanlarda dünya çapında rağbet görmektedir. Toprak malzemenin en belirgin iki dezavantajı, basınç ve çekme dayanımının yaygın yöntemlere göre daha az ve rutubete karşı duyarlılığının fazla olmasıdır. Bu anlamda literatür çerçevesinde, sıkıştırılmış toprak yapım sisteminin mekanik özelliklerini iyileştirmek üzere sürdürülebilir bir bağlayıcı malzeme konusunda araştırmalara ihtiyaç duyulduğu görülmektedir. Bu bağlamda bu çalışma, halihazırda yüzyıllardır Anadolu topraklarında zaten kullanılan toprak yapı üretim yöntemine yenilikçi ve çevreci doğal bir süreç katarak, bakteriyel biyokalsifikasyonla güçlendirilmesini ve standart uygulama ile karşılaştırılmalı olarak değerlendirilmesini hedeflemektedir.
Kalsitin bakteriyel biyobirikimi topraklarda meydana gelen doğal bir süreç olmasına rağmen, bu konuyla ilgili araştırmaların çoğu harç ve beton elemanları üzerinde yapılmıştır. Literatür, granüler toprakların özelliklerini bakteri ekleyerek değiştirmenin mümkün olduğunu göstermektedir. Ancak bunun sıkıştırılmış toprak sisteminin ya da bloklarının mukavemet özellikleri üzerindeki etkisine ilişkin çalışma çok kısıtlıdır. Bu bağlamda proje kapsamında, sıkıştırılmış toprak yapıların basınç dayanımını artırmak için üreolitik bakterilerin kullanımının potansiyelini araştırılacaktır. Özel bazı bakteriler tarafından gerçekleştirilen mikrobiyal kalsit çökelmesine dayalı biyomineralizasyon tekniğinin, sıkıştırılmış toprak bloklarının gözenek yapısını doldurmak ve dayanımı arttırmak için bir yol olabileceği düşünülmektedir. Bu anlamda literatürde var olan zemin iyileştirme çalışmalarının, S.pasteurii bakterisinin toprakta kullanılabilir olacağını desteklediği düşünülmektedir.
Literatürde STYS’de kullanılan ve uluslararası standartlarda olması beklenen en yaygın stabilizatör çimentodur. Öte yandan ulusal ölçekte, Kafesçioğlu’nun uzun yıllar süren araştırmalar sonucunda literatüre bir katkı niteliğinde geliştirdiği alker, mekanik dayanım adına bir iddia barındırmakta ve ulusal araştırmacılar tarafından kabul görmektedir. Projede, her ikisine oranla daha ekolojik bir çözüm önerisi olarak bakteri katkısı, alker ve çimento katkılı toprak karışımlarıyla karşılaştırmalı olarak incelenecektir. Bu çerçevede çalışmanın özgün değeri, üç farklı katkı maddesi (çimento, alçı, bakteri) ile stabilize edilmiş toprağın mekanik dayanımlarının karşılaştırılarak literatüre katkı sağlanmasıdır.
Genel olarak STYS’nin stabilizasyonunda çimento ya da alker yerine doğal bir mikroorganizmanın kullanımı, önemli ölçüde karbon ayak izini azaltacak, çevresel etkisi düşük yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır. Bu yaklaşımın olumlu sonuçlar vermesi, ülkemizde yaygın olarak kullanılan toprak yapımın gelişimine katkı sunma, sürdürülebilir bir doğal malzeme olarak toprağın daha geniş ölçekte kullanım imkanı bulmasını sağlayarak yerel ekonomiye katkı sağlama, çoğunluğu toprak malzemeden üretilen kültürel miras ürünlerinin onarım ve iyileştirilmesinde kullanılma gibi potansiyeller taşımaktadır. Proje, 12.Kalkınma Planı’nın ‘net sıfır karbon hedefi doğrultusunda yenilenebilir kaynakları kullanan, sürdürülebilir ve güvenli yapılı çevre oluşturmak’, ‘geri dönüştürülebilir yapı malzemesi ve çevreye duyarlı inşaat teknolojilerinin kullanılmasını özendirmek ve yaygınlaştırmak’ hedefleriyle uyumlu, ekolojik ve geri dönüştürülebilir bir yapı malzemesi/yöntemi üzerine çalışmalar içermektedir.