Biyomalzeme esaslı kompozit malzemelerin incelenmesi: Alçı malzemede pirina kullanımı

Abstract

Kentleşmenin artmasıyla gelişen yapı ve malzeme endüstrisi; ham madde tüketimi, enerji kullanımı, zehirli gaz salınımı ve atık oluşumunu artırarak çevresel sorunlara neden olmaktadır. Bu olumsuz etkileri en aza indirmek amacıyla sentetik yapı malzemelerine alternatif olabilecek malzeme üretimi ile ilgili çalışmalar yapılmaktadır. Bu bağlamda; kaynak tüketimini azaltacak, atık oluşumunun önüne geçecek, kullanılan enerji miktarı ve zehirli gaz salınımını en aza indirecek biyomalzemelerin yapı malzemesi üretiminde kullanılması ön plana çıkmaktadır. Hafifliği, uygulama kolaylığı ve sahip olduğu akustik, ses, yangın gibi yalıtım özellikleri nedeniyle kullanımı yaygın olan alçı levha üretiminde kullanılan yenilenemeyen doğal alçı kaynaklarının (alçı taşı) korunumunun sağlanması önemlidir. Bu kapsamda değerli bir atık olan zeytinyağı üretim atığı pirina (kuru), biyomalzeme olarak ele alınmıştır. Alçı levha üretiminde kuru pirinanın doğal alçı yerine katkı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması amacı ile hazırlanan bu tezin yöntemini literatür taraması ve deneysel çalışmalar oluşturmaktadır. Deneysel çalışma sürecinde belirlenen farklı karışım oranlarında (kuru pirina/doğal alçı) üretilen pirina katkılı alçı numuneler ile kontrol numunelerinin fiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmıştır. Deney sonuçlarında; pirina katkı oranının artması ile birim hacim ağırlık, kapilarite, kompasite, ultrases geçiş hızı, termal iletkenlik katsayısı, eğilme dayanımı ve basınç dayanımı değerlerinin azaldığı; hacimce ve ağırlıkça su emme, porozite ve ağırlıklı ses yutum katsayısı değerlerinin arttığı tespit edilmiştir. Pirina katkısının yük taşımayan iç mekân bölme duvarlarda ve asma tavanlarda uygulanacak alçı levha üretiminde alçı hamurunda katkı malzemesi olarak kullanılabilir olduğu düşünülmekte; konunun bir üretim tesisinin Ar-Ge laboratuvarında daha detaylı araştırılması önerilmektedir. Pirinanın alçı levha üretiminde kullanılabilirliğinin; doğal alçı kaynaklarının korunumu ve sürdürülebilir yapı malzemesi üretimine, dolayısıyla ulusal sıfır atık politikası ve döngüsel ekonomiye fayda sağlayacağı düşünülmektedir. Bu çalışma Gebze Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: 2022-A-101-49.

The building and material industry, which develops with increasing urbanization, causes environmental problems by raising raw material consumption, energy use, toxic gas emissions, and waste generation. In order to minimize these adverse effects, studies are carried out on producing materials that can be alternatives to synthetic building materials. In this context, using biomaterials that will reduce resource consumption, prevent waste generation, minimize energy use, and reduce toxic gas emissions in the production of building materials comes to the fore. It is important to save the non-renewable resources (gypsum) of plasterboards, which are widely used due to their lightness, ease of application and insulation properties such as acoustic, sound and fire. In this context, prina (dry), which is a valuable waste, was considered as a biomaterial and it is aimed to investigate the use of dry prina as an additive material in plasterboard production. The method of this thesis, consists of literature research and experimental studies. The physical and mechanical properties of prina added gypsum samples and control samples produced at different mixing ratios (dry prina/natural gypsum) determined during the experimental study were investigated. The test results found that increasing the prina additive ratio decreased bulk density, capillarity, compactness, ultrasonic pulse velocity, thermal conductivity coefficient, bending strength, and compressive strength values. In contrast, water absorption by volume and weight, porosity, and sound absorption coefficient values increased. It is thought that prina additive can be used as an additive material in producing plasterboard in non-load-bearing interior partition walls and false ceilings. Investigating the subject in more detail in the R&D laboratory of a plasterboard production facility is recommended. It is thought that using prina in plasterboard production will benefit resource conservation (gypsum) and sustainable building material production, thus national zero a waste policy and circular economy. This study was supported by Gebze Technical University Scientific Research Projects Coordination Unit. Project No: 2022-A-101-49.