Dünya genelinde hava kirliliği, halk sağlığını, çevreyi ve ekonomiyi etkileyen önemli bir husustur. Hava kirliliğine sebebiyet veren temel kirleticilerden birinin, atmosfere salınan azot oksit/dioksit (NOx [NO ve NO2]) olduğu bilinmektedir. Fotokatalizör malzemeler (örneğin: nano titanyum dioksit [TiO2]) kullanarak, farklı kaynaklardan (ultraviyole [UV], görünür, güneş ışığı vb.) açığa çıkan ışınlar yardımıyla fotokatalitik reaksiyonların uyarılması, NOx'in kirleticiliğini azaltmaktadır. Çimento bağlayıcılı kompozitlerin sudan sonra en yaygın kullanılan malzeme olduğu düşünüldüğünde, çimento bağlayıcılı kompozitlere nano-TiO2 ikame edilerek, NOx'in kirleticiliğini azaltan nitelikte çok fonksiyonlu çimento bağlayıcılı kompozitlerin geliştirilmesi hava kirliliğiyle mücadele etmek açısından değerli bir seçenek olarak karşımıza çıkmaktadır. Fotokatalitik reaksiyonları, atmosferik koşullara maruz kalan çimento bağlayıcılı kompozitlerin yüzeylerinde gerçekleşen yüzeysel reaksiyonlar olarak tanımlamak mümkündür. Karbonatlaşma ve devam eden hidratasyon reaksiyonlarının bir sonucu olarak çimento bağlayıcılı kompozitlerin atmosferik koşullara maruz kalan yüzeylerinin kimyasal bileşimi, gözenekliliği ve mikroyapısı değişmekte ve bu durum fotokatalitik aktivite performansı üzerinde oldukça etkili olmaktadır. Bu çalışmada, karbonatlaşma ve devam eden hidratasyon reaksiyonlarının, nano-TiO2 ikame edilen çimento bağlayıcılı kompozitlerin fotokatalitik aktivite performansı üzerindeki etkilerinin incelenmesine odaklanılmıştır. Bu kapsamda, 28 gün boyunca oda sıcaklığında (20±2°C) ve nem altında (%95±5) kürlendikten sonra 78,0 MPa basınç dayanıma, %39,6 NOₓ indirgeme oranına ve %85,7 seçicilik değerine sahip çimento bağlayıcılı bir kompozit geliştirilmiştir. Numuneler oda sıcaklığında (20±2°C) ve nem altında (%95±5) 28 gün boyunca kürlendikten sonra iki farklı ortam koşulu [%95±5 bağıl nem, 20±2°C ve %65±5 bağıl nem, 50±5oC ve %4CO2] altında 152 gün boyunca kürlenerek belirli periyotlarda fotokatalitik aktiviteleri belirlenmiştir. Numunelerin fotokatalitik aktivite performansları, kimyasal ve mikroyapısal analizler yapılarak farklı açılardan değerlendirilmiş ve sonuçlar kapsamlı bir şekilde tartışılmıştır. Bu çalışmanın çıktılarının sürdürülebilirliğe büyük katkı sağlayacağı düşünülmektedir.
Anahtar Kelimeler: Çimento Bağlayıcılı Kompozitler, Fotokatalitik Aktivite, NOₓ İndirgeme, Titanyum Dioksit (TiO₂)
|
