Rusya, Azerbaycan, Lübnan ve Türkiye’den bilim insanlarının ortak araştırması, kahve telvesinden üretilen biyokarbon ile daha dayanıklı ve çevreci beton üretimini mümkün kılıyor.
Kahve telvesinden elde edilen biyokarbon, geleneksel beton teknolojilerine kıyasla daha düşük çimento kullanımı ve artırılmış dayanıklılık sunuyor. Rusya’nın Don Devlet Teknik Üniversitesi (DSTU) liderliğinde yürütülen araştırmada uluslararası bir ekip, kahve atıklarının betonda kullanımını mümkün kılan yenilikçi bir yöntem geliştirdi. Kahve telvesinden elde edilen biyokarbon, beton karışımına eklenerek hem çimento tüketimini yaklaşık %10 oranında azaltıyor hem de betonun dayanıklılığını artırıyor.
Dünya genelinde yılda yaklaşık yedi milyon ton kahve üretimi yapılıyor ve bu da 14 milyon ton ıslak kahve atığına yol açıyor. Araştırmacılar, bu devasa atık miktarının çevreci bir çözüme dönüştürülmesinin, hem atık yönetimi hem de inşaat sektörü için çok önemli olduğunu vurguluyor.
Kahve telvesi nasıl biyokarbona dönüştürülüyor?
Organik materyallerin, örneğin kahve telvesinin, doğrudan betona eklenmesi mümkün değildir çünkü bu maddeler betonun yapısal bütünlüğünü zayıflatabilecek kimyasallar salar. Bu sorunun önüne geçmek için ekip, kahve telvesini 400°C’de ısıtarak oksijeni uzaklaştırdı ve elde edilen karbon zengini gözenekli yapıya sahip biyokarbonu ince bir toz haline getirdi.
Araştırmacılar, beton karışımının ağırlığının yaklaşık %4’ünü biyokarbondan oluşturduğunda en iyi fiziksel ve mekanik özelliklerin elde edildiğini belirtiyor. Bu oranda kullanıldığında biyokarbon, betonun yapısını daha yoğun ve homojen hale getirerek mukavemetini artırıyor.
Biyokarbonlu betonun öne çıkan avantajları
DSTU İnşaat Fakültesi’nden Prof. Sergey Stelmakh, biyokarbonun rasyonel dozlarda (%8’e kadar) kullanıldığında bir mineral dolgu maddesi gibi davrandığını belirtiyor. Biyokarbonun ince tanecikleri, betonun iç yapısını daha sıkı hale getirerek dayanıklılığını artırıyor ve daha homojen bir yapı oluşturuyor.
Mikroskobik analizler, biyokarbonun betonda eşit bir şekilde dağıldığını ve zayıf bölgeler oluşmadığını gösteriyor. Bu da yapısal güvenliği artırıyor ve betonun uzun ömürlü olmasını sağlıyor.
Türkiye için sürdürülebilir inşaat fırsatları
Bu yenilik, kahve tüketiminin yaygın olduğu ve inşaat sektöründe sürdürülebilirlik hedeflerinin öne çıktığı Türkiye için büyük bir potansiyel taşıyor. Türkiye’de inşaat sektörü, GSYİH’nin yaklaşık %6’sını oluştururken, ülke genelinde her yıl ortalama 1 milyon yeni konut inşa ediliyor. Bu büyük hacim, biyokarbonlu beton gibi sürdürülebilir malzemelerin yaygınlaşması için önemli bir fırsat sunuyor.
Kahve atıklarının biyokarbona dönüştürülerek betonda kullanılması, hem çevresel ayak izini azaltabilir hem de inşaat maliyetlerini düşürebilir. Özellikle büyük şehirlerdeki konut ve ticari yapı projelerinde bu yöntemin benimsenmesi, atık yönetimi ve enerji verimliliği açısından da katma değer sağlayabilir.
Dayanıklılık testleri ve uygulama
Araştırma ekibi, biyokarbon katkılı betonun uzun vadeli performansını değerlendirmek üzere yeni çalışmalara başlayacak. Bu çalışmalar, ASTM C666 standardına uygun şekilde dona dayanıklılık, basınçlı su testiyle su geçirmezlik ve nem-dalgalanma döngülerine karşı direnç analizlerini içerecek.
Laboratuvar koşullarında, 28 günlük kür sürecini tamamlayan numuneler, kontrollü sıcaklık ve nem ortamlarında test edilerek dayanıklılık verileri toplanacak. Testlerde, özellikle don direnci, su geçirmezlik ve sürekli suya maruz kalma durumlarının etkileri analiz edilecek. Bu veriler, biyokarbonun farklı iklim ve çevre koşullarındaki dayanımı hakkında değerli bilgiler sağlayacak.
Bu yenilikçi yöntemin, kahve üreticisi ve tüketicisi olan ülkelerde yaygınlaşması bekleniyor. Brezilya, Vietnam, Kolombiya ve Endonezya gibi kahve ihracatçısı ülkelerin yanı sıra Türkiye gibi büyük tüketici pazarlarında da bu yöntem, sürdürülebilir inşaat çözümlerinin önemli bir parçası olabilir.