Viridibacillus arenosii ve Bacillus pasteurii bakterilerinin kendi kendini onaran beton dayanımına etkisi
Effect of Viridibacillus arenosii and Bacillus pasteurii bacteria on the strength of self-healing concrete
Yazar: MAJID ATASHAFRAZEH
Danışman: DOÇ. DR. AHMET FERHAT BİNGÖL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Günümüzde en yaygın kullanılan yapı malzemesi olan betonda zaman içerisinde farklı sebeplerle çeşitli miktar ve boyutlarda çatlaklar gelişmektedir. Bu çatlaklar zamanla ilerleyip betonda hasara yol açar. Dolayısıyla çatlak gelişimin engellemesi betonun ömrünü uzatmak için önemli bir husustur. Bu amaçla son yıllarda kendi kendini onaran beton kavramı ortaya çıkmış ve araştırmacılar farklı yöntemler kullanarak beton çatlaklarını engellemek için çeşitli çalışmalar yapmışlardır. Bu yöntemler arasında betonda içi boş lifler, mikro enkapsülasyon, şişen maddeler ve mineral katkılar, bakteriler ve şekil bellekli malzemelerin kullanımı sayılabilir. 
Bu çalışmada bakterilerin betonun kendi kendini onarımı üzerine etkisi araştırılmıştır. Daha önce yapılan çalışmalarda genellikle Bacillus Pasteurii kullanıldığı belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmada literatürde yer alan araştırma sonuçları ile kıyaslamak üzere B. Pasturii ve daha önce betonda kullanılmamış olan Viridibacillus Arenosii kullanılarak harç ve beton numuneleri üretilmiştir. Her iki bakteri türü 107, 108 ve 109 CFU (canlı hücre/ml) konsantrasyonlarında numunelere ilave edilmiştir. Bazı gruplara besin olarak kalsiyum laktat eklenmiştir. Ayrıca kür koşullarının etkisini belirlemek için normal su kürü ve bakterili su kürü uygulanmıştır. Numuneler üzerinde basınç ve çekme dayanımları belirlenmiş ve alınan örnekler üzerinde SEM fotoğrafları çekilmiş ve XRD ölçümleri yapılmıştır.
Deneysel sonuçlar her iki bakterinin de 108 CFU oranında kullanıldığında en yüksek dayanımları sağladığını ortaya koymuştur. Gerek deney sonuçları ile belirlenen dayanım artışı, gerekse de SEM fotoğraflarında elde edilen görüntüler bakterilerin betonda besini tüketerek CaCO3 (kalsit) oluşturduğunu ve böylece betondaki çatlak gelişimini engellediğini göstermiştir. Sonuç olarak B. Pasturii ve V. Arenosii bakterilerinin uygun besin ile birlikte kullanılması durumunda, betonda çatlak gelişimini engellemede olumlu etki yaptığı ve dayanımlarda artışa sebep olduğu belirlenmiştir.

Abstract:
Concrete, which is the most widely used building material today, develops cracks in various amounts and sizes with different reasons over time. These cracks progress over time and cause damage to the concrete. Therefore, the prevention of crack growth is an important factor in extending the life of concrete. For this purpose, the concept of self-healing concrete has emerged in recent years and researches have made various studies to prevent concrete cracks by using different methods. These methods for self-healing concrete include hollow fibers, microencapsulation, inflatable materials and mineral additives, bacteria and shape memory materials.
In this study, the effect of bacteria on self-healing concrete was investigated. Previous studies have generally used Bacillus Pasteurii. In this experimental study, mortar and concrete specimens were produced by using B. Pasturii and also Viridibacillus Arenosii, which were not studied previously, in order to compare with B. Pasturii research results. Both bacterial species were added to the samples in quantities of 107, 108 and 109 CFU (Coloni Forming Unit). Some groups were supplemented with calcium lactate as nutrient. In addition, normal water and bacterial water cure have been applied to determine the effect of curing conditions. compressive and tensile strengths were determined on the samples and SEM photographs and XRD measurements were take on the specimens chosen from the test specimens.
The experimental results showed that the best results were obtained in the case of using 108 CFU bacteria in both group. Both the increment in strength determined by the test results and the SEM photographs show that the bacteria consume nutrients in the concrete to form CaCO3 (calcite) and thus prevent crack growth in the concrete.
As a result, B. Pasturii and V. Arenosii bacteria were found to have a beneficial effect on preventing crack growth in concrete upon using with a proper nutrition.