Bakteri içeren geopolimer harçların özelliklerinin araştırılması
Investigation of properties of bacterial containing geopolymer mortars
Yazar: FATMA BELİN KAVAZOĞLU
Danışman: PROF. DR. NİYAZİ UĞUR KOÇKAL
Akdeniz Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Son yıllarda geopolimer adı verilen çimento özelliklerine sahip yeni bir malzeme formu geliştirilmiştir. Geopolimer harçlar, Portland çimento harçlarının yerini alma potansiyeli yüksek olan yeni nesil inorganik bağlayıcılardır, fakat betona göre geopolimer daha kırılgandır. Bu nedenle, geopolimere kendi kendini iyileştirmenin kazandırılması oldukça arzu edilir. Çatlak genişliğini kontrol etmek için mikro fiberler kullanılmış ve geniş kimyasal maddeler ilave edilmiştir. Ancak epoksi sistemler, akrilik reçineler ve silikon bazlı polimerler gibi stratejilerin çoğu pahalı ve çoğunlukla çevreye zararlı malzemelerin kullanımını içermektedir. Başka bir yaklaşımda, çatlakları kapatmak ve iyileştirmek amacıyla mikrobiyal karbonat çökelmesini indüklemek için betondaki alkali ortama dayanabilen bakteriler kullanılmıştır. Mikrobiyal karbonat çökelme yöntemi, geopolimerde kendi kendini iyileştirmeyi devreye sokmanın potansiyel bir yoludur. 
Bu çalışmada bakteri kullanarak kendi iyileştiren geopolimer harç özellikleri araştırılmıştır. Daha önce geopolimer harç içerisine bakteri kullanımı neredeyse hiç araştırılmaması sebebiyle çimento içerikli çalışmalar araştırılmış olup Bacillus türü bakteriler kullanıldığı belirlenmiştir. Yapılan deneysel çalışmada Bacillus Subtilis kullanılarak geopolimer harç numuneleri üretilmiştir. Bacillus Subtilis sporları, kapsül veya immobilizasyon olmadan doğrudan geopolimer harca ilave edilmiştir. Numuneler üzerinde fiziksel ve mekanik özellikleri araştırılmış ve alınan harç örnekleri üzerinde SEM analizleri yapılmıştır. Deneysel sonuçlar, bakteri kullanımının hem fiziksel hem de mekanik özelliklerine olumlu etkisi olduğu gözlemlenmiştir. SEM görüntülerinde ise kalsit oluşumu gözlemlenmiş olup çatlak oluşumunu engellediğini göstermiştir.

Abstract:
In recent years, a new material form with cement properties called geopolymer has been developed. Geopolymer mortars are new generation inorganic binders with a high potential to replace Portland cement mortars, but geopolymer is more brittle than concrete. Therefore, it is highly desirable to impart self-healing to the geopolymer. Microfibers are used to control crack width in concrete, while broad chemicals are added to concrete to reduce crack width. However, most strategies such as epoxy systems, acrylic resins and silicone-based polymers involve the use of expensive and often environmentally harmful materials. In another approach, bacteria that can withstand the alkaline environment in concrete are used to induce microbial carbonate precipitation to seal and heal cracks. The microbial carbonate precipitation method is a potential way to enable self-healing in geopolymer.
In this study, self-healing geopolymer mortar properties were investigated using bacteria. Since the use of bacteria in geopolymer mortar was almost never investigated before, cement-containing studies were investigated, and it was determined that Bacillus type bacteria were used. In the experimental study, geopolymer mortar samples were produced using Bacillus Subtilis. Bacillus Subtilis spores were added directly to the geopolymer mortar without encapsulation or immobilization. The physical and mechanical properties of the samples were investigated and SEM analyses were performed on the mortar samples. Experimental results show that the use of bacteria has a positive effect on both physical and mechanical properties. Calcite formation was observed in SEM images and showed that it prevented crack formation.