Antibakteriyel çimento nedir? Sağlık açısından daha güvenli bir ortam sağlanması için yapı sektöründe, gri ve beyaz çimento ile üretilen harçlara antibakteriyel yetenek kazandırılması ve dış mekândaki dış etkilere maruz kalan yapı malzemelerine ışık etkisiyle kendi kendini temizleme özelliği kazandırılmasıyla oluşturulan yeni bir çimentodur. Bu yazımızda Titanyum dioksit yani TiO2 uygulanmış çimentonun “kendi kendini temizleme özelliği” konusunu ele aldık.
Konu hakkında daha fazla bilgi için Kendini Temizleyen Beton (Nano TiO2) Nedir? adlı içeriğimize göz atabilirsiniz.
Neden Antibakteriyel Çimentoya ihtiyaç var?
Nüfusun arttığı bir toplumda günden güne büyüyen şehirlerin varlığı ve kaçınılmaz bir gerçektir. Bu sebeple yaşam alanı ihtiyacı bir problem haline gelmektedir. Bu soruna karşı geliştirilen çözüm yollarından biri de dikey yapılaşma olarak karşımıza çıkmaktadır. Dikey yapılaşma ile birlikte betonarme yapılar sağlamlılıkları, dayanıklılıkları ve uzun ömürlülükleri açısından tercih edilmeye başlanmaktadır. Çok katlı betonarme yapıların yaygınlaşmasıyla birlikte insanların bu alanlarda geçirdikleri yaşam süresi de önemli ölçüde artmaktadır. Yaşam sürelerini geçirdikleri alanlarda mikroorganizmaların, kolaylıkla bireyden bireye aktarılmasına ve bulaşıcı hastalıkların artmasına sebep olduğundan yaşanılan ve çalışılan ortamlarda kullanılan ürünlerde hijyenin sağlanması ve mikroorganizmaların yok edilmesi gerekmektedir.
Antibakteriyel Çimentonun yapısı nasıl oluşmaktadır?
Mikroorganizmaların çoğalmasının önüne geçilmesi amacıyla betonun iç yapısında değişiklikler oluşturmakta ve bu sayede çeşitli endüstrilerde hâlihazırda elde edilmiş olan antibakteriyel özellikleri betona kazandırma fikri gündeme gelmektedir. Son zamanlarda bu amaca yönelik olarak fotokatalitik oksidasyon, gümüş ve bazı ağır metal içeren antimikrobiyal sistemler ile ilgili araştırmalar gerçekleştirilmektedir.
Fotokatalitik özellik gösteren malzemelerin başında anataz formunda titanyum dioksit (TiO2) gelmektedir. Fotokatalitik sistemler, ultraviyoleye (UV) maruz kaldığında aktif oksijen oluşumuna sebep olmaktadır.
Aktif oksijen, fotokatalitik malzemenin bulunduğu alanda organik maddelerin oksitlenmesi;
- Bakterilerin ölmesi,
- Organik lekelerin temizlenmesi
- Havadaki rahatsız edici kokulardan arındırılma gibi gibi özelliklere sahiptir.
Bu malzemelerin en etkin olduğu alanlar UV ışınımını sağlayan fotokatalitik kaplamaların hava temizleme sistemleridir
Ag+1, Cu+2, Zn+2 bilindiği üzere gibi bazı metal iyonları bakterilerin metabolizmalarına girmekte ve enzimlerini etkisiz hale getirmektedirler. Diğer bazı sistemler ise hidrojen peroksit oluşturarak bakterilerin ölmesine sebep olmaktadır.
TiO2
Çimento esaslı kompozit malzemeler üretilirken malzemelerin içerisine TiO2 ilave edilerek söz konusu elemanların fotokatalitik özellik kazanması ve yüzey kirleticilerinden arınmasını sağlayan çalışmalar bulunmaktadır. Fotokatalitik özelliğe sahip kendi kendini temizleme yeteneğine sahip titanyum dioksit içeren beton, harç, derz ve çimentoların bu özellikleri sayesinde bakım masrafları azalmakta ve büyük bir iş gücü ve zaman kaybı önlenebilmektedir. Hatta bir grup araştırmacı, UV ışık etkisinde TiO2 ile kaplanmış yüzeyin ıslanmasındaki belirgin değişikliği bularak yüzeyi çeşitli kirleticilerin yapışmasından koruyabildiğini keşfetti. UV ışık altında yüzeye gelen suyun temas açısının TiO2 yüzeyine yerleşme eğiliminden dolayı azalmasından dolayı yüzey bu aşamada hidrofobisite adı verilen su geçirmez duruma gelmektedir. Bu hidrofibisite oksidatif özelliklerin birleşmesi ile TiO2 uygulanmış yüzeylerin herhangi bir bakıma ihtiyaç duyulmaksızın güneş ışığı altında uzun süre temiz kalmasını sağlayabilmektedir. Bu özelliğe “kendi kendini temizleme özelliği” adı verilmektedir.
Titanyum dioksit ve Çinko oksit betonun içinde nanoparçacık olarak kullanılmaktadır. Bu parçacıklar yüzeylere
tabaka halinde uygulandıklarında fotokataliz ile yüzey aktivitesini arttırırlar. TiO2 fotokatalizi UV ışığı altında boşluk (h+) ve elektron çifti (e–) yüzeydeki H2O ve O2 ile reaksiyona girer. Reaksiyon sonucu hidroksit iyonu (OH–) ve süperoksit iyonu (O-2) oluşur. Aynı zamanda TiO2 fotokatalizi ile hidrokarbonların CO2 ve H2O ayrışması da gerçekleşir ve bu oluşum kendi kendini temizleyen yüzeyler ile ilgili çalışmalarda ele alınan temel reaksiyondur. Bu zincir reaksiyonlar ile TiO2 uygulanmış yüzeylerin maruz kaldıkları kirleticilerin yapı taşlarına ayrışması ve bu sayede temiz kalması sağlanmaktadır. Hijyen gerektiren ortamlara duyulan ihtiyacın artması ve sürekli yapay hijyen sağlamanın maliyetli ve düşük etkili olması sebebiyle yapılarda iç mekanlarda kullanılan yapı malzemelerinde anataz yapıda TiO2 tozu, zeolit, gümüş iyonları içerikli antimikrobiyal toz ve antimikrobiyal özellikli sıvı mergal farklı oranlarda eklenerek numuneler üretilerek yapı malzemelerinin antibakteriyel çimento özelliklerinin geliştirilmesi sağlanabilmektedir.
Kullanılan Kaynaklar:
Beton Özellikleri: Kendini Temizleyen Beton (Nano TiO2) Nedir?
