Beton ve İnşaat Uygulamalarında Akışkanlaştırıcı Olarak Yeni Nesil Polikarboksilat Eter
Genellikle PCE veya süper akışkanlaştırıcı olarak bilinen polikarboksilat eter, betonu daha güçlü ve işlenebilir hale getirme özelliği ile inşaat sektöründe bir katkı maddesi olarak yaygın kullanım alanı bulmuştur.
PCE’ler, yüksek yapılar ve köprüler gibi yüksek mukavemet gerektiren çok çeşitli uygulamalarda kullanılmaktadır. PCE’lerin en önemli avantajlarından biri, beton işlenebilirliğini iyileştirme kapasiteleridir. Bu özelliği ile PCE’ler, betonun karıştırılmasını, yerleştirilmesini ve kürlenmesini kolaylaştırarak inşaat süreçlerinin daha verimli bir şekilde gerçekleşmesini destekler.
Aynı zamanda ayrışmayı önlemeye yardımcı olabileceğinden, betonun ulaşılması zor alanlara pompalanması veya yerleştirilmesi gerektiğinde önemli avantajlar sağlamaktadır.
PCE’ler, işlenebilirliğini iyileştirmenin yanı sıra betonun mekanik dayanımını da arttırmakta, su-çimento oranını düşürerek belirli su içeriğini azaltmakta ve betonun basınç dayanımını geliştirilmesine destek olmaktadır. Bu, özellikle yüksek binaların veya köprülerin inşası gibi yüksek mukavemetli beton gerektiren durumlarda önem kazanmaktadır.
Melamin formaldehit (SMF) ve sülfonatlanmış naftalin formaldehit (SNF) gibi diğer süper akışkanlaştırıcı türleri ile karşılaştırıldığında, PCE kullanımının çok daha avantajlı olduğu bilinmektedir. Özellikle sıcaklık ve nemdeki değişikliklere karşı daha dirençli olduğundan, işlenebilirlik açısından da tercih edilmektedir.
Beton yapılarda PCE kullanımında dikkat edilmesi gereken önemli bir nokta da hava sürüklenme potansiyelinin kontrolüdür. PCE’lerin malzemenin hava içeriğini artırma eğiliminin bir sonucu olarak betonun gücü ve dayanıklılığı zarar görebilir. (1) Beton,
donma-çözülme döngülerine veya çatlamaya ve parçalanmaya yol açabilecek diğer çevresel değişkenlere maruz kaldığında bu son derece problemli olabilir.
PCE ürünlerinde kıvam koruma ve su kesme özellikleri beton kalitesini zenginleştirmek ve işlenebilirlik açısından geliştirilmesi beklenen parametrelerdir. Reaksiyon Kimya PCE ürün gruplarından RCW 300 NP ve 320 su kesme özelliği ile pazarda kullanım alanı bulmakta RCW 355 ise kıvam koruma ürünü olarak tercih edilmektedir. Tablo 1’de kıvam koruma özellikleri belirtilen Maxflow RCW 355 analiz değerleri listelenmiştir.
Tablo 1’de kıvam koruyucu olarak geliştirilen Maxflow RCW 355, iki farklı denemede %1 ve 1,4 oranlarında kullanılmış ve yayılım testleri gözlenmiştir. Sonuçlar incelendiğinde ürünün yayılımının sırasıyla 610 ve 640 mm olduğu belirlenmiş, 30. dakikada her iki oranda da benzer sonuçlar elde edildiği 60. dakikadan itibaren yayılımın azaldığı belirlenmiştir.
PCE oranının %1 olması durumunda yayılma değeri 120. dakikada dahi yayılım gözlenmiş ancak miktarın 1,4 olarak belirlendiği testlerde başlangıçtaki yayılıma yakın sonuçlar elde edilmiştir. Bu durumda belirlenen formülasyonda ideal ürün oranının %1,4 olduğu anlaşılmakta ancak kum, agrega içeriğine ve diğer katkıların özelliklerine göre miktarların optimize edilmesi önerilmektedir.
Su kesici özelliği bulunan Maxflow RCW 300 NP ürünü için yapılan denemelerde elde edilen sonuçlar ise Tablo 2’de listelenmiştir.
Su kesici Maxflow 300NP Polikarboksilat eter ürünü % 1 ve 1,25 oranında kullanılmış, yayılma basınç değerleri gözlenmiştir. Maxflow 300NP’nin 28. gün yapılan testlerinde basınç dayanımının oldukça yüksek olduğu, oran arttıkça basınç dayanımına olumlu etki verdiği belirlenmiştir.
Başlangıç yayılma değerleri de miktarla orantılı olarak artış göstermiş, ideal yayılma ve basınç dayanımı optimizasyonunun aplikasyonlara göre optimize edilebileceği ancak basınç
dayanımında ürünün oldukça başarılı olduğu gözlenmiştir.
Üçüncü nesil Hiper Akışkanlaştırıcı Olarak Toz Polikarboksilat Eter Polikarboksilat eter (PCE), inşaat sektöründe betonun işlenebilirliğini ve performansını iyileştirmek için kullanılan toz formda bir kimyasal bir katkı maddesidir. Betonun akışkanlığını artırır, dökülmesini ve yayılmasını kolaylaştırır.
PCE’nin çalışması, çimento taneciklerinin dağılması ve su-çimento oranının düşürülerek betonun mukavemetinin ve dayanıklılığının arttırılması prensibine dayanmaktadır.
PCE’nin kullanımı, inşaat projelerinin karbon ayak izini azaltmaya yardımcı olan beton karışımlarındaki çimento içeriğinin azaltılmasını da desteklemekte, Bu sebeple PCE, performansı iyileştirmenin yanı sıra beton karışımlarında çimento talebini azalttığı
için sürdürülebilirliği destekleyen bir malzeme olarak değerlendirilmektedir.
Çimento üretimin sera gazı emisyonlarını olumsuz etkilediği göz önünde bulundurulursa PCE’in inşaat projelerinin karbon ayak izinin azaltılmasına da önemli ölçüde destek sağlayacağı açıktır.
Reaksiyon Kimya A.Ş. tarafından 2015 yılında Tübitak Projesi ile geliştirilen 3. Nesil hiper akışkanlaştırıcı Toz Polikarboksilat Maxflow RCW 500P’ın alçı formülasyonlarında mekanik dayanım ve yayılma testleri Tablo 3’te sıralanmıştır.
Tablo 3’te görüldüğü gibi toz PCE Maxflow 500 P çok düşük miktarlarda kullanıldığında dahi beklenen yayılım değerlerini sağlamış ve 28. gün sonunda oldukça yüksek basınç dayanımı elde edilmiştir.
Ürün Pazar Bilgisi
Türkiye Hazır Beton Birliği’nin 2020 yılı sektör raporlarına göre Türkiye’de beton katkı pazarının 457 bin ton civarında olduğu edilmektedir. (2) Naftalin formaldehit sülfonat melanin formaldehit gibi akışkanlaştıcılardan oluşan yerli akışkanlaştırıcının payı ise toplam üretiminin %80’ini oluşturmaktadır.
Tüm dünya ölçeğinde PCE Pazar Büyüklüğü 7.316 milyon dolar iken, 2021-27 döneminde yıllık %4,2’lik artışlar ile 2027 sonunda 9.735,3 milyon dolara ulaşacağı düşünülmektedir. 7.316 milyon dolarlık dünya PC pazarında toz polikarboksilatların yaklaşık olarak 365 milyon dolarlık bir bölümü oluşturduğu öngörülmektedir. (3)
Avrupa Beton Katkıcıları Federasyonu (EFCA) 2020 verilerini sunduğu raporda Türkiye’nin %40 pazar payı ile beton katkıları alanında Avrupa’daki tüm rakiplerini geride bıraktığını
belirtmiştir. Türkiye’de beton katkısı üretim potansiyeli göz önünde bulundurulduğunda bu alanda yapılacak yatırımların uluslararası düzeyde geniş bir pazara hitap edeceği, ithal ikame ürünlerin ülkemizde üretimi ile Türkiye’nin global pazarda önemli bir yer edineceği öngörülmektedir.
Ülkemizde yaşanan deprem felaketi tüm yapı sektörü için kaliteli ve uzun ömürlü malzeme ve teknolojilerin önemini bir kez daha ortaya koymuştur. Bu doğrultuda kaliteli yerli üretim mottosunu benimseyen Reaksiyon Kimya A.Ş. 2023 yılı haziran ayında tamamlanması beklenen PCE yatırımları ile yıllık 12.000 ton sıvı PCE, 3000 ton toz PCE üretimi hedeflemekte, ve Türkiye pazarında olduğu gibi yurtdışı taleplerin de karşılanmasını hedeflemektedir.
Referanslar
1. Özyıldırım, Ç., Hava Sürükleyici katkıların beton dayanıklılığındaki yeri, 2. Yapılarda katkı Sempozyumu, 2007, 37-52
2. https://www.thbb.org/media/499910/thbb-hazir-beton-sekt%C3%B6r-raporu.pdf
3. https://menafn.com/qn_news_story_s.aspx?storyid=1101182162&title=Global-Polycarboxylate-Ether-PCE-Superplasticizer-
Market-Size-Worth-Around-USD-93429-million-by-2026-from-USD-7316-million-in-2020-at-a-CAGR-of-42-During-2020-2026-with-Top-Countries-Data
Dr. Yasemin İlhan
Satış ve Pazarlama Müdürü
Reaksiyon Kimya A.Ş.
