HAKKIMDA
Yapı malzemeleri hakkında derin bir tecrübe ve bilgi birikimine sahip olan Dr. Yeşim Tarhan’ın çalışmaları aşağıda özetlenmiştir;
YÜKSEK LİSANS
Yüksek lisans tez çalışmasında yıkıntı atıklarından geri dönüştürülmüş agreganın betonda kullanımını ele almış, soğuk bölgelerde kritik bir husus olan donma-çözünme etkisi bakımından değerlendirmeler yapılmıştır. Atık malzemelerin değerlendirilmesiyle inşaat sektöründe sürdürülebilir malzeme kullanımını teşvik eden ilgili tez çalışması ve bilimsel makaleye aşağıdaki bağlantılardan ulaşılabilinir.
Tez çalışmasının bilimsel makaleleri için tıklayınız;
- Effect of recycled concrete aggregate, air entraining admixture and maximum aggregate particle size on the behavior of concrete under freeze-thaw cycles
- Compressive strength and capillary water absorption of concrete containing recycled aggregate
- Geri kazanılmış agregalı betonların donma-çözülme etkisi altındaki yol ve saha betonlarında kullanımı
DOKTORA
Yeşim Tarhan’ın doktora tez çalışması, ülkemizde 3D baskı beton ve harç karışımları üzerine gerçekleştirilen ilk kapsamlı araştırmadır. Tarhan, donma-çözünme etkilerine dirençli 3D baskı özelliklerine sahip bir beton karışımı geliştirerek, bu karışımın baskılama yönüne dik ve paralel olarak alınan karot numuneler üzerinde 3D baskı betonların anizotropik karakterinin mühendislik özellikleri üzerindeki etkisini detaylı bir şekilde incelemiştir.
Üretilen beton karışımının belirgin özelliklerinden biri, baskılama-karıştırma sürecinin devam ettiği sürece işlenebilir kıvamını korumasıdır. Ayrıca, baskılama tamamlandığında alt tabakalarda stabilitesini sürdürerek üst tabakaları taşıyabilecek sertliğe ulaşabilen tiksotropik bir karaktere sahip olması, bu beton karışımını 3D beton yazıcıları için ideal bir mürekkep haline getirmiştir.
Tarhan’ın çalışması, 3D baskı beton teknolojisinde önemli bir adım olarak değerlendirilebilir. Geliştirilen bu özel karışım, dayanıklılığı, işlenebilirliği ve tiksotropik karakteriyle 3D baskı uygulamalarında yeni olanaklar sunmaktadır. Bu çalışma, ülkemizde inovasyon ve sürdürülebilir inşaat malzemeleri alanındaki araştırmalara önemli bir katkı sağlamaktadır.
Tez çalışmasının bilimsel makaleleri için tıklayınız;
DOKTORA SONRASI
Post-Doktora çalışmaları kapsamında 2020’de Polytecnic of Leiria Üniversitesi, Portekiz’de Profesör Helena Bartolo ile toprak esaslı 3D baskı için harç karışımları üzerinde araştırmalar yürüttü. Çalışmalarının ana motivasyonu toprak tabanlı malzemelerin 3D yazıcılarla kullanılabilir hale getirilmesi, geçmişle geleceğin inşaat teknolojisi arasında köprü kurarak sürdülebilir bir geleceği mümkün kılmak olmuştur. Bu çalışmalar çimento kullanımından ortaya çıkan ekonomik ve çevresel problemleri azaltmak için asırlardır kullanılagelen sürdürülebilir toprak tabanlı malzemelerin inşaat sektörüne yeniden kazandırılması çabalarına yenilikçi bir katkı sağlamıştır.
Dr. Yeşim Tarhan Portekizde yaptığı çalışmalarla inşaatta sürdürülebilirlik üzerine çalışmalar yürüten bilimsel topluluğun dikkatini çekmiş ve 2022 yılında avrupa birliği tarafından fonlanan RILEM TC PEM komitesine davet alarak seçilmiştir. 2022 yılında TÜBİTAK-2219 programından aldığı destekle Dr. Arnaud Perrot ile Bretagne Sud Üniversitesi, Fransa’da üç boyutlu baskılanabilir toprak, kireç ve beton karışımlar tasarlamış ve 3DP ile inşaat yönteminin takviyelendirme sorununa çözümler geliştirmek için çalışmalar yapmıştır. Sonuçların ileri bir tartışmayla ele alındığı diğer makalelerin basımları tamamlandığında buradan ulaşılabilinecektir.
UZMANLIK
Dr. Tarhan sürdürülebilir veya çimento esaslı harç ve beton karışımların tasarımında ileri bilgi birikimiyle uygulayıcıların istek ve sorunlarına danışmanlık sağlayarak ülkemizdeki yapıların insanların güvenle yaşayabileceği hanelere dönüştürülmesine ve dijitalleşen inşaat sektöründeki yeniliklerin ülkemize kazandırılmasına böylelikle millete, vatana ve ülke ekonomisine katkıda bulunmaktan kıvanç duyacaktır.
Geleneksel ve özel beton.
Dr. Tarhan, geleneksel beton karışımlarına ilave olarak, yüksek dayanımlı, lif takviyeli, kendiliğinden yerleşen, ağır ve hafif betonlar gibi özel beton tasarımlarında da uzmanlığa sahiptir. Çimento kimyası, kimyasal ve mineral katkılar, taze ve sertleşmiş beton deneyleri üzerinde haiz olduğu mühendislik deneyimleri sayesinde, ihtiyaca özel beton tasarımları geliştirebilecek yeteneklere sahiptir. Beton teknolojisinin çeşitli yönlerindeki bilgi birikimi sayesinde mühendislik gereksinimlerini karşılayan beton çözümleri formüle etme konusundaki yeteneğini ortaya koyarak, inovatif ve özel beton karışım tasarımları alanında önemli bir uzmanlık sunmaktadır.
3D baskılanabilir beton ve sürdürülebilir karışımlar.
Üç boyutlu baskılama ile inşaat, genellikle yüksek enerji yoğunluğuna sahip çimento esaslı karışımlara odaklanmaktadır. Öte yandan, atık oluşumunu en aza indirerek sürdürülebilirliğe katkıda bulunan 3DP inşaat yöntemiyle inşaat sektöründe uzun süredir kullanılan toprak ve kireç gibi sürdürülebilir malzemelerin birleştirilmesi, sürdürülebilir bir geleceğe yönelik önemli bir adım olabilir. Bu ve benzeri yerel olarak bulunan malzemelerin kullanılması, inşaat sektöründe hızlı ve dışa bağımlı olmadan,hatta Ay ve Mars gibi farklı gezegenlerde, yapıların inşaasını mümkün kılabilir.
Dr. Tarhan, yalnızca çimento tabanlı değil, aynı zamanda toprak, kireç ve polimer tabanlı sürdürülebilir karışım tasarımların üretiminde uzmanlık sahibidir. Ayrıca, bu karışımları üç boyutlu baskı gereksinimlerini karşılayacak şekilde tasarlayabilme yeteneğine sahiptir.
Üç Boyutlu Baskı (Three Dimentional Printing - 3DP) İnşaat
Üç boyutlu baskı (Three Dimentional Printing – 3DP), endüstriyel üretim, havacılık, tıp ve askeri uygulamalar da dahil olmak üzere çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılan oldukça etkili bir üretim tekniğidir. Eklemeli veya dijital üretim olarak da adlandırılan bu yöntem, bilgisayar destekli tasarım (CAD) kullanılarak oluşturulan karmaşık tasarımlı ve özelleştirilmiş üç boyutlu modeller hakkındaki bilgilerin, nesneleri katman katman inşa eden bir üç boyutlu yazıcıya iletilmesini içerir. 3DP yönteminin yapısal elemanlar ve yapıların inşaasında kullanımı inşaat endüstrisinde yeni bir çağ anlamına gelmektedir.
3DP yöntemi ile inşaat için beton baskılanabilirlik, inşaa edilebilirlik, işlenebilirlik, çalışma süresi ve katmanlar arası bağ dayanımı gibi birtakım özel niteliklere sahip olmalıdır. Baskılanabilirlik, betonun fiziksel özelliklerinde herhangi bir değişiklik olmaksızın pompa, aktarım borusu ve baskı ağzından geçebilmesidir. İnşa edilebilirlik, bir sonraki beton katmanı basılı katmanın üzerine yerleştirilmeden önce alttaki beton katmanının sertleşebilme ve diğer katmanları taşıyabilme kabiliyetidir.
Bu iki nitelik, betonun baskılanabilmesi için gerekli olan en önemli iki karakteristik özelliktir. İhtiyaç duyulan işlenebilirliğin belirlenmesi, geleneksel betonun işlenebilirliğinden farklı olarak baskılanabilirlik için uygun reolojk özelliklere sahip beton karışımının baskılama süreci devam ettikçe çalışılabilir kıvamını korurken baskılamanın tamamlandığı alt katmanların üst katmanlardan gelecek yükü taşıyabilmesi için prize başlamasını gerektiren paradoksal bir süreçtir.
Üç boyutlu baskı betonun işlenebilirliği, çevresel koşullardaki (sıcaklık, nem, hammadde nemi vb.) küçük değişikliklerden etkilenebilir olduğundan titiz bir tasarım ve uygulama birlikteliği gerektirmektedir. Katmanlar arasındaki bağ dayanımı: 3D baskı yönteminin doğası gereği baskılanan beton katmanlar arasında bir temas yüzeyi oluşur.
Bu bölge inşaa edilen yapı ya da yapısal elemanın geri kalanından daha zayıftır ve telafisi için baskılanan beton tasarımında ve/veya ileri özel tekniklerle ele alınmayı gerektirmektedir. İlave olarak baskı sürecini ve nihai yapının beton dayanımını doğrudan etkileyen agrega boyutunun ve su-çimento oranının belirlenmesi de 3DP betonun gerekli reolojik özelliklerinin eldesinde kritik önem taşımaktadır. Ayrıca, yöntem geleneksel betonda dayanıma olan katkısı ortaya konulmuş uçucu kül, silis dumanı ve cüruf gibi atık malzemelerin 3DP beton’a dahil edilmesine elverişlidir.
Avantaj ve Eksiklikleri
İnşaat sektöründe 3DP yöntemi, karmaşık geometrilerin bile hızlı ve uygun maliyetli bir şekilde oluşturulmasını sağlayarak gelişmiş bir otomasyon yeteneği sunar. Yöntem, geometrik özgürlük, kısa tedarik zinciri, enerji tasarrufu, atık azaltımı, kalıp ile işçilik maliyetlerinden tasarruf gibi pek çok avantajı beraberinde getirir.
3DP ile inşaat, karmaşık geometrilerin daha kolay üretilmesine imkân tanıyarak mimari tasarımlarda sınırsız olanaklar sunar. Kalıp gereksinimini ortadan kaldırması ve süreci hızlandırması büyük ölçekli yapıların dahi hızlı üretimine olanak tanıyarak üretkenliği artırır. Yöntemin karmaşık şekil ve geometrilerin oluşturulmasına izin vermesi, sadece uygun maliyetli ve çevre dostu olmasını sağlamakla kalmaz, aynı zamanda inşaat için gerekli malzeme miktarını azaltarak yapıların ağırlığını düşürür ve sismik etkilere daha az duyarlı yapıların inşasını mümkün kılar.
Yöntem, inşaat sektöründe kitlesel özelleştirmenin sınırlarını zorlayarak mimarların yaratıcılığına geniş bir alan sunar. Geleneksel yöntemlerin kısıtlamalarından uzaklaşarak, inşaat sektörünü çeşitli kitlesel özelleştirme olanaklarıyla zenginleştirir.
Ayrıca, geleneksel yöntemlerle zor ve maliyetli olan karmaşık geometrili yapılar, 3DP teknolojisi ile kolayca üretilebilir hale gelir. Bu teknoloji, teknik ve ekonomik açıdan daha önce mevcut olmayan yenilikçi yapıların geliştirilmesini hızlandırabilir. Ancak, 3D teknolojisi ile yapılan konstrüksiyonların, mekanik kurallara uygun olması, yapısal eleman ve yapı ölçeğinde yeterli deneysel ve sayısal çalışmaların ışığında standart ve yönetmeliklerin geliştirilmesi gerekmektedir. Yöntem daha yenilikçi tasarımları teşvik edecek, ancak bu tasarımların daha rasyonel olması gerekecektir.
Temel zorluklardan biri, üç boyutlu yazıcılarla uyumlu yazdırılabilir niteliklere sahip çimento malzemeleri elde etmektir. Yüksek yapıların inşaa edilebilmesi için aşılması gereken önemli bir zorlukta donatılandırma problemidir. İlave olarak, çevre dostu yapılar inşa etmek için 3D beton süreçlerinde atık ve geri dönüştürülmüş malzemelerin kullanımı artırılmalıdır. Dahası, çimentonun olumsuz çevresel sonuçlarını azaltmak ve geleceğin inşaat teknolojisi ile sürdürülebilir bir geleceğin kurulmasına katkıda bulunmak için üç boyutlu baskılanabilir ekolojik karışımların tasarlanması kritik bir öneme sahiptir.
Yöntemin yaygınlaşmasını engelleyen sorunların çözülmesi ancak uzmanların ve uygulayıcıların birlikte varolduğu kapsamlı araştırma geliştirme faaliyetleri sayesinde mümkün olabilir. Böylece yöntem tam potansiyeline ulaştırılabilineceğinden ondan geleceğin inşaat teknolojisi olarak söz etmeliyiz!