Hafif malzemeyle daha güçlü bina

Yaşanan son depremler sebebiyle binalarda güçlendirme çalışmaları arttı. Güçlendirmede beton-demir takviyesinden başka karbon elyaf malzeme kullanmak da mümkün. Çelikten hafif, ancak daha kuvvetli olan karbon elyafı tercih etmeden önce binanın dayanıklılık analizinin iyi yapılması gerekiyor.

Kahramanmaraş ve Hatay merkezli depremler yerleşim alanlarında büyük yıkıma sebep oldu. Yeni yapılan birçok binanın dahi riskli olduğu görülürken, binaların dayanıklılığı tartışılıyor. Bu şartlar altında dikkatler, İstanbul’daki binaların güçlendirilmesine çevrildi.

Beton-demir takviyeli geleneksel yöntemlerin yanı sıra ‘karbon elyaf’ teknolojisi de yapıların güçlendirilmesinde kullanılabiliyor.

AVANTAJLARI

Karbon elyaf, en basit ifadeyle ipliksi bir tür madde. Ana bileşimleri karbonlaşmış akrilik elyaf (orlon), katran ve naylon. Karbon elyaf, çelikten 4.5 kat daha hafif olmasına rağmen 3 kat daha dayanıklı.

Karbon elyaf, metallere oranla gerilmeye karşı çok daha sağlam ve hafif bir malzeme. Yüzde 95’ten fazlası karbon atomlarından oluşan bu malzeme, insan saçından daha ince filamentler halinde hazırlanıyor. Bu ürün 3 bin, 6 bin, 12 bin veya 24 bin adet filamentten oluşan iplikler şeklinde üretiliyor. Ardından bu iplikler dokunarak 1 mm’den daha ince kumaş haline getiriliyor.

TEŞHİS VE TEDAVİ

Kumaş gibi kıvrılabildiği için uygulamada avantaj sağlayan bu malzemenin kullanımından önce, güçlendirme yapılacak binaların iyi analiz edilmesi gerekiyor. Bina, yeni yapı olmasına rağmen ağır hasarlı olduğu tespit edilmişse veya deprem riski yüksek zemin üzerine yapılmış ağır hasarlı binaysa güçlendirme yerine kentsel dönüşüm uygulanması öneriliyor. Çünkü bu binaların güçlendirilmesi, yıkıp yeniden yapma maliyetine denk geliyor. Uzmanlar, güçlendirme maliyeti yeniden inşa etme maliyetinin yüzde 40’ını geçiyorsa, kentsel dönüşüme girilmesini öneriyor. Bunlar dışındaki yapılarda karbon elyafla güçlendirmenin yapılabileceği belirtiliyor.

ÜRETİCİ 8 ÜLKE

Dünyada sadece Türkiye, Japonya, ABD, Almanya, Fransa, İngiltere, Çin ve Tayvan tarafından üretilen karbon elyaf, pek çok yerde mukavemeti güçlü metallerin yerini alıyor. Karbon elyaf, rüzgar türbin kanatları, bilgisayar gövdeleri, cep telefonu kasaları ve bin barın üzerinde dayanıma sahip basınçlı kapların üretiminde öne çıkıyor. Karbon elyaf teknolojisinin havacılık sektöründe, denizcilikte, yapı güçlendirmede, enerji nakil kabloları üretiminde Türkiye için fırsatlar barındırdığına dikkat çekiliyor.

NASIL ÜRETİLİYOR?

Karbon fiberin, PAN temelli üretimi dört aşamada gerçekleşiyor: Oksidasyon, karbonizasyon, yüzey iyileştirmesi ve kaplama.

Oksidasyon aşamasında ‘orlon’ maddesi 300 dereceye kadar ısıtılıyor. Bu işlemde malzemedeki hidrojen ayrıştırılıp oksijen ekleniyor.

Bu sayede üretilecek karbon fibere yanmazlık özelliği de kazandırılıyor. Karbonizasyon aşamasında bobinlerdeki orlon, 3 bin dereceye kadar ısıtılarak, maddede yüzde 100 karbonlaşma gerçekleşiyor. Bu işlemde sıcaklığın yüksekliğine göre üretilen karbon fiberin sınıfı belli oluyor. Üçüncü aşama olan yüzey iyileştirmesinde bobindeki orlon, reçineye daha iyi yapışması için elektrolitik ortamda iyileştiriliyor. Kaplama aşamasında ise işlenmiş orlon, reçine ile kaplanıyor.

UYGULAMA YÖNTEMLERİ

Binalarda, karbon elyaf malzemeyle güçlendirme uygulaması şöyle yapılıyor:

1 - Karbon elyaf bantların betona sıkıştırılması: Beton yapıların dayanıklılığını artırmak için kullanılıyor.

2 - Karbon elyafların kaynak yöntemiyle yapıya entegre edilmesi: Bu yöntem, metal yapıların dayanıklılığını artırmak tercih ediliyor.

3 - Karbon bantların yapıya yapıştırılması: Bu yöntem, beton veya metal yapılarda kullanılabiliyor.

4 - Karbon elyafların yapıya döşenmesi: Bu yöntem, beton veya metal yapıların dayanıklılığını artırmak için kullanılıyor.

PAZAR SEGMENTİNE GÖRE DAĞILIM

Rüzgar enerjisi: %25

Uzay: %20

Spor malzemeleri: %10-12

Otomotiv: %10-12

Enjeksiyon kalıplı plastik bileşikleri: %5-8

Basınçlı kaplar: %5-8

İnşaat ve altyapı: %5-8

Diğer segmentler: %15

06 Mart 2023 Pazartesi