Beton Yapıların Ömrü Karbon Tekstil Sayesinde Uzatıldı

Kore İnşaat Mühendisliği ve Yapı Teknolojisi Enstitüsü (KİTE) yanmaz karbon tekstil sistemi ile çimento harcı kullanan ve yapı dayanımlarını arttıran bir yöntem geliştirdiğini duyurdu. Yangın direnci arttırılırken inşaat masrafları da %40 oranında düşürüldü. Bu yöntem sayesinde dayanıksız olan eski beton yapıların taşıyabildikleri yük miktarı ikiye katlanıp ömürleri üç katına çıkarılabilir.

Güney Kore’nin köprü, tünel ve konut gibi altyapılarının neredeyse %90’ından fazlası beton ile inşa edilmiştir. Zayıf veya eskimiş beton yapıların güçlendirilmeye ihtiyacı varsa, organik yapıştırıcı kullanılarak yüzeylerine karbon fiber levhalar yerleştirilir ancak organik yapıştırıcılar ateşe karşı hassastır ve ıslak yüzeyleri olan yapılarda kullanılamaz. Eğer bu levhalar neme  maruz kalırsa yapıdan kopup düşebilir.

Liderliğini Dr. Hyeong-Yeol Kim’in üstlendiği bir KİTE araştırma ekibi, eskimiş beton yapılar için hem etkili hem de verimli bir güçlendirme yöntemi geliştirdi.  Bu yöntem, yanmaz karbon tekstil sistemi ve ince bir çimento harcı tabakası ile yapılmış ince ön yapım tekstil donatılı harç (İDH) levhalar kullanıyor. İDH güçlendirme yöntemi yerinde dökülmüş inşaat şeklinde bile kullanılabiliyor. KİTE’nin yöntemi kullanılarak 20 mm kalınlığındaki İDH panelleri yapının yüzeyine yerleştiriliyor, sonra da aralarındaki boşluk yapışkan olarak iş görmesi için çimento şerbeti ile dolduruluyor.

Hem karbon tekstil hem de çimento harcı yüksek yangın direncine sahip yanmaz malzemelerdir. Yani yangın tehlikesine maruz kalmış beton yapıları güçlendirmek için kullanılabilir. İnşaat yöntemi hem ıslak yüzeyler için hem de kışın kullanılabilir ve aralarına su girse bile levhalar asla düşmez. Ek olarak, çelik güçlendirme çubuklarının aksine karbon tekstilde korozyon görülmez. Yani hem buz çözücü malzemelerin sık sık kullanıldığı otoban yapılarını ve otoparklarını hem de bol miktar klorür içeren ortamlarda bulunan açık deniz beton yapılarını güçlendirmek için kullanılabilir.

KİTE’de yapılan bir kırılma testinin sonucuna göre, İDH ile güçlendirilmiş betonların göçme  yükünde güçlendirilmemiş olanlara göre 1,5 kat artış görüldü. Bol klorür içeren bir ortamda ne kadar hizmet ömrünün olduğunu belirlemek için İDH panelinin klorür direnci de test edildi. İDH panelinin kalıcılık testi analizine göre ömrü 100 yıldan fazladır. Bu artışın sebebi KİTE’nin geliştirdiği çimento harcıdır. Bu harç, %50 oranında demir-çelik tesislerinin  yan ürün olarak çıkardığı granüle yüksek fırın cürufü içeriyor. Ayrıca hem bilindik çimento harcından daha yüksek yangın direncine sahip olduğu için hem de neredeyse çimentoya göre  yarı maliyette olduğu  için çok daha avantajlıdır. Yeni geliştirilmiş yöntem, ekonomik verimlilik açısından inşaat masraflarını var olan karbon levha yerleştirme yöntemine göre %40 oranında azaltabilir.

Yeni geliştirilmiş güçlendirme yöntemi, son derece çok yönlü ince İDH panelleri kullanıyor. Bu paneller yapıların ön cephesi olarak, tamir ile güçlendirme malzemesi olarak ve başka çeşitli amaçlar için kullanılabilir. İleride ısı yalıtkanları ile üretilebilirlerse, bu panellerin yangınlara karşı hassas olan yapıların yalıtım malzemelerinin yerini alacağı düşünülüyor.

Dr. Kim, “İDH panelleri daha zahmetsiz üretim ve nakliye için 1’e 2 m boyutunda imal edilip inşaat alanında birleştiriliyor. Panellerin daha etkili şekilde birleştirilmesi için geliştirmekte olduğumuz yöntem 2020 sonunda performans testinden geçecek.” şeklinde belirtti.

Kaynak: https://www.eurekalert.org/pub_releases/2020-10/nrco-csl102120.php