Beton

Geleneksel Çeliğe Alternatif Olarak Fiber Takviyeli Beton

Sürdürülebilir yapılara olan talep artışı ve çelik gibi ham maddelerin temininde sorun olması, fiber takviyeli betonu, prefabrik, hazır beton ve püskürtme beton dâhil inşaatlar için daha popüler bir seçim hâline getirdi.

Lifler, betonu büzülmeden kaynaklanan çatlamaya ve kuruma büzülmesine karşı önemli ölçüde daha dirençli hâle getirerek daha uzun ömürlü, son derece dayanıklı bir son ürün ortaya çıkarır. Hatta bazı fiber türleri inşaat süresini büyük ölçüde azaltabilir ve bazı uygulamalarda geleneksel çeliğe olan ihtiyacı ortadan kaldırabilir.

Betonda Neden Lif Kullanılır?

İnşaat demiri ve çelik hasır gibi geleneksel çeliğe uygun maliyetli, dayanıklı ve hatta sürdürülebilir bir alternatif olarak kabul edilen lif takviyeli beton, çeşitli avantajlara sahiptir:

  • Plastik ve kuruma rötre çatlaklarını önler
  • Daha hızlı inşaat süreleri ve daha düşük işçilik maliyetleri sağlar
  • Beton kesiti boyunca eşit dağılımla çelik hasır ile aynı seviyede takviye sağlar
  • Geleneksel çelik inşaat demiri ve çelik hasırı desteklemek için sehpa ihtiyacını ortadan kaldırır
  • Büyük beton kuruluşları tarafından iyi tanınmış ve endüstri standartlarına göre test edilmiştir

Sentetik Elyaflar Çelikle Nasıl Karşılaştırılır?

Mikro sentetik elyaflar, kaynaklı hasır üzerindeki plastik büzülme çatlamasına karşı üstün direnç sağlarken, kuruma büzülmesi, yapısal yük veya diğer stres türlerinin neden olduğu daha fazla çatlak genişliğinde açıklıklara karşı dirençli değildir. Bununla birlikte, yerleştirme sırasında betonun çatlama direncini, dağılmasını, donma-çözülme dayanıklılığını ve homojenliğini geliştirmek için her türlü betonda kullanıma uygundur. Mikrofiberler, fiber türüne ve uygulama tipine bağlı olarak 0,3 – 0,9 kg/m3 arasında değişen dozaj oranlarıyla 12 – 19 mm uzunluklarda kullanılabilir.

Makro sentetik elyaflar yalnızca plastik büzülmeye karşı direnç sağlamakla kalmaz, aynı zamanda uygun şekilde tasarlandığında betonun dayanıklılığını, tokluğunu ve sınırlı yapısal kapasitesini de arttırır. Geleneksel donatıya eş değer miktarlarda dozlanan bu lifler, beton kesit boyunca üç boyutlu olarak dağıtılır. Makro sentetik fiberler çelik fiberlerin kullanımına benzetilebilir, ancak daha hafif olmaları, aşındırıcı olmayan yapıları ve yüksek pompalanabilirlikleri nedeniyle genellikle yerleştirilmesi ve bitirilmesi daha kolaydır. Makro elyaflar tipik olarak 38 – 50 mm uzunluğunda olup, dozaj oranları elyaf ürününe ve uygulama tipine bağlı olarak 1,8 – 9,0 kg/m3 arasında değişmektedir.

Plastik betonun büzülme çatlamasını kontrol etmek için kullanılan mikro fiber takviyesi

Peki sentetik elyaflar, çelikle rekabet edebilir mi?

Makrofiberler çeliğe eş değer dayanıklılık ve artık dayanım kapasitesi sunar. Yeterli bir fiber tasarımının gerçekleştirildiği varsayıldığında, makro sentetik fiberler genellikle çeliğe kıyasla 5-10 kat daha az malzeme ağırlığı gerektirir ve bu da yerinde taşıma ve depolamayı kolaylaştırır. Ayrıca manyetik ve aşındırıcı değildir; bu da onları estetik ve güvenliğin önemli olduğu dış kaplamalar için ideal kılar. Makro elyaf içeren beton aynı zamanda bir miktar esnek hâle gelir, pompalama hatları ve ekipmanı için neredeyse aşındırıcı değildir.

Sentetik makrofiber takviyesi

         

Tipik çelik fiber takviyesi

BETON ZEMİN

Makrofiber takviye, inşaat demiri ve çelik hasıra göre maliyet tasarrufu sağlar

Beton zeminlere erken yaşta çatlama direnci sağlayan fiber takviye, sıcaklık/büzülme çatlağı kontrolü ve sınırlı yapısal uygulamalar için geleneksel çeliğin yerine kullanılabilir. Makrofiberlerin sunduğu üç boyutlu takviye aynı zamanda aşınmaya, yorulmaya ve darbelere karşı daha fazla dayanıklılık sunarken, gelişmiş dayanıklılık sayesinde hizmet ömrünü de artırır. 

Makrofiber çatlamaya karşı üç boyutlu güçlendirme sağlar

Ayrıca, beton matrisin artan çekme kapasitesi, genel büzülme gerilimlerini azaltabilir, bu da daha fazla derz aralığına olanak tanır. Makro sentetik ve çelik fiberli zemin tasarımlarında kontrol derz aralıklarının arttırılmasını destekleyen başarılı örnekler ve önemli sektör araştırmaları mevcuttur. Bu genellikle ileri kimyasal katkıların kullanıldığı geliştirilmiş beton karışımı tasarımlarının yanı sıra uygun yerleştirme ve kürleme uygulamalarıyla desteklenir.

Bazı elyaf üreticileri derzsiz zeminler üzerinde de deneyler yapmıştır. Derz aralıklarını geleneksel inşaat uygulamalarının ötesine taşımak için dikkate alınması gereken birçok faktör vardır. Düşük su/çimento oranı, daha düşük çimento içeriği ve yeterli kürlenme ile rötre azaltıcı ve/veya telafi edici katkılar, kıvrılma ve rötre çatlakları riskini azaltan parametrelerdir. Uygun alt zemin hazırlığı, yerleştirme, derz kesimi derinliği, kürleme süresi ve çevresel etkiler gibi diğer faktörler de değerlendirilmelidir.

Mühendislik ve şartname gerekliliklerinin karşılandığından emin olmak için endüstriyel döşeme inşaatı projesinden önce test ve doğrulama yapılması önemle tavsiye edilir. Bu genellikle, potansiyel derz aralığı ölçümlerinin tartışılmasına yol açan genel büzülme özelliklerini belirlemek için önerilen beton karışımı tasarımı üzerinde büzülme testleri ile yapılır.

BETON KAPLAMA

Makro fiber takviyeli beton kaplama

Fiber takviyeli beton aynı zamanda mevcut yol kaplamalarının ve köprü tabliyelerinin yeniden kaplanması ve rehabilitasyonu için uygun maliyetli, sürdürülebilir bir çözümdür. Aslında, birçok ulaşım kurumları, hizmet ömrünü artırmak ve uzun vadeli bakım maliyetlerini azaltmak için, geleneksel çelik yerine makrofiberleri teşvik ediyor. Yeni yol kaplamaları, tam kapsamlı yenileme ve tamirat sistemleri için performansa dayalı spesifikasyonlar geliştiriyor.

Makro sentetik fiberler, geleneksel donatılı zeminlerin maliyetini ve imalat süresini önemli ölçüde azaltır, hatta tamamen ortadan kaldırırken, şantiyede daha az çevresel etkiyle kolayca yerleştirilen beton kaplamalar üretilir.

BETON DUVAR SİSTEMLERİ

Makro sentetik fiberler aynı zamanda neredeyse her türlü beton duvar uygulamasında çelik donatıya alternatif olarak da kullanılabilir. Dozaj oranları, standartlaştırılmış test yöntemleri ve endüstri uygulamaları tarafından desteklenen mukavemet hesaplamalarına dayanmaktadır. Bu, daha dayanıklı beton üretirken zaman ve işçilik maliyetlerini önemli ölçüde azaltır. Bu lifler aynı zamanda istinat duvarı gibi duvar uygulamalarında da çelikle aynı dayanım kapasitesini sağlayabilmektedir.

Makro fiber takviye, geçmişte toprak, rüzgâr ve diğer yükleme koşullarından kaynaklanan kuvvetlere direnmek üzere tasarlanmış çelik donatı ile güçlendirilmiş yalıtımlı beton kalıp duvar sistemleriyle inşa edilen binalar için uygun maliyetli, sürdürülebilir bir çözüm olarak kullanılabilir. Doğru dozajda makrofiberler, yalıtımlı beton duvarlarındaki inşaat demirini ortadan kaldırarak önemli ölçüde zaman ve maliyet tasarrufu sağlar.

Beton Karışım Tasarımı ve Uygulamasında Dikkat Edilmesi Gerekenler

Lif eklemek genellikle beton karışımının kıvamını düşürerek çökme değerini azaltır; bu da yerleştirme sırasında taze betonun işlenebilirliğini etkiler. Bu nedenle kıvamı korumak için daha fazla su veya katkı gerekir; aynı zamanda şantiyede işlenebilirlik kaybı da ortaya çıkabilir. Tipik dozajlarda kullanılan mikrofiberler genellikle çökmeyi biraz azaltır ve yerleştirme özelliklerini korumak için önemli değişiklikler gerektirmez ancak makro-sentetik ve çelik fiberler, fiber tipine ve dozajına bağlı olarak betonun işlenebilirliğini önemli ölçüde etkileyebilir.

ACI 544.3 Standardı, elyaf takviyeli betonun işlenebilirliğini geliştirmek için karışım tasarımını potansiyel olarak değiştirmeye yönelik öneriler sunar. Ayrıca süper akışkanlaştırıcılar veya su azaltıcılar gibi kimyasal katkıların kullanılması betonun su ilave edilmeden işlenebilirliğini arttırır. Karışımın işlenebilirliğini sağlamak için deneme serilerinin yapılması tavsiye edilir.

Fiber kullanılan yalıtımlı beton kalıp inşaatı / Tipik fiber takviyeli beton yüzey kaplaması

Fiber malzeme türü, mimarisi, boyutu ve dozajı gibi faktörler, fiber takviyeli betonun yüzey kaplamasını ve ayrıca kullanılan gerekli yüzey bitirme yöntemini etkileyebilir. Sert fiberler tipik olarak esnek fiberlere göre yüzeyden yukarıya doğru çıkıntı yapma eğilimine daha fazla sahiptir.

Fiber takviyeli betonun bitirilmesinde uygun vibrasyon bir diğer önemli faktördür. Genel öneri, geleneksel betonla aynı bitirme tekniklerinin ve yaklaşık zamanlamanın kullanılmasıdır. Sentetik elyaflar yüzeydeki terleme suyunu geciktirebilir, bu da daha büyük döşemelerde bitiş zamanlamasını etkiler.

Makrofiber takviyeli beton yüzeyi bitirilişi

Tek yönde süpürme veya yüzeyde tekstür oluşturmak için özel süpürge kıllarının kullanılması gibi yüzey görünümünü şekillendiren birçok süpürge bitirme aparatı vardır. Gerekirse, alev tutularak beton yüzeyindeki sentetik elyaflar yakılabilir; ancak istenen tüm sertleşmiş beton özellikleri elde edilene kadar kullanılmamalıdır. Yüksek dozajda makro sentetik ve çelik elyafların kullanıldığı endüstriyel, ticari ve depo zeminlerinin bitirilmesinde genellikle lazer veya vibrasyonlu tesviye araçları önerilir.

Kaynak: https://concretefactsmagazine.com/2023/10/27/fiber-reinforced-concrete-as-an-alternative-to-conventional-steel/

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

İlginizi Çekebilir
Ekstrüzyon bazlı 3D Beton Baskı (3DCP) uygulamalarının sayısı son birkaç…
Cresta Posts Box by CP