Yapısal Güçlendirmede Kullanılan Karbon Lifli Polimerler

Yapısal Güçlendirme Nedir?

Yapısal güçlendirme; tanım olarak mevcut yapı üzerinde hasar görmeyen yapı elemanlarının mevcut durumundan daha fazla yük taşıyabilmesi için yapılan işlemlerdir.

Yapısal Güçlendirmede Hangi Tip KLP Ürünler Kullanılır?

Mevcut binaların yapısal olarak güçlendirilmesi sırasında genellikle kumaş, plaka, örgü, halat ve çubuk tipi KLP ürünler kullanılmaktadır.

Kumaş ve örgü tipi ürünler, belirli sayıdaki karbon liflerin birleşiminden oluşan halatların (tow) belirli bir yerleşim (plain, twill vb.) esasına göre dokunarak, polipropilen atkılar ile bağlanması sonucu elde edilen ürünlerdir.

Plaka ve çubuk tipi ürünler, karbon liflerin uygun reçineler ile oluşturulmuş matrikslerin içerisine yatırılması suretiyle oluşturulan hazır kompozit ürünlerdir.

Halat tipi ürünler ise, karbon liflerin tek yönde bir araya getirilmesiyle oluşturulan ürünlerdir.

Kumaş ve Halat Tipi KLP Ürünlerin Temel Özellikleri Nelerdir?

Kumaş tipi ve halat tipi ürünlerde kullanılan karbon fiber liflerde dikkat edilmesi gereken en önemli özellikler yüksek çekme dayanımına (≥4000 MPa), orta seviye elastisite modülüne (~235 GPa) ve %1,7 ile %2,1 arasında bir kopma uzaması değerine sahip olmalarıdır.

Kuru liflerin bu özelliklerinin yanı sıra, kumaş üretimi sırasında kullanılan halatların (tow), 7 mikron çapındaki en fazla 12000 (12K) adet kuru liften oluşmuş olması büyük önem arz etmektedir. Bu sayıdan daha fazla kuru lif içeren halatlar ile dokunmuş kumaşlar, kendileri ile aynı birim ağırlığa sahip kumaşlara göre fiziksel olarak daha gevşek bir yapıya sahiptirler. Bundan dolayı uygulama esnasında lif doğrultusunda sapmalar söz konusu olabilir. Bu sapmalar sebebiyle de saha uygulamalarının tasarım değerlerine ulaşmasında problemler yaşanabilmektedir.

Kumaş tipi ürünler, ihtiyaca göre farklı birim ağırlıklarda (200 gr/m², 300 gr/m², 600 gr/m² vb.), farklı kalınlıklarda (0.111mm, 0.167 mm, 0.333mm vb.) ve farklı dokuma yönlerinde (tek yönlü, çift yönlü vb.) üretilebilmektedir.

Halat tipi ürünler de yine ihtiyaca yönelik olarak farklı çaplarda (5mm, 7mm, 10mm, 12mm vb.) üretilebilmektedir.

Plaka ve Çubuk Tipi KLP Ürünlerin Temel Özellikleri Nelerdir?

Plaka ve çubuk tipi ürünlerde hedeflenen çekme dayanımı ve elastisite modülü değerlerinin sırasıyla yaklaşık olarak 3000 MPa ve 165 GPa olması beklenmelidir. Ancak, bazı özel ihtiyaçlara göre üretilmiş olan farklı çekme dayanımına ve elastisite modülüne sahip ürünler bulunmaktadır.

Özellikle de, inşaat çeliğine daha yakın elastisite modülüne (~200 GPa) sahip karbon lifli polimer plaka ve çubuklar, daha az kesit alanı ile daha yüksek performans sağlamaktadırlar.

Plaka tipi ürünler, ihtiyaca göre farklı genişliklerde (50mm, 100mm vb.) ve farklı kalınlıklarda (1.2mm, 1.4mm vb.) bulunabilmektedir.

Çubuk tipi ürünler de, farklı çaplarda (6mm, 8mm, 10mm, 12mm vb.) üretilebilmektedir.

Örgü Tipi KLP Ürünlerin Temel Özellikleri Nelerdir?

Örgü tipi ürünler ise, karbon lifli halatların (tow) farklı göz aralıklarına sahip olarak bir veya daha fazla yönde örülmesi ile elde edilmektedir.

Bu ürünler de farklı kalınlıklarda (0.044mm, 0.071mm, 0.105mm, 0.157 mm vb.) ve farklı ağırlıklarda (80 gr/m²,168 gr/m², 187 gr/m², 209 gr/m², 350 gr/m², 480 gr/m² vb.) üretilmektedir.

Örgü tipi ürünlerde kullanılan karbon liflerin de kumaş tipi ürünlerde kullanılan lifler ile benzer mekanik özelliklere sahip olmaları beklenmektedir.

Kaynaklar / References

• Science Direct