Pişirilerek elde edilen kompozit yapı malzemeleri

Genel bilgiler

Moderatör: Alıntı

Cevapla
Kullanıcı avatarı
Alıntı
Mesajlar: 842
Kayıt: 15 Kas 2016, 08:23

Pişirilerek elde edilen kompozit yapı malzemeleri

Mesaj: # 3428Mesaj Alıntı
26 Mar 2022, 21:07

Kilin su ile yoğrularak güneşte kurutulması sonucu elde edilen toprak blok malzemeye kerpiç adı verilir. Kerpiç insanlığın kullandığı en eski ve en ekonomik kompozit yapı malzemesidir [10].
Ekonomikliği ve temininin kolaylığı nedeniyle günümüzde de özellikle kırsal yörelerde en çok kullanılan yapı malzemesidir. Kururken çok fazla şekil değişimi yapması, çatlaması, fazla su emerek dağılabilmesi ve düşük dayanımı olumsuz özelliklerindendir.
Ancak saman, talaş gibi lifli malzemeler çimento, kireç, alçı, uçucu kül gibi katkı malzemelerini etkileyerek kerpicin özelliklerini ıslah etmek mümkündür [10].
Kerpiçten yapılan duvarın kalınlığı en az 28cm olmalıdır. Kerpiç dış duvarların yağmurdan etkilenmemeleri için saçaklar geniş olarak düşünülür. Kerpicin büyüklerine ana, küçüklerine kuzu kerpiç denir. Duvarlarda genellikle kuzu, köşelerde ana kerpiç kullanılır. Günümüzde özellikle köy evlerinde, samanlık ve ahırlarda çokça kullanılır. Ahşap iskelet, yapılarda dolgu malzemesi olarak da kullanılabilmektedir. Birden fazla katlı yapılmaları uygun değildir. Su basman seviyesine kadar yapılmamaları gereklidir [7].
4.2. Mantar Tuğlası
Mantar kırıntıları 300 0C’deki kapalı bir kap içerisinde ve basınç altında pişirilir. Böylece meydana gelen reçine, kireç, alçı veya çimento karıştırılıp kalıplarda basınç altında yeni bir kompozit malzeme oluşturulur.

Bağlayıcı olarak asfalt veya bitüm kullanılırsa su ve rutubete karşı geçirimsiz olurlar. Renkleri siyahtır. Çimento ve killileri açık kül rengidir. Isı ve ses geçirmezler. Çok hafif olduklarından bölme duvarlarda, levha halinde olanları özel macun ile dış duvarların iç kısımlarına, sıcaktan korunma amacı ile döşemelere kaplama olarak kullanılırlar [7].
4.3. Sünger Taşı Tuğlası
Sünger taşı ağregasına sönmüş kireç ve su karıştırılır ve kalıplanır. Hafiftirler, çivi çakılabilir, sesi geçirmezler. Suyu az emerler, üzerleri pürüzlü olduğu için harca iyi yapışırlar. Her yerde bulunamadığından yaygın olarak kullanılamamaktadır [7].
4.4. Beton Bloklar-Briketler
Agrega, çimentove su homojen bir şekilde karıştırılarak nemli kıvamda bir beton elde edilir. Bu beton çelik kalıplarda preslenerek briket elde edilir. Blok kenarlarının ince oluşu nedeniyle taneler ince olmalı en büyüğü ø12-18mm olmalıdır. İstenildiğinde karışıma sönmüş kireç katılabilir. Kireç, malzemenin daha açık ve daha sıkı olmasını sağlayarak daha az su geçirmesini sağlar [7].
4.5. Betonlar
4.5.1. Tanım
Kum ve çakıl gibi agreganın çimento ve suyla karıştırılması ile elde edilen yapı malzemesine beton denir. Değişik büyüklükte kum, çakıl ve kırma taştan oluşan malzeme kümesi çimento hamuru yardımıyla birbirine bağlanarak sağlam ve dayanıklı bir kompozit malzeme oluşur. Beton üretiminin başlıca maddesi portland çimentosudur [3].
Eski Asurlular ve Babillilerin en sık kullandıkları bağlayıcı madde kildir. Mısırlılar, bağlayıcı olarak kireç ve jips(alçı taşı) kullanarak bugünkü betona benzeyen bir malzeme geliştirdiler [3].
Kireç taşı, tebeşir yada kimi yerlerde istiridye kabuklarından elde edilen kireç(kalsiyum oksit), 1800’lerin başına kadar bağlayıcı madde olarak kaldı. 1824’te İngiliz mucit Joseph Aspdin, kireç taşı ve kil karışımını kavurduktan sonra öğüttü. Porland çimentosu olarak adlandırılan bu karışım bugün de beton üretiminde yaygınlıkla kullanılan başlıca bağlayıcı maddedir [11].
Agregalar genelde ince(0-4mm.) ve kaba yada iri(4-31.5mm.) olarak gruplandırılırlar [11].
Bütün malzemeler temiz ve yumuşak parçacıklarla bitkisel maddelerden arındırılmış olmalıdır. Çünkü çok az miktarda organik bileşikleri bile, kimyasal tepkimelere yol açarak betonun sağlamlığını olumsuz yönde etkiler [11].
Beton türleri yapımında kullanılan agrega yada çimento türlerine, gösterdikleri özelliklere yada üretim yöntemlerine bağlı olarak tanımlanır. Normal inşaat betonunun özellikleri, büyük ölçüde su-çimento oranı ile belirlenir. Öteki maddelerin aynı kalması koşuluyla, karışımdaki su oranı azaldıkça betonun sağlamlığı artar [11].
Başka bir sağlamlık etkeni de çimentonun agregaya oranıdır. Bu, çimento-ince agrega biçiminde üçlü bir orandır. Özellikle sağlam beton üretiminde agrega oranı düşük tutulur [11].
Betonla çeliğin birlikte kullanılmasına betonarme(donatılı beton) denir. Betonarmenin mucidi olarak Parisli bir bahçıvan olan Joseph Monier kabul edilir. Monier, demir kafeslerle güçlendirilmiş betondan bahçe saksıları yapmış ve 1867’de bu buluşun patentini almıştır. Çubuk yada hasır halinde döşenen demir, betonun çekme direncini arttırır. Beton tek başına rüzgarın, depremin ve çeşitli titreşimlerin oluşturduğu gerilimlere ve eğilme kuvvetlerine karşı dayanıklı değildir [11].
Bu nedenle de taşıyıcı yapılarda bu haliyle kullanılmaz. Betonarme ise, çeliğin çekmeye direnci ile betonun basınca direnci birleşerek yapıya oldukça geniş yüzeylerde yüklenebilecek her tür kuvvetlerden dayanabilecek bir özellik kazandırır [11].
İnşaatlarda uygulanan başka bir yenilikte ön gerilimli beton kullanımıdır. Bu tür betonlar, önce germe yada sonra germe işlemleriyle elde edilir. Önce germede, demir armatürler boş kalıbın içinde gerilerek kancalanır. Armatürlere belirli bir germe kuvveti uygulanarak betona iletilen sıkıştırma miktarı ayarlanabilir. Ön gerilimli betonlar, belirli alanları, bu alanların dayanıklılığını aşmayan çekme kuvvetlerinin etkili olamayacakları bir düzeyde sıkıştırarak, yalın betonların kırılmasına yol açabilecek germe kuvvetlerini etkisizleştirirler [11].
Ağır demir armatürlere gerek kalmadan dayanıklılığı arttırdığı için bu tür betonlar, köprüler, geniş açıklıklı döşemeler gibi hafif, daha geniş yüzeyli ve daha ince kesitli olması istenen yapılarda kullanılır
Yüksek dayanıklılık ve biçimlendirilebilme gibi özelliklerin yanı sıra, ateşe karşı dayanıklı oluşu, betonu günümüzde en yaygın yapı malzemesi durumuna getirmiştir

4.6. Sentetik Yapı Malzemeleri
4.6.1. Linoleum
Beziryağı, reçine, mantar ve talaş unu ile renk pigmentlerinden yapılan kompozit bir yapı malzemesidir. Uzun ömürlüdür. Üzerinde yük bulunan tekerlekli arabalardan, masa, sandalye gibi eşyaların ağırlıkları ile oluşacak yüklere dayanıklılığı elde etmek için fırınlarda küre tabi tutulmuştur [7].
Kendi kendisine ateş almaz, herhangi bir yangın durumunda yangının yayılmasını önler. Sönmemiş sigara ateşinden etkilenmez. Vinlyden daha ekonomiktir. Ses geçirimsizliği yüksektir. Özellikle altına mantar tabaka konulduğunda darbe sesi geçirmez. Değişik dekoratif desenlerde ve panel veya levhalar şeklinde üretilir. Malzemedeki gerekli esneklik ve sertliği oksijen kazandırır [7].
4.6.2. Vinly plastik
Termoplastik bağlayıcılar ile plastik ve taneli mineral lifleri ve pigmentler belirli oranlarda karıştırılarak istenilen renk ve özellikte rulolar veya çeşitli boyutlarda karolar halinde üretilirler. Büyük bir kısmı doğal malzemelerin renginde, mermer taklidi veya değişik desenlerde alt yapıştırma tabakalı veya alt yapıştırma tabakası olmadan üretilirler. Güzel görünüşlü, bakımı kolay, elastik yağlara karşı dayanıklı, izole edici çizilmeye karşı dayanıklı bir yapı kaplama malzemesidir [7].
4.7. Alçı- Sünger Taşı- Cam Lifi Kompoziti
Yapıda geniş kullanım imkanlarına sahip olan alçının doğal hafif agrega ile birlikle kullanılarak, birim ağırlığının düşürülmesi yolu ile değerlenmesi ve ısı yalıtım değerinin yükseltilmesi yolu ile değerlendirilmesi mümkündür. Ancak bu durumda zayıflayan mekanik kuvvetlerin lifler katılarak yükseltilmesi uygulamalara geniş boyutlar kazandırır [13].
Bu amaçla İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsünde bu malzemeler kullanılarak bir kompozit malzeme oluşturulmuştur [13].
Bu çalışmada alçı bağlayıcı malzemesi sünger taşı doğal hafif agregası ile birlikte kullanılıp, hafif karışımlar üretilmiştir. Elde edilen karışımlara düşük birim ağırlık ve düşük ısı iletkenlik katsayısı gibi olumlu fiziksel özelliklerine karşın düşüş gösteren mekanik mukavemetlerin, cam lifleri ile donatılmak suretiyle iyileştirilmesinin olanakları araştırılmıştır. Ayrıca yangın direnci açısından olumlu değerlendirilen alçı bağlayıcı ve bu bağlayıcı ile üretilen karışımların yüksek sıcaklık etkisi sonucunda özelliklerinde meydana gelen değişikliklerde gözlenmiştir [13].
Alçı-cam lifi karışımlarından elde edilecek sonuçların ışığında, literatürde rastlanmayan alçı-sünger taşı kompozitlerinin liflerle donatılma imkanlarının ‘fazlı malzeme’ olarak araştırılması amaçlanmıştır [13].
Alçının yangın direncine sahip bir malzeme olduğu bilinmektedir. Üretilen karışımların bu yönden de direncinin belirlenebilmesi amacı ile, çalışmanın konusunu oluşturan sünger taşı hafif agregalı, cam lifi donatılı alçı kompozitlerinin, yüksek sıcaklık etkisine bağlı olarak görünür ve özelliklerdeki değişiklikler üzerinde de durulmuştur
Ayrıca matriksi oluşturan alçı hamuru, liflerle donatılı alçı hamuru ve alçı-sünger taşı, kompozitlerinin yüksek sıcaklık sonrasındaki özellik değişikliklerinin incelenmesi de çalışma kapsamına alınmıştır [13].
4.7.1. Çalışma sonucunda belirlenen fiziksel ve mekanik özelliklerle ilgili sonuçlar
Karışıma katılan hafif agreganın taneli bir malzeme olması, agrega boşluklarından kaynaklanan kritik bir agrega-matriks hacim oranını oluşturmuştur. Bu orana kadar bağlayıcı hamur agrega ve liften güçlü bir kompozit malzeme oluşabilmesine karşın, bu oranın aşınması özelliklerle ilgili değerlerin düşmesine neden olmuştur. Ancak eğilme ve çarpma mukavemetleri, deformasyon oranları, kırılma sonrası davranışlar, kırılma işi değerleri lif miktarı ile doğrudan ilişkili olarak elde edilmiş ve agrega etkisi tamamlayıcı olarak kalmıştır.
4.7.2. Yüksek sıcaklık etkisi ile ilgili sonuçlar
Uzun süreli yüksek sıcaklık etkisi sonucunda kompozit boyutlarında önemli deformasyonlar olmuş, agrega varlığı bu deformasyonları arttırırken, lifler nispeten engellemiştir. Sıcaklık etkisi ile numunelerin ağırlıkları düşmüştür. Ancak hacminin hızlı azalması ile birim ağırlıklarında bağıl bir artış olmuştur. Agreganın bu durumda belirleyici olduğu, özellikle deney sonucu mukavemetlerini önemli ölçüde arttırdığı, liflerin mukavemetle ilgili etkilerini nispeten güçlendirdiği görülmüştür [13].
Mukavemetin yapıda bölme pano ve kabuk olarak kullanımına elverişli olduğunu, yaygın kullanım halinde yapıyı hafifleştirecek ve sürekliliği arttırarak deprem açısından olumlu karakter kazandıracağını, agrega konsantrasyonuna ve lif miktarının ayarlanması ile kısmen taşıyıcı elemanlar üretilebileceği gibi, çok boşluklu yalıtım malzemesi olarak da kullanılabileceğini, yangın direncini arttıracağını ve prefabrikasyona elverişli olduğunu göstermiştir
Resim

Cevapla