Karbon Fiber Güçlendirme

Günümüzde kullanım amacı değişmiş yapılar, depremde hasar görmüş veya yönetmeliğe uygun olmayan yapıların güçlendirilmeye ihtiyacı vardır. Bu yapılar karbon fiber güçlendirme uygulaması ile kolay ve daha kısa sürede, hem de malzeme açısından hafif olmasından kaynaklı binaya yük bindirmeden bu işlemler yapılabilir. Karbon fiber çelikten 10 kat daha dayanıklı ve hafif olmasından kaynaklı son zamanlarda kullanımı yaygınlaşmaktadır.

 

Herkesin bildiği gibi depremler, hem can kaybı hem de mal kaybı nedeniyle dünyanın en şiddetli afet olaylarından biridir. Deprem sonrası yapılan araştırmalarda bu kayıpların olma sebepleri standartlara uygun tasarımın yapılmaması, inşaatta kullanılan malzemelerin kalitesizliği, yapım hataları ve kurallara uyulmamasından kaynaklanmaktadır. Depremden zarar görmüş yapıların olduğu gibi mevcut yapıların da güçlendirilmesi hızla artan bir mühendislik dalı olmuştur.

 

Ülkemiz aktif deprem kuşağı üzerinde yer almaktadır. Bu nedenle yapıların depreme dayanıklı olması şarttır. Yaşadığımız depremler sonrası can kayıpları ve yapı hasarlarıyla ciddi anlamda deprem güvenliği yetersizliği tespit edilmiştir. Bu gibi durumlarda hasarlı yapılar yıkılıp yeniden deprem güvenliği ve kurallara uygun yapılmalı ya da hasarlı olan bölgeler güçlendirilmelidir. Bu karar hasarın büyüklüğü ve binanın durumuna göre değişebilmektedir.

 

İnşaat mühendislerine çok önemli bir görev düşmektedir. Yapının hasar görmeden önceki güvenli haline gelebilmesi hatta daha iyi olabilmesi için yapı elemanlarının yük taşıma kapasitesini, sünekliğini, rijitliğini kontrol ederek üst düzey şartlara getirmek gerekmektedir. Zemin etütlerini, statik değerlendirmesini, betonarme kalitesi tespitini fizibilite çalışması yapılarak hasar sorunu ortaya çıkartılır. Böylelikle yıkım veya güçlendirme kararı verilir. Yapı güçlendirilecekse betonarme mantolama, betonarme perde ilavesi, çelik kontrüksiyon veya karbon fiber güçlendirme tekniklerinden biri yapılır. Fakat son zamanlarda en çok karbon fiber güçlendirme tercih edilmektedir. Özellikle yapılan araştırmalarda yapının hasar görmüş kısmına sarılan elyafın diğer yöntemlere göre daha dayanıklı olduğu ortaya konmuştur. Ayrıca karbon fiber güçlendirme sadece depremlerde hasar gören yapılar için değil, yapının kullanım amacı değişmişse, yönetmelik değişmesiyle, yapı eleman ve malzemelerinin kullanım ömrü dolmuşsa da yapılır.

Güçlendirme sırasında epoksi yapıştırıcılar ve lifli polimerler kullanılmaktadır. Epoksi reçineler tek olarak kullanılamazlar. Sertleştiriciler ile karıştırılması gerekmektedir. Reçine ve sertleştiriciler karıştırıldığında geri dönüşü olmayan oldukça sert ve gri bir madde meydana gelir ve bu karışımın yoğunluğu ortam ısısına göre değişmektedir. En uygun olanı 10-35ƒC olmalıdır. Uygulama yüzeyinde nem oranı %6’yı geçmemeli ve su olmamalı. Reçineler aynı kapta düşük devirli matkap kullanılarak hazırlanmalıdır.

 

Lifli Polimerlerin güçlendirme alanları çok geniştir. Betonarme, beton, tuğla, taş, mermer, ahşap, çelik, bacalar gibi tüm yapı elemanlarına dıştan uygulama yapılarak güçlendirme yapmak mümkündür. FRP sistemleri aramid, bazalt, cam ve karbon gibi yüksek fiziksel özelliklere sahip maddelerden yapılır ve çeşitli epoksi lerle oldukça hafif ama çok dayanıklı donanıma sahip olmaktadır. FRP kompozit malzemeler tek ve çift yönlü kumaşlar, plakalar ve çubuklar şeklinde üretilir.

 

Karbon elyaf uygulamasında yapıştırılacak yüzeyin hazırlığı uygun şartlarda olmalıdır. Öncelikle beton yüzey kir, toz, zayıf olan bölgeler, sıva ve boyalar kumlama veya taşlama yöntemi ile temizlenir, yüzey bozuklukları düzeltilir. Betonun çekme dayanımı 1,5 N/mm² olmalıdır. Hazırlanmış olan epoksi yapıştırıcılar hazırlanmış yüzeye sürülür. Karbon elyaf gerilerek yapıştırılır ve epoksi ile doyurulur. Karbon elyaf uygulamasından sonra üzerine son kat epoksi sürülür. Koruyucu bir kaplama yapılacaksa üzerine kum serpilir, son olarak sıvası yapılır ve işlem bitirilir.