Yapının güçlendirilmesi kararı verilmesi durumunda betonarme mantolama ve betonarme perde ilavesi, çelik konstrüksiyon ve CFRP gibi güçlendirme tekniklerinden biri ile yapı güçlendirilir. Biz bu yazımızda karbon fiber ile betonun güçlendirilmesi yani CFRP yönteminden bahsedeceğiz.
Depremler bilindiği üzere meydana getirdiği can ve mal kayıpları yönünden doğal afetler içerisinde en şiddetli olanıdır. Dünyada meydana gelen depremlerde tespit edilen yapı hasarları ve kayıplar; mevcut yapının tasarımının ve inşaat kalitesinin yetersizliğinden, bilgi ve birikim eksikliğinden, yapım hatalarından veya yönetmelik kurallarına uyulmamasından kaynaklandığını göstermektedir. Yaşanan depremler yapıların depreme dayanıklı tasarım ilkelerine ilişkin birikimlerini arttırırken, hasara uğrayan yapıların onarım ihtiyaçlarının varlığını göstermiştir.
Hasar gören yapılar ve düşük standartlara sahip yapıların güçlendirilmesi tüm dünyada hızla gelişmekte olan konulardan biri haline gelmiştir. Peki bu güçlendirme yöntemleri nelerdir?
Yapı Güçlendirme Yöntemleri
Bir yapının güçlendirilmesi için yapının hasar görmesi gerekmez. Yapının kullanım amacının değişmesiyle düşey yönde etkiyen hareketli yüklerde artışın meydana gelmesi, yönetmeliğin değişmesiyle yapıdaki eski deprem kuvvetlerinin hesap yönteminin yenisine uymaması, yapı elemanlarının ve malzemelerinin kullanım ömrünü doldurması gibi nedenlerden dolayı da yapı güçlendirme gereksinimi duyabilir
Karbon Fiber İle Güçlendirme (CFRP) Nedir?
CFRP yada FRP olarak bilinen ‘Carbon Fiber Reinforced Polymers‘; betonarme, yığma, ve ahşap yapı elemanları için dışarıdan uygulamalı güçlendirme sistemidir. Sistem elemanları, karbon lifli dokuma ve epoksi esaslı doyurma reçinesi olarak sayılabir. Betonarme, yığma ve ahşap yapı elemanları için dışarıdan uygulamalı güçlendirme sistemidir. Sistem elemanları; karbon lifli dokuma ve epoksi esaslı doyurma reçinesi olarak sayılabilir
Uygulandıkları yapıda ve yapı elemanında ise yük taşıma kapasitesini arttırma, eğilme dayanımını arttırma durabiliteyi geliştirme, dinamik yüklerden gelen yorulma direncini güçlendirme gibi olanaklar sağlanmaktadır. Hafif ve esnek bir malzeme olmasından dolayı yapıda ölü yük artışına sebep olmaz.
Karbon fiber çeşitlerinden olan karbon elyaf kumaş, gömlek kumaşı kadar ince bir malzeme olup dünyada bilinen en sağlam malzemelerden biridir. Kumaş inceliğinde olan karbon fiber çelikten 14 kat daha gerilmeye mukavim olmasına rağmen ağırlığı çeliğin beşte biri civarındadır. Makasla kesilip duvarlara uygulandıktan sonra bir çelik levha gibi katılaşmaktadır.
Karbon lifli polimerlerle güçlendirilen tuğla duvarlar, deprem sırasında yapının ileri geri oynamasını azaltıp rijitliğin artmasını sağlıyor ve böylelikle binanın depremde zarar görme riskini en aza indiriyor. Karbon elyaf tüm yapı elemanlarına dıştan rahatlıkla uygulanan yapısal güçlendirme malzemesidir ve güçlendirilen duvarların dışarıdan sıva veya alçıpan ile kapatılarak normal bir duvar görüntüsüne kavuşturulması da mümkündür.
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. 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.
Karbon fiber uygulamasını görmek için aşağıdaki videoyu izleyebilirsiniz
Karbon elyafla güçlendirilmiş binanın 7.5 büyüklüğündeki depremin gücüne dayandığı deneyi burdan izleyebilirsiniz.
Kaynak:Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, Mühendislik Dergisi
