İnşaat sektöründe çelik ve FRP sık sık karşımıza çıkan iki kelimedir. Bu sektörde yaygın olarak kullanılan çelik ve FRP’nin kendi içerisinde çeşitli avantajları ve dezavantajları mevcuttur. Örneğin çelik ve FRP arasındaki farklar karşılaştırıldığında çeliğin yüksek mukavemet, dayanıklılık ve esneklik gibi avantajlara sahip olduğu görülecektir. Dolayısıyla deprem bölgesinde veya ağır yüke maruz kalacak yapılarda tercih edilmektedir. Ancak korozyona uğrama ihtimali de çok yüksektir. Bu nedenle düzenli olarak bakımının yapılması gerekmektedir.
FRP malzemelere bakıldığında ise bu malzemeler ile yapılan bina güçlendirme yöntemlerinin son yıllarda artmakta olduğu gözlemlenmektedir. FRP sistemi, polimer matrislerin içerisinde karbon fiber, cam fiber veya aramid fiber gibi liflerin kullanılması sayesinde elde edilebilmektedir. Kendi içerisinde FRP çubuk, levha ve lif gibi çeşitlere ayrılan bu malzemeyi çelikten ayıran en büyük avantajı ise hafif olması ve korozyon direncinin yüksek olmasıdır. Çelik ve FRP arasındaki farklar karşılaştırıldığında fiber takviyeli polimerlerin korozyona karşı yüksek dirençli olduğu ve çekme mukavemetine sahip olduğu görülecektir. Böylece kullanıldığında yapının taşıma kapasitesini arttırabilmektedir. Ayrıca fiber takviyeli polimerler hafiflik ve esneklik gibi avantajlar sunarken, maliyet açısından çelik malzemelere göre daha pahalıdır. Bu nedenle FRP genel olarak köprü, tünel ve tarihi yapıların güçlendirilmesi çalışmalarında kullanılmaktadır.
Çelik Malzemelerin Özellikleri Nelerdir?
Çelik malzemeler, yapılarındaki esneklik, yüksek mukavemet ve dayanıklılık gibi özelliklerinden dolayı inşaat sektöründe tercih edilmektedir. Söz konusu bileşenlerin kendi içerisinde birçok avantajı mevcuttur. Bunlar içerisinde en önemlileri ağır yük taşıma kabiliyeti ve depreme karşı dirençli olma özelliğidir. Söz konusu özellikler göz önüne alınarak özellikle büyük yapılarda (gökdelenler, köprüler vb.) tercih edilebilmektedir.
Çelik malzemeler incelendiğinde en önemli özellikleri arasında yüksek çekme ve basınç mukavemeti sayılabilmektedir. Bunun yanı sıra çelik malzemeler kolaylıkla şekillendirilebilmektedir. Söz konusu durum onun homojen bir yapıda olmasından kaynaklanmaktadır. Böylelikle kaynak da yapılabilmektedir. Tüm bu özellikler çelik malzeme kullanılan yapıların modüler şekilde ve daha hızlı yapılmasını sağlayabilmektedir. Ancak çelik ve FRP arasındaki farkların karşılaştırılması yapıldığında çelik malzemelerin korozyona karşı hassas olduğu bilinmelidir. Bu durum da bileşene düzenli şekilde bakım yapılması gerektiğini bize hatırlatmaktadır.
Uzun ömürlü ve dayanıklı yapılar inşa edilmek isteniyor ise çelik malzeme kullanılmalıdır. Söz konusu malzemelerin yangına da dayanıklı olduğu bilinmektedir. Yüksek sıcaklıklara maruz kalsa dahi yapısal özelliklerini kolay kolay kaybetmemektedir. Tüm bunların yanı sıra çeliğin geri dönüştürülebilme özelliği de vardır. Böylece sürdürülebilirliği sağlamak amacıyla büyük önem taşımaktadır.
Çelik Malzemelerin Avantajları ve Dezavantajları
Çelik malzemeleri incelediğimizde inşaat sektöründe kullanılıp kullanılmamasını etkileyen çeşitli avantaj ve dezavantajları olduğunu görürüz. Çelik malzemelerin sahip olduğu avantajlar, onu inşaat sektörünün birçok alanında tercih edilen bir malzeme olarak karşımıza çıkarmaktadır. Yüksek mukavemeti ve dayanıklılığı ile bilinen bileşenler, inşaat sektöründe özellikle yük taşıma kapasitesinin fazla olduğu yapılarda tercih edilmektedir. Homojen bir yapısı olduğundan iyi oranda çekme ve basınç mukavemetine sahiptir. Çelik ve FRP arasındaki farklara bakıldığında, çeliğin sıcağa daha dayanıklı olduğu da söylenebilir. Dolayısıyla modüler yapılarda hızlı şekil alması ve kaynak yapılabilmesi gibi özelliklere sahip olduğu için inşaat sektöründe işleri hızlandırır.
Çelik malzemelerin avantajları kadar dezavantajları da mevcuttur. Bunları sıralamak gerekirse en başta çelik malzemelerin korozyona karşı hassasiyeti söylenebilir. Nem veya diğer çevresel durumlardan etkilenen çelik malzemeler, paslanma riski de taşımaktadır. Söz konusu bileşen, malzemenin ömrünü kısaltabilmektedir. Kullanılan malzemenin ömrünü uzatmak ve paslanma durumunun mümkün mertebe yaşanmamasını sağlamak amacıyla düzenli şekilde bakım yapılması gerekmektedir. Ayrıca FRP gibi malzemeler ile karşılaştırıldığında çelik malzemeler daha ağırdır. Böylece bazı durumlarda daha maliyetli olabilirler. Dolayısıyla bazı durumlarda çelik malzemeler yerine karbon kumaş donatı tekstili gibi hafif ama korozyona karşı daha dayanıklı olan malzemeler seçilebilmektedir.
FRP Malzemelerin Özellikleri Nelerdir?
FRP ya da “fiber reinforced polymer” olarak bilinen malzemeler yüksek mukavemete sahip olma, hafiflik ve korozyona karşı direnç özellikleri ile öne çıkmaktadır. FRP; karbon fiber, cam fiber (AR Glass) ve aramid fiber gibi liflerin polimer matrislerle birleşmesiyle oluşmaktadır. Fiber takviyeli malzemeler, yapıların güçlendirilmesi için sık sık kullanılan malzemelerdir. Bahsedilen konularla birlikte çelik ve FRP arasındaki farklar incelendiğinde “karbon fiber malzemenin mi yoksa çelik malzemenin mi?” daha güçlü olduğu sorusu gelmektedir. Bu sorunun tam olarak bir cevabı olmamak ile birlikte her malzemenin kendi içerisinde çeşitli avantajlarının olduğunu söylemek mümkündür.
Karbon fiber malzemeler incelendiğinde bu malzemelerin çelikten daha hafif olmakla birlikte çekme mukavemetinin de bir o kadar güçlü olduğu görülecektir. Böylece bileşenler, havacılık sektörü, otomotiv sektörü ve inşaat sektörü gibi sektörlerde kullanılır. Çelik ve FRP arasındaki farklılıklar incelendiğinde ise çeliğin yüksek sıcaklıklara dayanımı ve basınç mukavemetine karşı güçlü olduğu görülmektedir.
FRP malzemeler, karbon kumaş donatı tekstili ve AR Glass donatı tekstili gibi çeşitli ve farklı şekillerde olabilmektedir. Karbon kumaş donatı tekstili yüksek mukavemeti ile birlikte genellikle betonarme yapıların güçlendirilmesinde kullanılır. Düşük ağırlık ve yüksek dayanıklılığa sahip olan karbon kumaş donatı tekstili, yapıların taşıma kapasitesini de arttırmaktadır. AR Glass kumaş donatı tekstil incelendiğinde ise söz konusu malzemenin daha çok korozyonun sorun yaratabileceği alanlarda kullanıldığı görülmektedir. Siz de bahse konu malzemeler için bilgi almak istiyorsanız Yapıtaşı Mühendislik ile iletişime geçebilirsiniz. Böylece yapı güçlendirme ve inşası sırasında en güvenilir ürünlere ulaşabilirsiniz.
FRP Malzemelerin Avantajları ve Dezavantajları
FRP malzemelerin de çelik malzemeler gibi hem avantajları hem de dezavantajları mevcuttur. Burada fiber takviyeli polimerler için avantajları sıralayacak olursak hafif olması, yüksek mukavemete sahip olması ve korozyona dayanıklı olması gösterilebilmektedir. FRP ile güçlendirme işlemi yapıldığında yapıların taşıma kapasitesini ve yaşam ömrünü arttırabildiği gözlemlenmiştir. Kolay uygulanabilmektedirler ve çelik malzemeler gibi özel bir bakıma ihtiyaçları yoktur. Bu avantajlarının yanında fiber takviyeli polimerlerin bazı dezavantajları da mevcuttur. Çelik ve FRP arasındaki farklara göz atıldığında karbon polimerlerin maliyetinin fazla olduğu söylenebilir. Aynı zamanda yangın durumunda çelik malzemelere göre daha az dayanıklılığa sahiptirler. Yüksek sıcaklıklarda yapısal bozulmalar yaşayabilirler. Dolayısıyla yangına dayanıklılık gerektiren alanlarda dikkatli bir şekilde kullanılması gerekmektedir.
Çelik ve FRP Malzemeler Hangi Durumlarda Tercih edilmeli?
İnşaat sektöründe Çelik ve FRP arasındaki farklar incelendiğinde, hangi durumlarda hangi malzemenin tercih edilmesi gerektiği, malzemeden beklenen özelliklere göre değişir. Çelik malzemeler daha çok yüksek mukavemet, yangına karşı dayanıklılık ve dayanıklılık gerektiren durumlarda tercih edilmelidir. Fiber takviyeli polimerler ise daha çok yüksek çekme mukavemeti, korozyona dayanıklılık ve hafiflik gerektiren durumlarda tercih edilmelidir. Kullanım alanlarına bakıldığında ise FRP’ler daha çok tarihi ve deniz yapıları gibi alanlarda kullanılmaktadır. Çelik malzemeler ise gökdelenler, büyük yapılar ve köprüler gibi alanlarda kullanılmalıdır.
