LİFLİ BETONLAR

Betonun özelliklerini olumlu yönde değiştirmek ve kalitesini arttırmak amacı ile betonun içine farklı miktarlarda katılan metalik, polimerik, mineral yapıdaki malzemelere lif denir. Lifler cam, çelik ve plastik gibi farklı malzemelerden farklı tip ve boyutlarda hazırlanmaktadır.

Çelik, polyester, karbon ve alkali dirençli cam, betonun içinde en çok kullanılan liflerdir. Betonun içine koyulan liflerin sağlaması gereken en önemli özellik, liflerin homojen dağılması ve bu dağılımın beton karıştırıldıktan sonra bozulmamasıdır. Betonun içinde uniform olarak dağılan lifler betonda oluşan çatlakları önlemekte ve bu çatlakların ilerlemesini yavaşlatarak betonu daha dayanıklı hale getirir.

Lifli Betonun Tarihçesi

Yapılarda liflerin kullanımı 4500 yıl öncesine kadar dayanır. Kerpiç malzemesinin yapımında bitkisel elyaf, saman at kuyruğu, keçi kılı gibi doğal lifler kullanmıştır. Betonun özelliklerini arttırmak ve geliştirmek için kullanılan ilk yapay (Sentetik) lifler 19. Yüzyılın sonunda ortaya çıkmıştır. Ancak bu kadar kısa bir zaman da bile yapay lifler vazgeçilmez olmuştur. Betonda kullanılan liflerin farklı özellikleri vardır.

Tablo 1.1 Farklı Türdeki Liflere Ait Fiziksel Özellikler

 Doğal Lifler

Bu lifler kolayca elde edilebilmeleri neden ile önemlidir. Fakat alkali ortamda parçalanma eğiliminde olmaları nedeni ile betonun alkalitesini azaltacak katkı maddeleri kullanmak gerekmektedir. Betonda kullanılan doğal lifler; bambu, hindistan cevizi, şeker kamışı ve ahşap gibi liflerdir.

Polyester Lifler

Termoplastik polyester grubundan olup, ince teller şeklindedir. Polyester lifler sıcaklığa karşı dayanıksız olmalarına rağmen sıcaklık bu liflerini özelliklerini etkilemektedir. Polyester liflerin betonda hacimce %0,1 oranında kullanılması durumunda plastik rötre’ yi engellediği görülmüştür.

 Metalik Lifler

Metalik liflerden en çok paslanmaz çelik lifler kullanılır. Paslanmaz çelikten yapılan liflerin korozyona uğrama sorununu ortadan kaldırmakla beraber çeliğin dayanımı ve yüksek elastisite modülü çelik lifleri diğer tüm liflerden daha üstün hale getiriyor.

 Liflerin Betonun Özelliklerine Etkisi

Betonun özelliklerini arttırmak güçlendirmek için cam, polyester ve çelik liflerin kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır.  Lif tiplerinin ve lif boylarının betonun özelliklerini farklı şekillerde etkilemektedir.

Lif Tipinin Etkisi

Lif tipinin lif ve beton arasındaki bağın dayanıklılığı doğrudan ilişkisi vardır. Lifli betonların işlene bilirliği genel anlamda düşürmektedir. Dalgalı liflerin düz ve kancalı liflere oranla çökme değerleri daha yüksektir. Kancalı liflerin düz ve dalgalı liflere oranla betonun basınç gerilmesi altındaki enerji yutma kapasiteleri daha yüksektir.

Tablo 1.2. Farklı Tipteki Çelik Lif Örnekleri

Lif Boyunun Etkisi

Liflerin boyu betonun özelliklerini büyük bir ölçüde etkilemektedir. Kısa lif karışımlı betonlar dayanım açısından yüksek gerilmelere ulaşmaktadır, ancak şekil değiştirme açısından yetersiz kalmıştır. Uzun lif karışımlı betonlarda düşük gerilmeler görülmektedir, ancak buna karşın şekil değiştirme yeteneğinde önemli bir artış görülmüştür.

Şekil 1.3. Farklı Boylarda Liflerin Etkisi

 Lifli Betonun Kullanım Alanları ve Örnek Uygulamaları

Lifli betonlar kırılmayı önlemek amacıyla yapısal uygulamalarda sık kullanılmaz. Lifli betonlar klasik betona göre çarpmalara, titreşimli yüklere, ve dinamik yüklere karşı daha dayanıklıdır. Bu nedenlerden dolayı kullanım alanları oldukça geniştir.

 Depreme Dayanıklı Yapılarda

Lifli betonların şekil değiştirme yeteneği, yüksek betonarme yapıların deprem kuvvetlerine karşı davranışı olumlu yönde değişecektir. Gevrek bir malzeme olan betonun bu zayıf yönünü iyileştirmesi nedeniyle deprem kuşağındaki bölgelerde kullanılır.

Yüksek Sıcaklık Farklılıklarına Maruz Kalan Yapılarda

Yüksek sıcaklık farklılıkları ile karşı karşıya kalabilecek, termal ve mekanik şok tehlikesi bulunan yapılarda kullanılmaktadır.

Beton, Betonarme Borular ve Altyapılarda

Beton ve betonarme altyapı malzemelerinde sızdırmazlık, kimyasallara karşı dayanıklılık, karşılaması beklenen en önemli özelliklerdir. Betonun içine lif koyulduğunda, betonların doluluğu artmaktadır. Bu da sızdırmazlık değerlerinin azaltılmasına katkı sağlamaktadır.

Şekil 1.4. Altyapı Beton Boru Yapımı

Fabrika Depo ve Hangar Döşemelerinde

İyi bir döşeme bütün endüstriyel işlerin döşemeleri ve fabrikalar için çok önemli olmaktadır. Güçlendirilme ihtiyacı olan bir fabrika zemin döşeme betonu, hem onarım maliyetini artıracak, hem de onarım süresince iş kaybına neden olacaktır. Ağır yüklemelerin maruz kaldığı döşemeler, üzerine gelen aşırı yükler ve aşırı zorlamalar etkisinde kalır. Lif ile güçlendirilmiş betonlar bu dayanımları karşılamaktadır.

Şekil 1.5. Bir Deponun Döşemesi

Yeşim SAVAŞ

Özel Betonlar Ve Uygulama Alanları – 2019 Tezi