Kompozit Malzeme Beton

Kompozit Malzeme Nedir?

20. yüzyılın sonuna gelindiğinde mühendislik araştırma geliştirme çalışmalarıyla cam elyaf takviyeli polimerler gibi malzemelerin uygun bir biçimde üretilmesi sonucu kompozit malzemeler ortaya çıkmıştır. Çok öncelerden beri bilinen çok fazlı malzemeler yani günümüzde farklı türden malzemelerin üretim sırasında bir araya getirilmesi anlamına gelen kompozitler; metal, polimer ve seramik malzemelerden sonra dördüncü bir malzeme grubu olarak kabul edilmektedir. İnşaat sektöründen örnek vermek gerekirse; Bina yapımında kullanılan eski bir teknik olan kerpiç, çamur ile saman karıştırılmasıyla elde edilen ürün kompozit bir malzemedir. Ayrıca beton ve çelik kullanılarak yapılan ismine betonarme denilen yapı elemanlarıda örnek olarak verilebilir.

Kompozit malzemeler; iki veya daha fazla, aynı ya da farklı gruptaki malzemelerin makro düzeyde birleştirilmesiyle elde edilen üstün özelliklere sahip yeni malzemelerdir. Karbon elyaf, otomobil lastikleri, sermetler örnek olarak verilebilir ve ayrıca ağaç, selüloz, kemik gibi doğal halde bulunan malzemeler de bu sınıf girer. Mikroskobik açıdan homojen olan, atomik düzeyde birleştirilen alaşım gibi malzemeler bu malzeme tanımına girmemektedirler. Bir kompozit malzemede yapıyı oluşturan fazlar kimyasal olarak birbirinden farklı ve bir ara yüzey ile birbirinden ayrılmış durumdadır.

Kompozit malzemeler ana faz olarak yumuşak, sünek ve dayanımı düşük olan matris ile, sert ve dayanımı yüksek olan takviye elemanından oluşmaktadır. Matris, çevresinde dağılmış olan takviye elemanlarını dış etmenlere karşı korur, dirençlerini arttırır ve maruz kalınan yükü takviye elemanına iletir. Takviye elemanı ise matris içerisinde homojen bir dağılım göstererek ve matris ile etkili bir ara yüzey bağı kurarak malzemede dayanım artışı sağlar. Ara yüzey bağı matrisin ıslatma kabiliyetine bağlı olarak değişmektedir. Bir kompozit malzemenin özellikleri; matris malzemesi, takviye elemanı, ara yüzey özellikleri ve mikro yapı özellikleri olmak üzere dört ana faktöre bağlı olarak değişmektedir.

Kompozit malzeme üretimi ile malzemelere kazandırılan özellikler şunlardır: Yüksek dayanım, Düşük ağırlık, Rijitlik, Isı yalıtımı, Korozyon direnci, İyi termal ve ısıl iletkenlik, Yüksek yorulma dayanımı, Estetik görünüm, Aşınma direnci, Ses yalıtımı, Yüksek sıcaklık kapasitesi Bu özellikleri belirleyen temel etmen matris ve takviye elemanı arasındaki uyumdur. Bu uyum ara yüzeyde oluşan bağın güçlü olmasını sağlar. Kompozit malzemelerin sağladığı avantajlar yanında; üretim güçlüğü, maliyet, geri dönüşümünün olmaması gibi dezavantajları da bulunmaktadır.

Lifli beton da bir kompozit malzemedir. Lifli beton yazımızı okumak için tıklayınız.