Lifli Beton ve Yapı endüstrisinde kullanılan lifler
Lifli beton kısaca çimento, agrega, su gibi ana bileşenlerden oluşan beton karışımlarına belli miktarda lif takviye edilmesiyle üretilen bir beton çeşididir. Buna karşın bu karışımdaki liflerin kesin tanımı yapılamamaktadır. Lifleri tanımlayan ifadeler; lifin mekanik özellikleri, geometrik yapısı, görünüm oranı gibi şekle bağlı özelliklerdir. Lifi en iyi tanımlayan özellik ise lif boyunun lif çapına oranı yani narinliğidir. Yapılan bazı çalışmalar sonucunda, çelik lifli betonların, yorulma dayanımı, aşınma dayanımı, çekme dayanımı ve çatlak dayanımı sonrası yük taşıma kapasiteleri normal betonlara kıyasla artış gösterdiği, betonun tokluk özelliğini ve dinamik yüklere karşı dayanımını artırdığı belirlenmiştir.
Betonun sahip olduğu eğilme ve çekme dayanımı, yorulma dayanımı, tokluğu ve darbe etkilerine karşı dayanımı gibi özelliklerini arttırabilmek için beton karışımlarına lif ilavesi yapılabilir. Lif ilave edilen betonun performansındaki artış; liflerin yapısına, geometrik şekillerine ve miktarına, karışımdaki dağılımlarına ve betonun karışım oranlarına bağlıdır. Lifli beton esin kaynağı yaklaşık 4500 yıl önce yapı malzemesi olarak kullanılan saman ve hayvan kılı içerikli kil harcından (kerpiç)’tir. Lifli betonlar üzerindeki ilk çalışmalar 1962’de A.B.D.’de James Romualdi tarafından yapılmıştır. Araştırmacılar, deneysel çalışmalar sonucunda lifli betonların normal betonlara göre daha üstün özelliklerinin olduğunu belirlemişlerdir. Yapı endüstrisinde kullanılan lifler genellikle yapay liflerdir. Uygulamada en sık kullanılan yapay lifler; metalik lifler ve polimer liflerdir.
Lifli beton yapısında kullanılan Polipropilen lif özellikleri
Polipropilenden (PP) üretilen lifler oldukça yüksek dayanımları, alkali ortama çok iyi direnç göstermeleri ve düşük fiyatlarıyla önemli bir donatı malzemesi özeliğini taşımaktadır. En önemli kullanım alanı çimento bağlayıcılı kompozitlerin donatılmasıdır. 1960’lı yıllarda askeri araştırmalarda, polipropilen liflerin betonu sertleştirdiği, sınırlı çatlaklara izin vererek darbe ve aşınma direncini artırdığının belirlenmesiyle betona katılmaya başlanmıştır. Günümüzde polipropilen lifler, çarpma, aşınma dayanımı ve geçirimsizliği artırmaları sebebiyle endüstriyel tesisler, havaalanları, konutlar ve yüzme havuzları gibi bir çok yapı uygulamalarında kullanılmaktadır.
Polipropilen lifler, genellikle kalınlığı 20 μm ile 400 μm arasında değişen elyaf tabaka halinde kullanılmaktadır. Malzemenin ergime sıcaklığı 165 °C olup, malzeme 100 °C ‘ye kadar olan sıcaklıklarda özeliklerini korumaktadır. Kısa süreler için 140 °C ‘ye kadar sıcaklıklarda da kullanılabilmektedir. Polipropilen lifin betonda kullanılması sayesinde, plastik büzülmelerden dolayı sermeden hemen sonra oluşabilecek çatlakları kontrol altına alması sebebiyle çok önemli kazanım elde edilir.
Polipropilen liflerin başlıca kazanımları; Betondaki büzülme ve rötre çatlaklarını azaltır, Segregasyonu (ayrışmayı) azaltır, Betonun geçirimsizliğini artırır ve donatının korozyona uğramasını geciktirir, Betonun aşınma dayanımını artırır, Betonun basınç ve eğilme dayanımını artırır, Betonun dağılmasını ve parçalanmasını önleyerek, yapıların depremde daha az hasar görmesini sağlar ve çökme riski azaltır, Betonun yüzey kalitesini artırarak, tozuma, ufalanma ve parçalanmayı engeller.
Liflerle donatılı betonların üretiminde en çok kullanılan donatı malzemelerinden biri de hiç kuşkusuz cam lifleridir. Cam lifleri, üstün özellikleri göstermesinin yanında, ekonomik bir donatı türü olması sebebiyle yaygın olarak kullanılmaktadır. Cam lifleri, sertlik, korozyona karşı direnç ve diğer malzemelerle tepkimeye girmeme gibi bazı özellikler gösterir
