Belki de en yüksek dayanıma sahip lider bir beton diyebiliriz SIFCON için. Nasıl mı? Gelin cevabını yazımızın devamında beraber arayalım. Hazır mısınız?😉
Kısaca Çimento Bulamacı Emdirilmiş Lifli Beton olarak tanımlayabileceğimiz SIFCON’lar çimento, silis dumanı, öğütülmüş yüksek fırın cürufu, uçucu kül, çok küçük taneli kum, su ve süper akışkanlaştırıcıdan oluşan bir bulamacın sertleşmesiyle elde edilen bir matris içinde hacmen %5-20 oranında çelik lif ile takviye edilmiş mühendislik özellikleri yüksek olan çimento esaslı kompozitlerdir.*
SIFCON’lar lifli betonlara oranla 10 kat daha fazla çelik lif içermesiyle beraber yüksek dayanımlı betonlardan ayıran en önemli özelliğinin yük altında sünek davranış göstermesi olduğu aşikâr.
Çelik lif oranı yüksek olduğundan hazırlanan bu bulamacın, liflerin arasından geçebilecek kıvamda ve homojenlikte olması gerektiğini unutmamalıyız. Bir yönetmeliğe bağlı olmamakla beraber yapılan çalışmalardan yola çıkılarak en büyük tane boyutunun 250-600 mikron arasında silis kumu olduğunu söyleyebiliriz.
SIFCON’lar hazırlanırken bulamacın matris kısmındaki tüm boşlukları tamamen dolu olmalı ve kompakt* bir yapı için silis dumanı gibi ince taneli puzolanlar* kullanılmalıdır.
SIFCON’lar da hacmen %5-20 arası lif kullanıldığını söylemiştik, kullanılan bu liflerin türü, şekli ve yapısı istenen dayanım ve tokluğu önemli şekilde etkilemektedir. Yapılan çalışmalara dayanarak ucu kancalı çelik liflerin en iyi özelliği gösterdiği söylenebilir. Ayrıca lif miktarının bu kadar fazla olması da bizleri klasik beton üretim yöntemlerinden biraz uzaklaştırıyor ya da uzaklaşmak zorunda kalıyoruz.
SIFCON’ların yüksek lif içermesi yerleştirme problemlerine neden olduğundan ilk önce kalıba lifler yerleştirmeli daha sonra da bulamaç liflerin arasına enjekte edilmeli. Agrega boyutunun seçimine de bu yüzden dikkat edilmeli. Tahmin edebileceğiniz üzere büyük agregalar liflerin arasından geçemeyeceğinden boşluklu bir yapı oluşturacak bu da SIFCON’u zayıflatacaktır. Kısaca kaş yaparken göz çıkarmamaya dikkat edilmeli. Kaşı gözü şimdilik boş verip bu şaşalı betonumuzun mekanik özelliklerini etkileyen bazı konulara değinmenin gerekliliğine dayanarak hangi özelliklere sahip olduğunu birkaç cümleyle özetlersek fena olmaz sanırım.
Bulamacın dayanımı ve özellikleri gibi liflerin homojen dağılması, kullanılan lif türü ve kullanıldığı hacim SIFCON’un SIFCON olması için gerekli en önemli faktörlerdir.
Hazırlanan bulamaç, basınç ve eğilme dayanımlarını doğrudan etkileyen bir faktördür. Bununla beraber liflerin homojen dağılımı da zayıf bölgelerin oluşmamasında önemli bir rol oynar. Lif türü ve hacminin SIFCON’un enerji yutma kapasitesi, eğilme ve darbe dayanımı özellikleri açısından önemli olduğu söylenebilir.
2003 yılında ucu kancalı çelik lif (Ø0,5 mm, L=30 mm) kullanılarak yapılan “Geleneksel ve Yüksek Performanslı Çelik Donatılı Betonlar” adlı çalışmaya göre tek eksenli çekme deneyi altında elde edilen sonuçları Tablo 1'de görebiliriz. Biraz incelersek sabit lif içeriğinde kırılma enerjisinin su/çimento oranına bağlı olduğunu ve sabit su/çimento oranında lif içeriğinin artması durumunda kırılma enerjisinin normal betona göre (100-200 J/m2) yaklaşık 1340 kat arttığını söyleyebiliriz. Ayrıca 2018 yılında A. Kıllı tarafından yapılan çalışmaya dayanarak SIFCON numunelerinin taze birim ağırlıklarının 2115-2334 kg/m3 arasında değiştiği, karışımda çimento yerine öğütülmüş yüksek fırın cürufu ve uçucu kül kullanıldıkça karışımların taze birim hacim ağırlıklarının azaldığı ve en yüksek dayanımın standart kür uygulanan ve hacimce %8 lif içeren numunelerde görüldüğü bilgisini de sizlere sunmuş olayım.
SIFCON’ları biraz tanıdıysak gelin biraz da ne gibi avantaj ve dezavantajlarının olduğuna bakalım.
Donatı işçiliğinde azalma ve kolaylık sağlaması, hasarlı yapıların güçlendirilerek kısa sürede kullanıma açılması, darbe dayanımının yüksek ve geçirimsiz bir yapıya sahip olması, bünyesinde bulunan yoğun lifler sayesinde etkin çatlak kontrolü sağlaması, sistemli bir çalışma ile üretimin hızlanmasını avantajları olarak sayabiliriz.
Peki dezavantajlarına bakacak olursak; onarım ve güçlendirme işlemlerinde taşıyıcı eleman ile bütünlüğü sağlamak amacıyla özel yapıştırıcıların ve diğer kullanılan malzemelerin normal betonlardan farklı olmasından dolayı maliyetinin artmasını, yoğun liflerin arasından geçebilecek akıcı kıvamda ve dayanım özelliklerinin yüksek olduğu bir bulamacın tasarlanıp üretilmesi gerekliliğini, imalat ve numune için özel sızdırmazlık sağlayacak kalıpların kullanılması gerektiğinden dolayı kalıp maliyetlerinin yükselmesini, üretim tekniği ve uygulamasının özel yöntemler gerektirdiğinden tecrübeli eleman gerekliliğini sayarsak yeterince gömmüş oluruz galiba.😁
Eeee avantaj ve dezavantajlarına baktığımıza göre bu betonu nerelerde kullanabileceğimize bir bakalım isterseniz.
Yapıların tamiri, güçlendirmesi ve dayanım açısından iyileştirilmesi gereken alanlarda, 2 günde 48 MPa basınç dayanımı elde edildiğinden köprü, viyadük gibi yapıların kısa sürede onarılmasında, patlama darbe ve yangına maruz kalabilecek cephane sığınak gibi askeri yapılarda, enerji yutma kapasitesinin ve darbeye karşı direncinin yüksek olmasından dolayı deprem etkilerine karşı güçlendirmeyle birlikte hidrolik yapıları ve havaalanı pistlerinde, çok ağır yüklerin bulunduğu depolama ve prekast* ürünlerde, yüksek süneklilik ve dayanım gerektiren tüm imalatlarda kullanılabilir olduğunu buraya bırakarak kısa bir yolculuğumuzun daha sonuna gelmiş olalım.
Bir başka özel beton türüyle görüşmek üzere. Sağlıcakla kalın…👋
Kompakt: Sıkı ya da yoğun
Puzolan: Kendi başına bağlayıcılık değeri olmayan ya da çok az bağlayıcılık gösterebilen, fakat ince taneli durumda olduklarında ve sulu ortamda kalsiyum hidroksit ile birleştiklerinde hidrolik bağlayıcılık gösteren silisli, silisli-alüminli malzemelerdir.
Prekast: Özel bir bileşime sahip olan ve içeriğinde beyaz çimento, yıkanmış silis kumu, alkali direncine sahip cam elyafı, kimyasal beton katkıları barındıran, kalıplara püskürtme yöntemiyle dökülürken içeriden çelik karkas sistemiyle güçlendirildikten sonra kürlenerek mukavemeti arttırılan, uluslararası standartları olan yeni nesil beton sistemidir.
Kompozit: İki veya daha fazla malzemenin geleneksel malzemeden daha iyi mühendislik özelliklerine sahip olacak şekilde birleştirilmesiyle oluşan malzemelerdir.
Yararlanılan Kaynaklar:
1- Kıllı, A., “Kür Şartlarının SIFCON’un Mekanik Özelliklerine Etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, Niğde Ömer Halis Demir Üniversitesi, 2018
2- Taşdemir, M. A., Bayramov, F. Ve Yerlikaya, M., “Geleneksel ve Yüksek Performanslı Çelik Donatılı Betonlar”, Türkiye Mühendislik Haberleri, Sayı 426, s. 76-81, 2003,
3- Mısır, İ. S., “Betonarme Yapıların Deprem Davranışının İyileştirilmesinde Çimento Şerbeti Emdirilmiş Lifli Beton (SIFCON) Kullanımı”, Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, 2011