Lif katkılı betonlar, çimento, agrega ve su kullanılarak hazırlanan klasik betonların çeşitli özelliklerini olumlu yönde değiştirmek ve beton kalitesini arttırmak amacıyla taze betona farklı miktarlarda, çeşitli tiplerde ve özelliklerde liflerin eklenmesiyle elde edilen yüksek dayanımlı bir beton çeşididir.
Cam, polyester, çelik en çok tercih edilen liflerdendir. Liflerin kullanılmasında dikkat edilmesi gereken en önemli konulardan biri liflerin taze beton içerisinde homojen olarak dağılmasını sağlamak ve bu homojenliği beton dökümünden sonra da korumaktır. Homojen dağılmış olan lifler çatlaklar arasında bir bağlayıcı görevi görerek çatlakların yayılmasının önüne geçer. Lifler bu özellikleri sayesinde betonun çekme, eğilme e darbeye karşı dayanımını arttırır. Lifli betonlar, sahip oldukları bu özelliklerinden dolayı fabrika ve depoların döşeme betonları, havaalanı betonları ve prefabrik imalatlar gibi birçok alanda kullanılmaya elverişli bir betondur.
Lif Katkılı Betonların Tarihçesi
Ne kadar beton olmasa da yapılarda liflerin kullanımı yaklaşık 4500 yıl öncesine kadar dayanır. Kerpiç yapılırken içerisine bitkisel elyaf, at kuyruğu, saman gibi doğal lifler eklenmiştir. Betonun özelliklerini geliştirmek amacıyla yapılan ilk çalışmalar ise 19. yüzyılın başlarından itibaren devam etmektedir. Bazı meslektaşlarımız tarafından hâlâ bilinmese de lifli betonlar dolayısıyla yapay lifler vazgeçilmez derecede önemlidir. Mühendislik açısından bazı liflerin özelliklerini Tablo 1’den inceleyebiliriz.
Çelik Lif Katkılı Betonlar
Çelik lifler, düşük karbonlu çeliklerden üretilirler. Üretilen çeşitli tip ve özellikteki bu lifler, betona normal betonun 50 katı kadar süneklilik sağlar. Çelik liflerin uzunluğu, şekli ve çapı gibi fiziksel özellikleri bile betonun performansını ciddi derecede etkileyebilmektedir. Çelik lif katkılı betonların performansını etkileyen bazı lif özelliklerini sıralayacak olursak;
Lifin şekli ve tipi
Lifin hacimce kullanım oranı
Lifin beton içerisindeki dağılımı ve yönelimi
Betonun hazırlanma yöntemi
Çelik liflerin en önemli özelliklerini de aşağıdaki gibi sıralayabiliriz;
Yüksek çekme gerilmelerine karşı düşük uzama göstermesi
Ortalama çekme gerilmelerinin 1200 MPa olması
Elastik limitlerinin %0,2’den düşük olması
Çelik Lifli Betonların Kullanılmasının Yararları
Betonun yüksek dayanım kazanmasını sağlar
Betonun sünekliliğini arttırır
Minimum çatlaklı beton yüzeyi oluşumunu sağlar
Donatının azalmasını bundan dolayı donatı işçiliğinde ve maliyette azalma sağlar
Betonun enerji yutma kapasitesini arttırır
Yorulmayı geciktirir
Aşınmayı önler
Çelik Lifli Betonların Kullanım Alanları
Büyük sıcaklık farklarına maruz kalan yapılarda
Çimento ve çelik üretim tesisleri gibi termal ve mekanik şok tehlikesinin bulunduğu yapılarda kullanılabilir.
Depo ve fabrika gibi aşırı yüklere maruz kalan döşemelerde
Depo ve fabrika gibi sürekli ve tekrarlı aşırı yüklere maruz kalan yapıların döşemeleri bu yükleri karşılayabilecek olan lifli betonlar tercih edilebilir.
Betonarme borularda ve altyapı malzemelerinde
Bu tür yapılarda sızdırmazlık ve kimyasallara karşı dayanıklılık önemli olduğundan lif katkılı betonlar kullanılabilir.
Havaalanı ve liman kaplamalarında
Havaalanı betonlarında derz açıklıklarını büyütme ve kaplama kalınlıklarını azaltmak amacıyla kullanılabilir.
Liman kaplamalarında; çarpma etkilerine, dalga hareketlerine, aşırı ve tekrarlı yüklere betonun dayanabilmesi için de lif katkılı betonlar kullanılabilir.
İnce kesitli yapılarda ve endüstri yapılarında
İnce kesitli yapılarda donatı miktarını düşürmek amacıyla, endüstri yapılarında bakım onarım giderlerinin azaltılması, döşeme kalınlıklarının düşürülmesi amacıyla kullanılabilir.
Püskürtme beton imalatlarında
Püskürtme betonlar hazırlanırken yüksek oranda çimento kullanılması gerekir. Yüksek çimento oranı hem yüksek maliyetli hem de rötre çatlaklarına neden olmaktadır. Bu nedenden dolayı lifli betonlar ekonomik ve çatlak kontrolü açısından önemli betonlardır.
Ön üretimli-Prefabrik elemanların betonlarında
Çatlak kontrolü, elastik davranış, kısa zamanda yüksek mukavemet açısından avantajları olan lifli betonlar kullanılabilir.
Su yapılarında
Baraj, kanal gibi hidrolik yapılarında ve kavitasyon hasarlarına karşı kaplamada kullanılabilir.
Şevlerin stabilizesini sağlamak amacıyla
Yüksek mukavemet gerekli yapıların betonlarında
Patlamaya ve yangına dayanıklı yapıların inşasında
Sonuç
Cam, çelik, polyester gibi birçok çeşitte ve farklı özellikte, farklı şekil ve ebatlarda lifler bulunmaktadır. Bu lifler, normal betonların çeşitli özelliklerini geliştirmek amacıyla kullanılır. Uygulamada karşılaştığımız lifler genellikle çelik liflerdir. Çelik lifler de kendi arasında şekil, uzunluk gibi farklı özelliklerle birbirinden ayrılır. İstenilen özelliklere ve kullanılacak yılın standartlarına göre farklı miktarlarda taze betona eklenebilir.
Lifli betonlar genellikle yüksek dayanım ve çatlakların minimize edilmesi amacıyla, tekrarlı ve aşırı yükleri karşılamak, patlamaya ve yangına dayanıklı yapılar inşa etmek, kavitasyon hasarlarına karşı kaplama yapmak, çimento kullanımını ve beton maliyetini düşürmek, kimyasal etkilere maruz kalan yapıları inşa etmek veya yapı elemanlarını üretmek, ince kesitli yapıları üretilebilmek, betondaki donatı miktarını azaltmak amacıyla depo ve fabrika döşemeleri, hidrolik yapıları, prefabrik elemanların üretimi, havaalanı ve liman kaplamaları gibi birçok alanda kullanılır.
Özel betonların kullanım alanları, miktarları ve yapılan çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Başka bir ifadeyle günümüz yapılarının dayanımının ve ömrünün uzatılması bakımından betonların araştırılması ve geliştirilmesi kaçınılmaz olmuştur. Betonun kullanılması ve geliştirilmesi devam edecektir. Her geçen gün farklı betonların hayatımıza girmesiyle daha ekonomik, estetik ve dayanıklı yapılar inşa edilecektir.