Lifli Beton Nedir? Kullanım Alanları Nerelerdir?

Lifli beton; taze beton içerisine metalik, polimerik, mineral ya da doğal yapıda bulunan ve lif (fiber) adı verilen malzemelerin belirli oranlarda katılması ile oluşmaktadır. Bu malzemelerin karışıma ilave edilmesinin nedeni betonun özelliklerini olumlu yönde iyileştirmektir.

Lifli betonda liflerin homojen bir şekilde karışım içerisinde dağılması ve beton karıştırıldıktan sonra da aynı yapıyı koruması sağlanmalıdır. Belirtilen şartları sağlayacak şekilde imal edilen lifli betonların beton çatlakları oluşmasını önlediği ve çatlakların beton içerisinde ilerlemesine engel olarak dayanımı artırdığı bilinmektedir. Beton lifler sayesinde çekme, eğilme ve darbelere karşı daha dayanıklı hale gelmektedir.

Bu sebepten dolayı;

  • Yol,
  • Su boruları,
  • Betonarme kazık,
  • Prefabrik elemanların imalatında ve
  • Büyük fabrika inşaatlarında tercih edilmektedir.

Lifler doğal ve yapay olmak üzere iki sınıfa ayrılır. Doğal lifler; hayvan, bitki ve mineral gibi doğal kaynaklardan elde edilirler. Yapay lifler ise; istenilen özellikleri karşılayacak şekilde farklı malzemelerden üretilen ve geliştirilen malzemelerdir.

Lif Kullanımının Tarihçesi

Doğal lifler insanlar tarafından uzun süredir yapılarda kullanılmıştır. Geleneksel bir yapı malzemesi olan kerpiç üretiminde, kil hamuruna bitkisel lifler ve saman katılarak malzemenin dayanıklılığı artırılmıştır. Alçı sıva ve kartonpiyer uygulamalarında bitkisel ve hayvansal lifler kullanıldığı bilinmektedir.

Yapay liflerin insanlar tarafından üretimi ise son yüzyıl içerisindedir. Bu kadar kısa bir süre önce imal edilmiş olmasına rağmen kullanımından dolayı getirdiği avantajlardan dolayı vazgeçilmez bir malzeme olmuştur.

Lif Çeşitleri

Lifler doğal ve yapay olarak ikiye ayrılır.

  •  Doğal Lifler
    o Hayvansal Lifler
    o Bitkisel Lifler
    o Mineral Lifler
  •  Yapay Lifler
    o Polimer Lifler
    o Metalik Lifler
    o Seramik Lifler

Aşağıdaki tabloda farklı lif malzemelerinin fiziksel özellikleri verilmiştir. Cam liflerin çekme dayanımının, çelik liflerin ise özgül ağırlıklarının diğerlerinden daha fazla olduğu görülmektedir.

Lif

cinsi

Çekme

dayanımı

(MPa)

Elastisite modülü (103, MPa) Maksimum

uzama

(%)

Özgül ağırlık (gr/cm )
Akrilik 207-414 2.1 25-45 1.1
Asbestler 552-966 83-138 0,6 3,2
Pamuk 414-690 4.8 3-10 1,5
Cam 1035-3795 69 1,5-3,5 2,5
Naylon 759-828 4,1 16-20 1,1
Polyester 724-863 8.3 11-13 1,4
Polietilen 690 0,14-0,4 10 0,95
Polipropilen 552-759 3,5 25 0,90
Pamuk-Yün 414-621 6,9 10-25 1,5
Mineral yünü 483-759 69-117 0,6 2,7
Çelik 276-2760 200 0,5-35 7,8

Doğal Yollardan Elde Edilen Lifler

Saman ve at yelesi en eski bilinen doğal bitkisel ve hayvansal liflerdir. Günümüz teknolojisinde ise bambu ve jüt gibi bitkilerden ekonomik olarak elde edilmektedir. Bu lifler kolay elde edilmelerine rağmen alkali ortamlarda özelliklerini çabuk yitirmeleridir. Liflerin durabilitesini (bkz. durabile nedir?) artırmak için lifli beton içerisinde alkaliyi azaltacak beton katkı maddeleri kullanılmalıdır.

Diğer doğal lifler ise portland çimentosu ile kullanılır.

Bu lifler,

  • Akwara,
  • Bambu,
  • Hindistancevizi,
  • Flax,
  • Jüt,
  • Sisal,
  • Şekerkamışı posası ve ahşap olarak sıralanabilir.

Metalik Lifler

Metallerin avantajlı yönlerinden dolayı lifli beton imalatlarında sıklıkla kullanılmaktadır. Özellikle çelik lifler, betonun özelliklerini iyileştirmek için kullanılan malzemelerin başında gelir. Çelik lifler ile elde edilen lifli betona çelik lif takviyeli beton veya metal lif takviyeli beton adı verilmektedir.

Çelik lif türleri

Çelik lif türleri

Çelik liflerin özellikleri;

  • Cam ve polimer liflerden daha kalın ve serttir.
  • Çapları 0.2 mm ile 1.0 mm arasında değişiklik göstermektedir.
  • Uzunluğu 20 – 50 mm arasındadır.
  • Çeşitli tip, form ve boyutlarda üretilirler.
  • Diğer malzemelere göre daha serttir ve karıştırma esnasında bükülmeye karşı direnç gösterirler.

Çelik liflerin sınıflandırılması;

Türk standardı TS 10513/92′ de çelik liflerin sınıflandırılması 3’e ayrılır.

  • A: Düz, pürüzsüz yüzeyli lifler,
  • B: Bütün uzunluğunca deforme olmuş lifler,
  • C: Sonu kancalı lifler.

B sınıfı lifler, uzunluğu boyunca deforme olma şekline göre;

  • Üzerinde girintiler (çentikler) açılmış lifler,
  • Uzunluğu boyunca dalgalı (kıvrımlı) lifler,
  • Ay biçimi dalgalı lifler.

C sınıfı lifler sonlarındaki kancalara göre;

  • İki ucu kıvrılmış lifler,
  • Bir ucu kıvrılmış lifler olmak üzere ikiye ayrılır.

TS 10513 / 92’ de çelik liflerin özelikleri ile ilgili iki önemli parametre vardır:

Liflerin çekme-kopma gerilmesi ortalaması en az 345 N/mm2 olmalıdır. Her bir lif için çekme-kopma gerilmesi 310 N/mm2 ‘den az olmamalıdır.

16±2 °C’lik ortamda, 3,18 mm’ lik bir iç çap çevresinde yapılan lif eğilmede, deneye tabi tutulan liflerin % 90’ ının kırılmaksızın 90° eğilme yapabilmesi koşuludur. Bu özelikler, betonda kullanılan liflerin daha sünek ve çekme dayanımı yönünden de daha yüksek bir dayanıma sahip olmasına olanak sağlar. Çelik liflerin sünek davranış göstermesi betonun karıştırılması ve yerleştirilmesi önemli parametrelerdir

Polimerik Lifler

Polimer lifler - lifli beton

Polimer lifler – lifli beton

Doğal ve yapay olarak elde edilebilen polimerik liflerin geniş bir uygulama alanı vardır.

Başlıca doğal polimerik lifler;

  • Pamuk,
  • Sisal ve Hint keneviri gibi bitkisel veya
  • Yün, deri gibi hayvansal liflerdir.

Başlıca sentetik polimerik lifler;

  • Polipropilen,
  • Naylon,
  • Polietilen,
  • Aramid ve
  • Perlondur.

Polipropilen lifler yapı sektöründe çimento esaslı malzemelerin takviyesinde kullanım alanı bulmaktadır. Fakat liflerin kullanım miktarı genelde çok düşüktür (% 0,5 ile %10 arası). Harç ve betona lif katılmaya başlamasının nedeni; lifin malzemenin çekme ve darbe dayanımını arttırması ve çatlak oluşumundan sonra sünek bir yapı göstermesidir.

Cam lifler

Lifli beton - cam elyafı

Lifli beton – cam elyafı

Cam liflerin bazı avantajlarından dolayı üstün yönleri vardır.

Bunlar;

  • Sertlik,
  • Korozyona dayanıklılık ,
  • Diğer malzemelerle fazla tepkimeye girmemesi,
  • Esnek,
  • Hafif ve
  • Ekonomik olmasıdır.

E tipi cam lifler, yüksek çekme dayanımı ve kimyasal direncin gerekli olmadığı uygulamalarda kullanılırlar. Bu tip camlar, düşük fiyat yüksek korozyon dayanımı ve iyi mekanik özeliklere sahip olduğundan yapısal takviyelerde de tercih edilirler.

Genelde çimento hamuruna veya harç karışımlarına ilave edilir. Bu sekilde üretilen çimento esaslı kompozitler Cam Lif Takviyeli Kompozitler (CLTK) olarak bilinir. Bunlar kompleks ve büyük boyutlu kaplama panellerden, prekast betonların üretimine kadar çesitli alanlarda kullanılabilmektedir.

Lifli Beton Kullanım Alanları

  • Endüstriyel döşemelerde lifli beton
  • Havaalanı kaplamaları
  • Limanların döşeme kaplamaları
  • Ateşe dayanıklı beton yapılar
  • Prefabrik Beton Üretimi
  • Su yapıları lifli betonun kullanım alanları arasındadır.

Lifli beton ile ilgili içerikten sonra Ağır beton ile ilgili yazmış olduğumuz makale ile daha fazla bilgi edinmeye devam edebilirsiniz.

BİR CEVAP YAZIN