Go to Top

Prekastın tarihi

Prekastın tarihi; sert, kuru kil, saman veya diğer doğal elyaflar ile takviye edildiğinde, doğal olarak oluşan gevrek malzemenin daha az gevrek ve daha sağlam ve sert liflerin eklenmesiyle yapılış ilkesinin ilk pratik uygulamaları binlerce yıl geriye götürülebilir. Bu nedenle, inşaatta kullanılmak üzere fiber takviyeli kırılgan-matrix kompozitler yeni bir şey değildir. Bununla birlikte, ondokuzuncu yüzyılın sonlarında asbest çimentonun icadına kadar, “modern” bir seri üretilen, yüksek performanslı, çimento esaslı, elyaf takviyeli bir kompozitin genel inşaat uygulamasına girdiği anlaşılamamıştır.

Saman Katkılı Kil Duvar

Yirminci yüzyılın başlangıcı, ağırlıklı olarak borosiliat türü (E-Glass) cam elyafı üretiminde teknolojik gelişmeler sağladı ve ilk polimerler endüstriyel üretime girdi. Isıyla sertleşen polyester reçineler cam elyaf takviyeli polimer (“plastik”) üretimi için “GRP” olarak kısaltılan ve ayrıca “fiberglas” olarak da bilinen matrix malzemesini sağlamıştır.

İkinci Dünya Savaşı’ndan sonra farklı lif türlerinin bulunabilirliğinin artması, çimentolu matrisleri içeren yeni fiber takviyeli kompozitler geliştirilmesini teşvik etti. 1950’lerin sonlarında, alkali olmayan matrislerle birleştirilmiş E-Glass elyafa dayansa da, SSCB’de GRC’nin ilk üretimini gerçekleştirildi. Normal alkali çimentosu, alkali ortamı E-Glass elyaflarının gerilme mukavemetinde ciddi korozyona ve kayba neden olduğu için matris malzemesi olarak kullanılamadı; bunun sonucunda en eski GRC üretimi çok sınırlı kaldı.

GRC’nin ilk zamanlarında, farklı derecelerde alkali direnci kazandıran özel cam formülasyonlarının mevcut olduğu biliniyordu. Bununla birlikte, 1960’ların sonuna kadar böyle elyafların ticari olarak piyasaya arzı başladı. A.J. Majumdar liderliğindeki bir ekiple ortak bir araştırma projesi, İngiltere’de Bina Araştırma İstasyonunda ve İngiltere’de büyük bir cam yapım şirketi olan Pilkington Glass Co.’da A. Tallentire, Cem-Fil® elyafı olarak pazarlanan ticari olarak üretilen, alkali dirençli (AR) elyafların geliştirilmesinin arkasındaydı. Aynı zamanda Japon cam üreticileri, yani Nippon Electric Glass Co. (NEG) ve Asahi Glass Co. (AGC), yüksek ZrO2 içeriğine sahip AR liflerinin ticari üretimini geliştirdi. Yeni elyaflar ilk yıllarda patent ve pratik uygulamalar ile kapatıldı ve lisansa tabi tutuldu. Amaç, GRC teknolojisinde hiç kimsenin pratik deneyim sahibi olmadığı zaman, üretim konusunda rehberlik etmek ve yeterli miktarda GRC’yi sağlamaktı.

Yeni kompozitlerin popülaritesi hızla arttı ve Glassfibre Reinforced Cement Association (şu anda Uluslararası GRCA), 1975 yılında, bilgi birikimini, tecrübeyi ve yeni bilgileri değiş tokuş etmek ve GRC’yi önemli bir yeni malzeme sunan bir materyal olarak tanıtmak ve inşaat sektörüne ve son kullanıcılara sağladığı avantajlar konusunda bilgilendirmek için küresel bir forum olarak kuruldu.

GRC’nin kabulündeki hızlı artış, pratik uygulamaların başında performansıyla ilgili sorunlar ortaya çıktığında geçici olarak kısıtlandı. Genel olarak, bu, beklenenden çok daha sofistike olan, GRC üretiminin ilk yıllarında kalite kontrol eksikliğinin doğrudan bir yansımasıydı. İmalatın, elyaf üreticisine bir lisans verilerek kısıtlanmasıyla kontrol edilecekti. Bununla birlikte, lisans sahibi şirketler genellikle, küçük beton şirketleri ya da üretim sırasında, sıradan betonarme için gerekli olanlardan çok daha fazla hassasiyet gerektiren temelde yüksek teknoloji ürünü bir malzemeyle uğraşma konusunda deneyimsiz yeni start-uplardı. Lisanslarına bağlı olarak kalite kontrol kuralları genellikle yetersiz görülmüş ve nadiren kontrol edilmişti. Durum, ıslak bir ortama maruz bırakıldığında, yaşlanma ile birlikte ilk gevreklik kaybına işaret eden GRC’nin erken sürümleri tarafından desteklenmedi.

Prekastın tarihi

AR cam elyafı imalatçıları, 1980’lerin başında, farklı yüzey uygulamaları ile yeni nesil lifler geliştirerek tepki gösterdi. Yeni lifler, özellikle nemli bir servis ortamında yaşlandırıldığında, sertleştirilmiş GRC’nin uzun vadeli performansını önemli ölçüde geliştirdi. Bu gelişmeye bir örnek, CemFil2® AR fiberlerinin piyasaya sürülmesiydi. Bir başka alternatif GRC matrisindeki çimentonun% 10’unu veya daha fazlasını akrilik polimer ile değiştirmek idi. Bu, daha dayanıklı bir kompozit oluşturdu, ancak ekstra maliyet ve azaltılmış yangın direnci, inşaat uygulamasında benimsenmesini büyük ölçüde kısıtladı.

GRC’nin geliştirilmesinin ilk yılları, kullanılan asbest liflerinin kanserojen nitelikleri ve yaşlanmış ürünlerin kırılgan davranışları (örneğin oluklu çatı kaplaması) nedeniyle geleneksel asbest çimentosunun çöküş dönemiyle çakıştı. Alternatif bir çimento esaslı fiber kompozit geliştirmek için acil bir ihtiyaç ortaya çıktı. Değiştirme, sadece sertleştirilmiş asbest çimentosunun performansıyla uyuşmamalı, aynı zamanda, mevcut asbest çimento üreten bitkiler, yani Hatchek tipi kullanılarak kitlesel olarak üretilebilmelidir. AR cam elyafları hemen düşünüldü, ancak çok farklı yüzey özellikleri (ıslanabilirlik) nedeniyle asbest yangın takviyesinin tek başına yerini alamadı. Asbest çimentosunu değiştiren farklı tipte “elyaf pano” geliştirildi ve şimdi AR fibrenin diğer elyaflarla (örn., Selüloz) birlikte kullanıldığı bazıları basit, genellikle düz öğelerin büyük ölçekli otomatik üretimine izin vermek için üretilmektedir.

Yeni bin yılın başlangıcı dünya çapında inşaat patlamasıyla hızlanan GRC üretiminde hızlı bir artışa tanık oldu. Büyüme, 2008 sonrası küresel ekonomik kriz nedeniyle geçici olarak durduruldu. Bununla birlikte, sanayi yeni kurtarılmıştı ve GRC, dünya çapında önde gelen mimarların araç kutularında yüksek teknoloji ürünü bir malzeme olarak sıkıca kuruldu. Tasarımcılar GRC’deki son gelişmelerin giderek daha fazla farkına vardı ve bunları büyük projelerde kullanmaya başladılar.

 

Çatlak mekanizmaları ve GRC özelliklerini araştırmak, uzun yıllar AR cam elyafı imal eden ve kullanıcılarını lisanslayan büyük firmaların kendi ar-ge çalışmalarıyla sınırlı kaldı. İngiltere’deki Pilkington Glass Co. uzun yıllar boyunca herhangi bir harici, bağımsız araştırma için AR cam elyafı sağlamadı. Bu gibi tutumlar araştırmayı kısıtlamış ve GRC’nin çok karmaşık iç yapısı ile ilgili zorluklara katkıda bulunmuştur. Cam elyafları dışındaki liflerle (çelik / metal, polimerik lifler, karbon elyafları, doğal elyaflar vb.) güçlendirilmiş beton yıllar boyu popüler üniversite araştırma konularından biri olmuştur.

Konferansların bolluğuna ve “fiber-beton” üzerine yapılan çok sayıda yayına daha yakından baktığımızda, böyle pek çok olayda cam elyaflarının bile belirtilmediğini ortaya koyuyor. Durum, liflere erişimle ilgili kısıtlamaların ortadan kalktığı 1990’lı yılların başından bu yana gelişti. Bununla birlikte, halihazırdaki Ar-Ge, aralıklı projelere sahip, ancak yakın zamanda tekstil (cam elyafı) takviyeli beton üzerinde yoğunlaşan birkaç izole merkezle sınırlıdır. Geçtiğimiz on yılda GRC’nin kullanımındaki hızlı yükselişin yanı sıra, gelişme talebi ve GRC’nin daha da yüksek performanslı yeni sürümlerini üretmek için gelişmeler görülmektedir. 

Kaynak: Glassfibre Reinforced Concrete, Principles, Production, Properties and Applications, Peter J M Barthos

 

, , , , , ,