Eğer Kolonları Bu Maddeyle Kaplatırsanız, Binanızın Depreme Daha Dayanıklı Olmasını Sağlayabilirsiniz

Türkiye’nin tarihinde büyük bir iz bırakan 6 Şubat trajedileri sonrasında binalarımızın sağlamlıkları ve müteahhitler kadar, binalarımızın nelerden inşa edildiği de önemli bir tartışma konusu olmaya başladı.

Sağlam bir bina inşa etmek, tahmin edebileceğiniz üzere sadece üst üste birkaç tuğla koymaktan ibaret değil ve çok fazla çaba, dikkât ve özen gerektiren bir iş.

Benzer şekilde 6 Şubat depremleri sonrasında da gündemde en fazla yer edinen bazı tartışma konuları, “Yıkılan binalarda hangi inşaat malzemeleri kullanıldı?” ve “Hangi malzemeler kullanılsaydı bunlar yaşanmazdı?” tartışmaları. Oysaki bu sorunun çözümü ince, maddi açıdan uygun ve esnek bir inşaat malzemesi olan karbon elyaf gibi basit malzemelerde yatıyor olabilir.

“Karbon Fiber” veya “CFRP”/”FRP” olarak da bilinen karbon elyaf, binaları depremlere karşı sağlamlaştırmak için genellikle kolonlarda ve kirişlerde kullanılan bir kaplama malzemesi.

Başlıca işlevleri yapının yük taşıma kapasitesini arttırmak, sağlamlığını kesinleştirmek ve dinamik güce karşı temelin direncini arttırmak olan karbon elyaf, yapının ağırlığını pek arttırmayacak lifli dokulama şeklinde aynı yapının en fazla ağırlığa ve dış kaynaklı güçlere maruz kalan kısımlarına uygulanır. Seçilen bu lifli dokular, neredeyse bir gömlek kumaşı kadar incedir.

Bu tercihin bir başka sebebi ise, karbon elyaf kumaşın çelik gibi sağlam fakat ağır malzemelere kıyasla daha fazla esneklik ve dirençlilik avantajının olması. Başka bir deyişle, esnekliğinin fazla olması sayesinde daha dirençli bir malzeme oluyor. Özellikle de gerilmeye karşı gösterdiği direnç, çeliğin 14 katı. Benzer bir örnek verecek olursak, bir halatı yırtmak bir tahtayı kırmaktan daha zordur. Bunun da sebebi, aynı şekilde, esnekliğin sağladığı ekstra dirençtir.

“Kaplama malzemesi” derken, işlevinin gerçekten de bu olduğunun ve sadece böyle bir kaplamayla dahi yapıları güçlendirmenin mümkün olduğunun üzerini çizelim.

İlk başta sıradan birer kaplama gibi görünen bu karbon elyaf kaplamalar, deprem gibi şiddetli sarsan afetler sırasında binanın ve parçalarının daha fazla yerlerinden oynamalarını önlerler.

Bir binanın çok kritik bir kısmında, binanın kalanına sağlam bir şekilde bağlanmamış bir kolon parçası olduğunu düşünün. Bu parça, depremin sebep olacağı sarsıntılar esnasında şüphesiz yerinden oynayacaktır ve karşısına çıkan tüm parçaları kendiyle birlikte düşürecektir. Bunun sebebi, karşısına çıkacak olan parçaların yeterince esnek olmamaları ve iyi sabitlenmemiş olmamalarıdır. Fakat bu parçanın önüne karbon elyaf gibi daha esnek ve daha zor aşılabilen bir malzeme yerleştirirseniz, hareket etmesini imkânsızlaştırabilirsiniz.

Genellikle binaların temellerinde kullanılan bu kaplama türü, aynı zamanda duruma göre başka kısımlarında da kullanılabilecek kadar pratik ve kompakt. Kısacası, gerek duyulduğunda bir binanın herhangi bir yerine yerleştirilebilir.

İnşaatta atılan diğer tüm mühim adımlarda da olduğu gibi, karbon elyafın yüzeye sorunsuz yerleştirilmesi için iyi bir hazırlık şart. Bunun için öncesinde aşağı yukarı bu sırayı takip eden çok titiz bir prosedür uygulanır:

Yuvarlak beton sütunlardan, kitap veya dikdörtgen sütunlardan, beton kare sütunlardan ya da prefabrik beton sütunlardan birinin yüzeyini belirledikten sonra:

1. Kaplamanın yerleştirileceği yüzey yontulur veya düzleştirilir.
2. Yüzeyin varsa kenarları ve köşeleri pahlanır.
3. Bir önceki adımlarda ortaya çıkan tozlar ve ufak kalıntılar temizlenir.
4. Yüzeyin kalınlığı ölçülür ve yüzeyin altındaki katmanlar incelenir.
5. Yüzeyin donatıları incelenir.
6. Yüzey, yapışkan bir maddeyle fırçalanır.
7. Karbon elyaf, yapışkanın üzerine büyük bir titizlikle yerleştirilir.

Yöntem, aynı zamanda sağlamlık testlerini başarıyla geçmesiyle ünlü.

Üstteki örnek, İstanbul Teknik Üniversitesinde gerçekleştirilen bir deprem simülasyonundan.

Bu simülasyon deneyinde birbirinin tıpatıp aynısı olan iki binadan biri, karbon elyafla kaplanmış. İki binaya da 7,3’lük deprem kuvvetinde sarsıcı güç uygulanıyor. Karbon elyafla kaplanan bina yıkılmazken ve sapasağlam kalırken, karbon elyafla kaplanmayan bina pek direnç gösteremeden yıkılıyor.

Karbon elyaf kaplama, sağladığı sağlamlık dolayısıyla aşağıdaki yazılarımızda detaylıca ele aldığımız dilatasyon derzi yöntemi gibi yöntemlerle ve sismik izolatör gibi teknolojilerle birlikte inşaatlarda kullanılabilmektedir:

Özetle, belirli bir prosedüre sadık kaldığınız ve belirli alanları karbon elyaf kaplamalarla takviye ettiğiniz sürece, kalınlığı bir gömleğin kalınlığını dahi geçemeyecek olan ve maddi açıdan pek masraf etmeyecek bu kaplamalar ile büyükçe binaların dahi yıkılmasını önleyebilirsiniz.