GFRC NEDİR?

TARİHİ VE İÇERDİĞİ MALZEMELER İLE GFRC’ Yİ ANLATMAK, İSTERSEK SANIRIM KELİME ANLAMI İLE BAŞLAMAK DOĞRU OLACAKTIR.

GFRC İngilizce kökenli kelimelerden oluşan “ Glass Fiber Rainforced Conrete” cümlenin kısaltılmış ifadesidir.Türkçe adıyla, “Cam elyaf donatılı beton” Olarak tanımlanır.

Bu malzeme ile prekast teknikleri kullanılarak dış cephe elemanları üretilmektedir. GRC Olarak da anılan bu malzeme ülkemiz Türkiye Cumhuriyetinde en çok “Prekast Cephe” adıyla anılmaktadır. Oysa ki “Precast” Kelimesi Seri üretimli anlamının taşıyan “Prefabric” ile Döküm/Akış anlamını taşıyan “Casting” kelimelerinin ilk ve son hecelerinden üretilmiş olan ve “Ön dökümlü” anlamına gelen bir metod adıdır. Dolayısıyla “GFRC Precast Clading” yani “ GFRC PREKAST CEPHE” tam ve doğru bir anma adı olacaktır.

Prekast metodu sadece dış cephe üretimine özgü değil genel bir metot dur. Örneğin Yapısal prekast ile dev viyadük kirişleri, taşıyıcı yapı elemanları veya örtücü paneller üretilmektedir. Gerek GFRC dış cephe kaplamasında gerekse yapısal taşıyıcı beton elemanların üretiminde ortak nokta mutlaka bir kalıba ihtiyaç olması ve mamulün bu kalıptan alınmasıdır. Yani “prekast”, kalıba döküm tekniğidir. Teknik pek çok farklı şekillerde ve proseste olabilir değişmeyen şey “ Bir kalıba döküm yapılması” dır. “Prekast” adını bu ortak noktadan almaktadır.

GFRC Prekast üretim teknikleri hakkında burada uzun uzadıya bilgi vererek kimseyi sıkmak istemiyorum. Akışkan döküm ve püskürtme döküm olarak başlıca iki usulde gerçekleştiğini söylemeyi yeterli buluyorum. Tekrar GFRC malzemesine dönersek, GFRC Malzemesini özel bir beton tasarımı olarak görebiliriz. Neden özel bir beton tasarımı diyorum çünkü bu malzeme ile klasik betona göre özel bir cidar kalınlığında, mükemmel fiziksel değerler elde edilebilmektedir.

Şimdi prekast dış cephe giydirmenin kısa geçmişine hızlıca bir göz atarsak, neden GFRC nin fiziksel değerlerinin bu kadar önemli olduğunu daha doğru kavrarız.

GFRC PREKAST DIŞ CEPHENİN YAKIN TARİHİ,

Ülkemizde prekast dış cephe panelleri 1990 ‘lı yıllara kadar, konvansiyonel prekast betonu döküm metodları kullanılarak  yapılmıştır. Ortalama 5-6cm kalınlıkta klasik demir donatılı beton plaklar şeklinde üretilerek binalara asılmaktaydılar. Oysaki elyaf donatılı betonun dünyadaki ilk çalışmaları 1940 larda başladı, 1967 de İngiltere de ilk zirkonyumlu cam elyafı lifleri üretildi, 1974’de ABD’de ilk gfrc dış cephe paneli ısı izolasyonlu olarak üretilerek  bir binanın dış cephe kaplaması olarak kullanıldı, GFRC Amerikan İnşaat Görevlileri Kongresinde (CABO) ve Yapı Görevlilerinin Uluslararası kongresi ( ICBO) tarafından kabul edildi ve onaylandı.  İlerleyen yıllarda bu tekniğin avantajları daha da iyi anlaşılınca özellikle yüksek yapılıların dış cephelerinin giydirilmesinde rakipsiz bir malzeme haline dönüşmüştür.

GFRC’NİN ZAFERİ,

Betonun basınca karşı direnci tartışmasız mükemmeldir, ancak çekmeye karşı direnci oldukça kötüdür. Yani betonun zafiyeti, çekme kuvvetlerine karşı koyamayışıdır. Onun için ek bir takviyeye ihtiyaç duyulur. Bu takviyeyi mühendisler demir çubuklar kullanarak çözmüşlerdir. Çünkü demirin çekmeye karşı direnci mükemmel olabilmektedir. Klasik bir beton strüktüründe bu çözüm son derece akıllıcadır ancak en az 5-6 cm beton kalınlığı gerektirir. Bu da oldukça ağır bir cephe paneli demektir. Aslında buradaki sorun panelin ağırlığı değil şekillendirme veya form verme sorunudur. Zira demir donatı ile her formun içine donatı sağlamak imkansız gibidir. Özellikle küçük form ayrıntılarının herbirini ayrı ayrı demir ile donatılandırmak neredeyse imkânsızdır.

Ülkemizde 1990 lara kadar kullanılan prekast üretim metodu budur.  Yoğunluğu 2,5gr/cm3 kalınlığı 5-6cm plakların yerine, aynı yıllarda yoğunluğu 1,9gr/cm3 ve kalınlığı 12-15mm olan GFRC prekast cephe plakları üretilmeye başlanmıştır.

Aslına bakarsanız ülkemizde de bu teknik çok eskiydi ancak teknolojisi de bir o kadar eski olduğu için terk edilmişti. Anadolu da çok eski tarihlerden beri lif donatılı harç yapımı tekniği zaten vardı. Atalarımız saman gibi, keten gibi, sazlık bitkileri gibi bitki liflerini killi çamurları ile karıştırıp donatılı harçlar elde ediyorlar ve bu harçlar ile kerpiç ve benzeri yapı malzemeleri üretiyorlardı.  Bu harçlar ile incecik duvar sıvaları yapıyorlardı.

GFRC içinde kullanılan donatı cam elyafı lifleridir. Tıpkı kerpiç bloklarında kullanılan saman lifleri gibidir. Elbette ki cam elyafı lifleri oldukça teknolojik metotlar ile üretilmektedir. Cam elyafları gfrc betonu içinde her yönde gelişi güzel dağılarak en kenar cidar formlarında bile donatı sağlamış olurlar. Normal klasik betonun donatısı demirdir, GFRC Betonunun  donatısı ise cam elyafı lifleridir. Çünkü cam elyafının çekme direnci çok yüksektir, böylece betonun çekmeye karşı olan zafiyetini karşılayarak mükemmel bir strüktür oluşturur. Ancak cam elyafı liflerini korumak maksatıyla önemli bir önlem daha alınması gerekir. Betonun iç yapısı alkali asitler açısından oldukça zengindir. Bu durum cam liflerinin kolayca çürümesine sebep olur, 1967’ de ki zirkonyum ilavesi buluşu bu nedenle çok önemlidir. Zirkonyumlu cam elyafı lifleri alkali asidik ortamlarda kendisini korumakta ve çürümemektedir. Tabi ki zirkonyum muhteviyatının şekli ve miktarı büyük önem taşımaktadır.

1970’lere gelirken ABD’de, zirkonyumlu cam elyaf liflerinin de mukavemet açısından tek başına yeterli olmadığı görülmüştür. Betonun granül yapısında da bazı iyileştirmeler gerektiği tespit edilmiştir. Zira iri daneli agregaların donatı üzerindeki kesme etkileri gözlemlenerek dane boyutunun düşürülmesi ve birim hacime düşen dane oranlarının artırılarak yeniden düzenlenmesi sağlanmıştır. Dolayısıyla GFRC betonunun, yeni granül dağılımı tekrar hesaplanarak 30-35 AFS granulometrik aralığı tespit edilmiştir. Elbette ki bu granüllerinde kimyasal yapısı mukavemet değerleri bakımından büyük önem taşımaktadır. Yani her kum çeşidi ile böyle bir betonun yapılması mümkün değildir. GFRC nin yüksek performans değerlerinde elde edilebilmesi için kum granülleri, Silisyum içerikli olmalıdır. Kuvars grubu bir malzeme olan silis kumu, GFRC’ ye yüksek sertlik ve dayanım kazandırmaktadır. Dolayısı ile GFRC kumu, silis kumudur.Silis kumunun granülometrik dağılımına başka bir yazımda daha geniş yer vereceğim. Bu yazının konusu itibarıyla, şunun altını çizmek yeterli olacaktır. Betonnun birim kütlesini oluşturan Silis Kumu danelerinin büyüklük dağılımı, birim hacim içinde en az boşluk bırakacak büyüklüklerde ve adetlerde konfigüre edilmiştir. Bu daneleri bir arada tutan yapıştırıcı ise beyaz çimentodur.