ACI 544.1R-96, Elyaf Takviyeli Betonun Son Teknoloji Raporuna göre, çok çeşitli lifler betona dahil edilmiştir. Temel elyaf(fiber donatı) kategorileri çelik, cam, sentetik ve doğal elyaf malzemelerdir. Her uygulama için, beton uygulaması için hangi tip elyafın en uygun olduğu belirlenmelidir. Lif tipinin seçimine çap, özgül ağırlık, Young modülü, çekme mukavemeti ve bu liflerin çimento matrisinin özelliklerini etkileme derecesi gibi lif özellikleri rehberlik eder.
Çelik Fiber Donatı
Çelik fiberin betona eklenmesi, yorulma, darbe, patlama veya sismik olaylara karşı direnci artırabilir.
Betonda çelik lif kullanmanın temel avantajı, ilk çatlamadan sonra betonun pik yük taşıma kapasitesini
arttırmaktır. Betonu güçlendirmeye yönelik çelik lifler, yaklaşık 20 ila 100 en-boy oranına sahip olan ve
olağan karıştırma prosedürleri (ACI 544.1R-96) kullanılarak sertleştirilmemiş bir beton karışımında
rastgele dağılmaya yetecek kadar küçük olan kısa, ayrı çelik uzunlukları olarak tanımlanır. Çelik lifler
nispeten yüksek bir dayanıma ve elastisite modülüne sahiptir ve beton matrise bağlanmaları mekanik
ankraj ve yüzey pürüzlülüğü ile geliştirilebilir. Bu nedenle, lifler çengel uçlu, kıvrımlı, deforme olmuş ve
büyütülmüş uçlu lifler dahil olmak üzere çeşitli tiplerde modifiye edilmiştir. Çelik liflerin çekme
mukavemeti 345 – 1200 MPa aralığında ve nihai uzama %0.5 – 3.5 aralığındadır (ACI 544.1R-96). Şekil
2.3, beton uygulamasındaki çeşitli çelik lif türlerini göstermektedir.
Karbon Fiber Donatı
Karbon fiber (Şekil 2.4; a-c), ağırlıkça en az %92 karbon içeren bir fiber olarak tanımlanır. Karbon lifleri 0,005 – 0,010 mm çapında ve genellikle daha kısa boylarda kullanılan son derece ince liflerdir. Karbon fiberin yoğunluğu çeliğe göre çok düşüktür (Chung D D L, 1992). Karbon fiberlerin yüksek gerilme mukavemeti, düşük termal genleşme, iyi aşınma direnci ve yüksek sıcaklıklarda kararlılığı ve nispeten yüksek sertliği vardır, bu da onları havacılık, inşaat mühendisliği ve askeri gibi endüstrilerde popüler bir malzeme haline getirir (Huang X, 2009). Ancak bu lif türü, cam veya sentetik gibi diğer lif türlerine kıyasla pahalıdır.
Cam Elyaf
Cam elyaflar (Şekil 2.4; d, e), erimiş camın ısıtılmış bir platin tankın veya burcun altından filamentler şeklinde çekildiği bir işlemde üretilir. Takviye edici cam elyafların yapısı, elyafları matrise dahil etmek için özel teknolojilerin geliştirilmesini gerektirmiştir (Bentur ve Mindess, 2007). Cam elyafın elastik modülünün çeliğin yaklaşık üçte biri olduğu bulunmuştur. Bununla birlikte, karbon fiber ile karşılaştırıldığında, cam fiber kırılmadan önce çok daha fazla uzar. Cam elyafların ana dezavantajı, alkali bir ortama duyarlılıklarıdır. Son yıllarda, cam elyafların alkali direncini geliştirmek için girişimlerde bulunulmuştur. Bu liflere AR-cam denir.
Sentetik elyaflar (Sentetik Fiber Donatı)
İnşaat sektöründe kullanılan sentetik polimerik lifler akrilik, aramid, karbon, naylon, polyester,
polietilen ve polipropilen lifleri içerir (Şekil 2.5; a-g). Bütün bu lifler yüksek bir gerilme mukavemetine
sahiptir, ancak bu liflerin çoğu nispeten düşük bir elastisite modülüne sahiptir. Polimerik liflerin çapları
mikrometre mertebesinde olduğundan, yüksek uzunluk-çap oranları lif takviyeli betonda faydalıdır.
Polimerik liflerin başlıca dezavantajları, düşük elastisite modülü, çimento matrisi ile zayıf bağ ve düşük
erime noktasıdır. Çimento matrisine olan bağları, birkaç lifin birlikte bükülmesi veya lif yüzeyinin
işlenmesiyle geliştirilebilir.
Doğal lif
Bitkiler, hayvanlar ve jeolojik süreçler tarafından üretilen lifler, doğal lifler olarak bilinir (Şekil 2.5; h-j).
Araştırmacılar, mukavemet özelliklerini artırmak için çimento macunu, harç ve beton gibi
kompozitlerde çelik veya sentetik liflere alternatif olarak doğal lifleri kullanmışlardır. En iyi bilinen
doğal liflerden bazıları sisal, hindistancevizi, şeker kamışı küspesi, muz, jüt, bambu, palmiye, muz,
kenevir, keten ve pamuktur. Doğal lifler ucuzdur ve birçok ülkede yerel olarak bulunur. Bu nedenle,
kompozitlerin özelliklerini geliştirmek için takviye malzemesi olarak kullanımları çok az maliyetlidir.
Doğal lifleri kullanmanın dezavantajlarından biri, özelliklerinde yüksek varyasyona sahip olmalarıdır.
OneShot Fiber Donatı ürünlerimizi makro sentetik fiber donatı ve mikro sentetik fiber donatı sayfalarından inceleyebilirsiniz.