TEKNÄ°K MAKALE 38. Sayı (Eylül Ekim 2002)

Ä°nÅŸ. Yük. Müh. Cenk BAÅžEÄžMEZ Türk Ytong Sanayi A.Åž. DoÄŸal filizden demir elde edilmesine tarih öncesi dönemlerde rastlanmaktadır. Kayıtlı olarak bu yöntemle demir elde edilmesi Mısır’da M.Ö. 3000 yıllarına rastlamaktadır.
Demirin ülkemizin bulunduğu Anadolu topraklarına girişinin Kafkasya’dan oluşan göçler ile M.Ö. 1500 yılları civarında olduğu sanılmaktadır. Zira M.Ö 1200’li yıllarda Frigler ve Hititler’in bu malzemeyi etkin şekilde kullanabildiği görülmektedir.  

Demir 1500 ûC  ergimeye başlayan, düşük oranda Karbon içeren yumuşak bir malzemedir. Teknolojinin gelişmesiyle beraber demirin zayıf yönleri kısmen geliştirilerek sanayide kullanılmaya başlanmıştır. 18. yy’da yüksek fırınların ortaya çıkmasıyla çelik üretimine başlanmış daha sonra ısıl işlemler veya soğuk işlemler ve alaşımlar ile çelik kullanılacak işe göre nitelikler kazanarak günümüz teknolojisinin vazgeçilmezi haline gelmiştir.

Çeliğin İnşaatlarda Kullanımı:

Çeliğin inşaatlarda kullanılması ilk önce köprüler vasıtasıyla oldu. İlk dövme çelikten köprü 1846 yılında İngiltere’de yapılan Brittannia köprüsüdür ve orta açıklığı yaklaşık 140 m civarındadır. Daha sonra ilk asma çelik köprü Brunel’deki Clifton köprüsüdür ve bittiğinde tarih 1864’ü göstermektedir.  Daha sonra geniş açıklıkların geçilmesi gerekli olan yerlerde sergi sarayları, spor salonları, haller, istasyonlarda çeliğin üstün özelliklerinden faydalanılmıştır. İlk çelik konutlardan bir tanesi (konut-iş merkezi) yapım tarihi 1887 olan New York’taki Tacoma Building binasıdır.

Daha sonra pek çok yapı çeliğin avantajlarından faydalanmıştır. Estetik ve tasarım olarak ilgi çeken binalardan bir tanesi de Pittsburgh Amerika’daki IBM binasıdır(1951).

İnşaatlarda özellikle taşıyıcı yapı malzemesi olarak kullanılan çeliğin avantajlarından bahsetmek gerekirse,  ilk söylenmesi gereken yüksek mukavemetli bir malzeme olmasıdır. Yani zati ağırlığının taşıyabildiği yararlı yüke oranı çok küçüktür. Yani çelik yapı elemanları kullanılarak yapılan yapılar daha hafiftirler. Ayrıca çeliğin çekme mukavemeti yaklaşık olarak basınç mukavemetine eşittir. Böylelikle çok daha geniş açıklıkların geçilmesi (köprüler, hangarlar) ya da çok daha hafif yapıların yapılabilmesi (yüksek katlı binalar, gökdelenler) mümkün olmaktadır. Dolayısıyla çelik yapıların en önemli avantajlarından birisi de hafif olmasıdır.

Çelik yapıların bir diğer özelliği de hava şartlarına bağlı kalmayan yapım süresidir.

Atölyelerde milimetre ölçülerinde kesilebilen çelik, işlendikten sonra sadece montaj aşamasında şantiye şartlarına bağımlı kalmaktadır. Ayrıca çelik yapı elemanı monte edildiği anda tam yük ile çalışabilir. Kısacası inşaat (yapım) süresi kesinlikle kısalmaktadır. Çelikten yapı elemanları gerekli görülen durumlarda yerinden çıkartılabilmekte ve yenisiyle değiştirilebilmektedir. Ayrıca uygun bir planlama ile az iskeleli bir inşaat yapımı söz konusudur.

Elbette bu kadar üstün niteliğinin yanında çelik yapı elemanlarının bazı sakıncalı nitelikleri de vardır. Bunlardan bir tanesi yüksek sıcaklık derecelerinde görülen hızlı mukavemet kaybıdır.  Diğer bir deyişle yangın çelik yapının başlıca risklerinden bir tanesidir. Ayrıca ısıyı iyi ilettiğinden yangın hızla yayılır.  Benzer şekilde ses dalgaları veya titreşimleri için de çelik yapı elemanları  iyi birer iletkendirler. Bu bilgiler ışığında çelik yapıların en önemli sorunlarından birinin yalıtım olduğu söylenebilir. Ayrıca çelik yapılarda özellikle çelik kirişler taşıma emniyetini sağlıyor olsalar bile yükler altında gözle fark edilebilen sehimler yaparlar. Bu sehim probleminin oluşmaması için çelik yapıların karakteristiklerine uygun hafiflikte yapı elemanları seçilmesi olumlu bir yaklaşımdır.  

Bu bilgilerin ışığında yapıda kullanılan çeliğin, kullanım amacına ve karakterine uygun yapı malzemelerinden birisi olan gazbeton konusunda biraz bilgi edinelim.

Gazbeton Nedir?

Gazbeton, çimento, kireç, kuvarsit ve suyun belirli oranlarda biraraya getirilmesiyle oluşan gözenekli yapıda, belirli mukavemet sınıflarına sahip olan, depreme ve yangına karşı yüksek dayanımlı taşıyıcı bir yapı malzemesidir. Gazbeton, soğuk kış şartlarının uzun süre hüküm sürdüğü kuzey Avrupa ülkelerinden İsveç’te  kimyager A. Erickson’un, tahtanın yerini tutabilecek aynı zamanda kolaylıkla işlenebilecek, hafif, ısı yalıtım değeri yüksek bir malzeme üretmek için yapmış olduğu çalışmaların sonucunu 1920’lerde geliştirildi. Daha sonra 1924’de Durox ve 1929’da YTONG AB şirketleri İsveç’te üretime başladı. Günümüzde ise dünya üzerinde 28 ülkede 51 fabrika ile yılda 8.000.000 m3 Ytong gazbeton üretilmektedir. Ülkemizde Türk Ytong Sanayi A.Ş.’nin kurulmasıyla 1966 yılında İstanbul/Pendik fabrikasında Türkiye’de ilk gazbeton üretimine başlandı. Günümüzde Ytong A.Ş., Tekirdağ/Saray, Kocaeli/Gebze, Antalya ve Gaziantep’de ki fabrikalarında yılda 1.200.000 m3 gazbeton üretebilecek kapasiteye sahiptir.

Ytong’un Avantajları:

Ytong üretim süreci ve kullanım süreci boyunca çevre dostu bir üründür.  Niçin çevre dostudur? Bu ürünün üretimi için verimli tarım toprakları değil, kuvarsit denen SiO2  oranı yüksek bir kayaç kullanılmaktadır. Ytong’un üretimi sırasında oluşan fireler ve üretim dışı malzemeler tekrar üretimde kullanılabilmektedir. Hatta şantiyelerde iş bitince yıkılan, geçici olarak kullanılan yaşam ve iş mekanları çoğunlukla bu malzemeyle kurulur. Bu yıkım esnasında ortaya çıkan Ytong molozları bile, üzerindeki yabancı malzemelerden temizlendikten sonra tekrar üretimde kullanılır. Yani Ytong üretiminde ve kullanımında en ufak bir malzeme dahi çevreye ve doğaya bırakılmaz. İşte bu yüzden Ytong, Almanya’da normlar ve standartlar üstü bir yaklaşım getiren çevre dostu ürünlere verilen DIN Plus sınıflandırmasıyla ödüllendirilmiştir.

Ytong, normal betondan 6 kat, tuğladan ise 3 kat daha hafiftir. Bu hafiflik binalarda düşey yüklerin azalmasını dolayısıyla binaya etkiyen deprem yüklerinin azalmasını sağlamaktadır. Bununla beraber milimetrik işlenebilen Ytong malzemeyle örülen duvarlarda daha az (1.5 cm) sıvayla istenen pürüzsüzlükte duvarlar örülebilmekte ve böylelikle aşırı kalınlıkta sıvaların oluşturduğu gereksiz yük azalmaktadır. Özellikle günümüzde deprem bölgelerinde yapılacak tüm yapılarda Ytong kullanılması çok akılcı bir yaklaşım olarak görülmektedir.

Çelik Yapılarda Ytong Kullanılması:

Çelik yapılar için durum daha da önemlidir. Hafif olması nedeniyle tercih ettiğimiz çelik yapılarda çeliğin karakterine uygun hafif bir yapı malzemesi kullanılması gereklidir. Böylelikle hem binaya gelen deprem yükleri azaltılacak hem de aşırı derecede büyük kesitlerin ortaya çıkmasının ve gereksiz derecede çelik kullanımının önüne geçilebilecektir.

Çelik yapılarda sesin ve ısının çok hızlı iletildiğini daha önce de belirtmiştik. Bu alanda da Ytong çelik yapılarda kullanılması gerekli  bir yapı malzemesi olarak karşımıza çıkmaktadır.  Ytong, Çelik yapılarda;

A. Donatılı çatı ve döşeme plakları,

B. Donatılı yatay duvar elemanları,

olarak, donatısız bloklar ile duvar örülmelerinde başarıyla kullanılmaktadır.

Bu ürünleri sırasıyla ele alırsak;

A. Donatılı çatı ve döşeme plakları

Döşeme panelleri vasıtasıyla oluşturulan Ytong döşemeleri, çelik yapıya sağladığı hafiflik avantajından başka ses geçirme ve ısı yalıtım problemlerine ve yangına karşı sağladığı yüksek dayanım avantajıyla çelik yapılarda en aranan döşeme malzemesi durumundadır. Ytong’un oluklu galvanize, sacların üstüne beton dökülmesiyle oluşturulan fligran döşemelere nazaran sağladığı avantajlar ise şunlardır;

Taşıyıcı çerçeveler arasında bir diyafram vazifesi görür, çerçevelerin beraber hareket etmesini sağlar, ses geçirme direnci, özellikle ayak sesi ya da titreşim yutma özelliği  fligran döşemelere nazaran çok daha yüksektir. Galvanize saçlarda kalınlığa bağlı olarak ortaya çıkabilen korozyon sorununa karşı, Ytong taşıyıcı plaklarında paslanma sorununa hiçbir şekilde rastlanmaz ve plakların hiçbir bölümü  bakım istemez.

Donatılı Ytong çatı plakları, aynı döşeme plakları gibi çift hasır donatılı olup, yüksek ısı yalıtımına sahip olan, hafif ve 6m boya kadar 1 cm aralıklar ile üretilebilen plaklardır.  Bu plakların kenarları lamba zıvana geçmeli olabileceği gibi düz de olabilir. Bu panellerin endüstri yapılarında kullanılmasıyla çatı düzleminde çatı rijitliği, çatı ağırlığı arttırılmadan ve ek bağlantıları minimuma indirerek sağlanmış olmaktadır.

Ytong donatılı çatı plakları tüm detaylar tesisat geçişleri için büyük kolaylıklar sağlar. Ahşap gibi testere ile işlenebilme özelliği ile Ytong çatı plakları  tüm çatı konstrüksiyonları için uygundur. Alüminyum sandviç panellerde görülen ısıl değişikliklerde aşırı boy uzama ve kısalmalar ve bu sebeple oluşan gürültülere Ytong çatı plaklarında rastlanmaz. Ayrıca Alüminyum sandviç panellerde özellikle fabrikalarda ve endüstri yapılarında görülen, çatı iç yüzeyinde oluşan yoğuşma ve ortam soğuduğunda damlama problemine Ytong çatı plaklarında rastlanmaz. Güneşten veya sıcaktan ötürü köpük esaslı yalıtım malzemelerinin özelliklerini kaybetmesi oldukça sık rastlanılan bir durumdur. Diğer köpük esaslı panellerde olduğu gibi Ytong plakların ısı yalıtım değerleri   zamana ve sıcaklığa bağlı olarak değişiklik göstermez aynıdır. Ytong çatı plakları tüm soğuk ve sıcak çatı uygulamaları için taşıyıcı, hafif, ısı yalıtım değeri ve yangın dayanımı yüksek bir malzeme olarak ister konut, ister endüstri yapıları için kolay uygulanabilir ve esnek çözümler sunmaktadır.

B. Donatılı yatay duvar elemanları

Yatay duvar elemanları kullanılarak yapılan endüstri ve benzeri çelik yapılarda, yapılması gereken rüzgar kirişleri gereksiz duruma düşerler. Bu anlatılan üstünlükler özellikle endüstri yapılarında çok önemli hale gelmektedir. Yatayda rüzgar kirişleri veya düşeyde kararlılık bağlarının azaltılmasıyla sağlanan ekonomi kayda değer boyutlardadır.   

Ytong’un çelik yapılarda kullanılmasıyla elde edilen avantajın sadece strüktürden kaynaklanan ekonomi ve sağlamlık olmadığını daha önce belirtmiştik. Ytong elemanlar kullanılarak yapılan binalarda, 0.14 W/mK gibi çok düşük bir ısı iletkenlik  katsayısına sahip olan Ytong’un kullanımıyla ısıl konforda sağlanır. 15 cm kalınlıkta Ytong duvar ile aynı ısı yalıtım değerlerine ulaşabilmek için 29 cm kalınlıkta düşey delikli hafif tuğla ya da 45 cm kalınlıkta yatay delikli tuğla kullanmak gerekir.  

Çelik Yapılarda Yangın ve Ytong

Yangın, ister konut, ister endüstri olsun tüm yapılarda rastlanabilen bir olaydır. Binalarda yangının başlangıçta önlenmesi kadar, yayılmış bir yangında bina içerisinde bulunan insanların tahliyesi de önem kazanmaktadır.

Binalarda yangına karşı alınan önlemler bu yüzden yapının tasarlanma aşamasında başlar.  Bina tasarım aşamasında iken tüm yaşam birimlerinin kütüphane, yemek odası ve benzeri tüm odaların yangın yükleri belirlenir. Birim alana düşen yangın yükünün büyümesi yangın esnasında yangının süre ve şiddetini, dolayısıyla hasarı arttıracağı için istenen bir durum değildir.  Mimar ya da tasarım ekibi, bina içerisindeki yapı malzemelerinin türünün seçiminin ya da bina içerisi tefrişinin değişiminin olası bir yangında, yangının şiddetini ve süresini azaltacağını ya da arttıracağını bilmelidir. Dolayısıyla binalarda kullanılan yapı malzemelerinin yangın davranışları çok önemlidir. Malzemeler, yanıcılık sınıfı, ısısal genleşmesi, ısı ve sıcaklık iletimleri, mekanik termik davranışları, ateşe gösterdiği dirence bağlı olarak sınıflandırılabilir.

Çeliği bir yapı malzemesi olarak yangına karşı dayanımı açısından incelediğimizde malzemenin 600 ûC sıcaklıktan sonra şekil değiştirmeye başladığını ve taşıma mukavemetinin 2/3’ünü kaybettiğini görürüz. Ayrıca çelik ısıyı çok iyi ileten bir malzemedir. Anlaşılacağı üzere çelik yapıların yangın davranışları oldukça zayıftır. Ytong 1100 ûC’ye kadar yanmayan bir malzemedir. Duvar örtü malzemelerinde özellikle gerekli olan diğer tarafa ısı geçirmeme (ısı iletmeme) özelliği, Ytong’da tam olarak belirgindir. Yüksek sıcaklıklarda dahi büyük boyut değişimleri göstermez, taşıma mukavemetlerinden ödün vermez. Böylelikle başta çelik yapılar olmak üzere tüm yapılarda yangın duvarları olarak kullanılabilir. Ytong DIN 4102 standartlarında belirtilen, A1 sınıfı yanmaz yapı malzemesi sınıfına girmektedir. Yangın altında zehirleyici duman ve gaz oluşumlarına sebep olmaz. Resimde Atatürk Kültür Merkezi’nde 1970 yılında oluşan yangın görülmektedir. Ytong yapı malzemesiyle yapılmış olan yangın duvarı sayesinde pek çok değerli enstrüman bu büyük yangından kurtarılabilmiştir.


 

---

R E K L A M