Her bina karbon elyafla güçlenir mi?

Hatay’daki deneysel bir karbon lifli güçlendirme çalışması yapılan 8 katlı bir yapı 3 depremde de ayakta kaldı. 16 yıl önce İTÜ’de geliştirilen karbon elyafla güçlendirme yönteminin yapıyı deprem yüküne karşı 15 kat daha dayanıklı kıldığı deneylerle ortaya konmuş.

Yıl 2007. Büyük Marmara depreminin yaraları henüz yeni yeni sarılıyorken,  İTÜ’de bir toplantı vardı. Toplantıda, üniversitenin Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarı’nda uzun süredir test edilen bir bina güçlendirme yöntemi kamuoyuna tanıtıldı. Yöntem, karbon elyaf liflerinin yapının zayıf görülen bölümlerine yapıştırılarak sarılmasına dayanıyordu. Böylelikle deprem anında binanın duvar ve taşıyıcı bölümlerinin dayanıklılığı artırılıyor ve sarsıntıda binanın göçme riski ciddi oranda azaltılabiliyordu.

Karbon lifli güçlendirmeyle deprem yönetmeliği öncesi yapılan birçok riskli binada, göçmenin önlenebileceği bizzat, dönemin rektörü Prof. Dr. Faruk Karadoğan tarafından kamuoyuna lanse edildi. Sonra ne mi oldu? Deprem gerçeği en acı şekilde yaşanan bir coğrafyada, bu yönteme neredeyse kimse ilgi göstermedi. Bir grup bilim insanı ise, o dönem ODTÜ’de görevli Prof. Dr. Güney Özcebe’nin önderliğinde Hatay’daki 8 katlı bir yapıda deneysel bir karbon lifli güçlendirme çalışması yaptı. Ve yaşanan 3 depremde de o eski yapı ayakta kaldı. Üstelik güçlendirilmeyen diğer blok yıkılmıştı. İTÜ Yapı ve Deprem Mühendisliği Laboratuvarı’nın eş sorumlusu Prof. Dr. Alper İlki, karbon elyaf lifli güçlendirme ya da diğer konvansiyonel yönetmelerle güçlendirme yapılmış olması halinde, deprem bölgesinde göçen çoğu binanın bugün ayakta kalmış olabileceğini söylüyor. ‘Bunu zaten 20 yıldır sürekli söylüyoruz’ serzenişinde bulunan Alper hocaya göre, “Riskli yapıların bir anda yıkılıp yeniden yapılması mümkün değil. Tarama yapıpı en risklisinden başlayarak, gerek karbon gerek betonarme güçlendirme hangisi uygunsa bir an önce göçme riskine karşı yapılar güçlendirilmeli.”

3 kat dayanıklı

Karbon elyaf lif uygulamasına yönelik çok sayıda laboratuvar testine imza atan Konya Teknik Üniversitesi (KTÜN) İnşaat Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Doç. Dr. Ceyhun Aksoylu da, karbon elyafla güçlendirdikleri kirişlerin yük artışına, güçlendirilmemiş kirişlere göre 3 kat daha fazla dayanım gösterdiğini söylüyor.

Tabii yapılacak güçlendirmenin de bir mühendislik projesi olduğunu vurgulamak gerek. Yoksa karbon elyaf liflerini alıp, kolon, kiriş ya da duvarlara sarmak doğru bir çözüm yöntemi değil. Özellikle kamu binaları ve sanayi tesislerinde karbon lifli güçlendirme uygulamaları yapan bir firmanın sahibi olan Murat Beşoğlu, mutlaka statik hesaplamaları doğru yapılmış bir projeyle güçlendirmenin yapılması gerektiğini vurguluyor. Bugünlerde firmasına günde 5 bine yakın çağrı geldiğini, ancak deprem öncesinde insanların yönteme inanmayarak, “Koca binayı bez mi tutacak” dediklerini aktaran Beşoğlu, karbon fiberin uçakların yanı sıra İHA ve SİHA’ların gövdesinde kullanıldığını ve inşaat demirine oranla 12 kat daha güçlü bir malzeme olduğuna işaret ediyor.

Yalova örneği

Karbon lif elyaf kompozitleri Türkiye’de de üretilmeye başlandı. Üreten firmanın sponsorluğunda, birkaç yıl önce Yalova’da ilginç bir deneme gerçekleştirildi. Çevre Şehircilik ve İklim Değişikliği Bakanlığı İl Müdürlüğü’nün katılımı ve İTÜ’nün bilimsel desteğiyle yapılan bir denemede, aynı özelliklerde yan yana iki yapı inşa edildi. Yapılardan birinde karbon lifli güçlendirme yapılırken, diğerinde güçlendirme uygulanmadı. Sonrasında da iki binaya pistonlarla suni deprem hareketi uygulandı. Güçlendirilmeyen yapı, yer değiştirme kuvveti 3 santim olduğunda yıkılırken diğeri 45 santim yer değiştimeye rağmen yıkılmadı. Güçlendirmenin yapıyı deprem yüküne karşı 15 kat daha dayanıklı kıldığı bu deneyle ortaya konuldu.

Beton dayanımı en az C-10 olmalı

Özellikle 1999 öncesi yapılmış binalarda bu yöntem çözüm olur mu? Murat Beşoğlu, yöntemin sağlıklı bir şekilde uygulanabilmesi için beton dayanımının en az C-10 seviyesinde olması gerektiği görüşünde: “Daha düşük dayanımda da doğru yapılacak bir uygulamayla içe kapaklanarak göçme engellenip deprem sırasında can güvenliği performansı sağlanabilir. Çünkü beton kuvvet uygulandığında dağılsa bile lifli kompozit âdeta un çuvalı gibi dağılmıyor. Bu da insanlara yapının içinden çıkabilecekleri süreyi kazandırır. Beşoğlu, bugünkü rakamlarla 150 metrekarelik bir dairede karbon fiber kompozitlerle yapılacak güçlendirmenin 250-300 bin liraya mal olacağını söylüyor. Çift daireli 4-5 kat bir binada çalışma yaklaşık 1.5 ayda bitirilebiliyormuş. Ancak apartmanda yaşayanların bu sürede taşınması gerekiyor. Çünkü kolon ve kirişlere uygulama yapılması için çevreleri bir miktar kırılarak boşaltılıyormuş.”

Önce karbon elyafla sarılacak kolon veya kirişte yüzey temizliği ve yüzeyde pürüzlendirme yapılıyor. Ardından epoksi reçinenin astarı yüzeye sürülüyor.

Astarın yüzey tarafından emilmesinin ardından da yapıştırıcı epoksi reçine yüzeye sürülüyor ve üzerine karbon elyaf kompoziti yapıştırılıyor.

Kompozit yüzeye tutunmaya başladıktan sonra da üzerine tekrar epoksi reçine uygulanıyor ve son olarak yüzeye silis kumu atılıyor.