Sentetik petrol ürünler

Transkript

1 Malzeme Bilgisi Metaller Yrd.Doç.Dr. Mert EKŞİ İÜ Orman Fakültesi Peyzaj Mimarlığı Bölümü Peyzaj Teknikleri Anabilim Dalı Sentetik petrol ürünler Organik maddelerin polimerizasyon ve kondansasyonlarıyla (yoğunlaşma) elde edilen yapay konstrüksiyon materyalleridir. ( plexiglass-akrilik levha, PVC ve polikarbonat gibi malzemeler ) 1

2 Plastikler Plastik; karbon (C), hidrojen (H), oksijen (O), azot (N) ve diğer organik ya da inorganik elementlerin oluşturduğu monomer adı verilen; basit yapıdaki moleküllü gruplardaki bağın koparılarak polimer adı verilen uzun ve zincirli bir yapıya dönüştürülmesi ile elde edilen malzemelere verilen isimdir. Örneğin; Etilen monomer Bu monomerden oluşturulan polietilen ise polimerdir. Tanımdan anlaşılacağı üzere plastikler doğada hazır bulunmaz, doğadaki elementlere insan tarafından müdahale edilmesi ile elde edilir. Elde edilmesi belli bir sıcaklık ve basınç altında, katalizör kullanılarak monomerlerin reaksiyona sokulması ile olur. Plastik ilk üretildiğinde toz, reçine veya granül hâlde olabilir. Genelde plastikler petrol rafinerilerinde kullanılan ham petrolün işlenmesi sonucu arta kalan malzemelerden elde edilir. Yapılan araştırmalara göre yeryüzündeki petrolün sadece %4'lük bir kısmı plastik üretimi için kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan plas Türleri Polietilen (Polyethylene) (PE): Geniş bir kullanım alanı vardır. Polipropilen (Polypropylene) (PP): Yaygın kullanılan plastiklerdendir. Otomobil yan sanayinde, bahçe mobilyalarında vb. yerlerde kullanılır. Polistiren (Polystyrene) (PS): Paketleme, elektronik ve beyaz eşyaların plastik kısımları vb. kullanım alanları vardır. Polietilen tereftalat (Polyethylene terephthalate) (PETE): Pet şişe ismi bu malzemeden gelmektedir. Polyamid (Polyamide) (PA) (Nylon): Fiber, diş fırçası kılları, misina vb. kullanım alanları vardır. Polyester (Polyester): Tekstilde kullanımı yaygındır. Polivinil klorür (Polyvinyl chloride) (PVC): Boru, profil vb. imalatında kullanılır. Polikarbonat (Polycarbonate) (PC): CD, gözlük vb. imalatında kullanılır. Alevi iletmeme ve kendini söndürme özelliğine sahiptir. Akrilonitril bütadien stiren (Acrylonitrile butadiene styrene) (ABS): Elektronik aletlerin plastik aksamında yaygın olarak kullanılır. Polimetilmetakrilat PMMA Akrilik, pleksiglas 2

3 PVC (Polivinilklorit) 1872 Eugen Baumann/ yanlışlıkla sentezlendi sert, kırılgan ve zamanla güneş radyasyonundan etkilenen sentetik bir materyaldir Çerçeve ile zaman dayanıklılığı artar. Şeffaf veya mat olarak çeşitli renklerde olabilir. Kırılgan oldukları için bağlantı detaylarında dikkatli olmak gerekir. 3

4 4

5 Polikarbonat Polikarbonatlar, termoplastiklerin özel bir grubudur. İşlenmesi, kalıplanması, ısıl olarak şekillendirilmesi kolaydır, bu tip plastikler modern imalat sektöründe çok geniş kullanım alanı olan plastiklerdir. Polikarbonatlar olarak isimlendirilmişlerdir, çünkü uzun moleküler zincirleri içinde karbonat grupları (-O-CO-O-) tarafından bağlanmış fonksiyonel gruplara sahiptirler. En yaygın polikarbonat plastik tipi, Bisfenol A grupları ile bağlanmış karbonat gruplarının oluşturduğu polimer zincirlere sahip olanıdır. Bu tip polikarbonat çok dayanıklı bir malzemedir, kurşun geçirmez cam yapımında kullanılır.. Ayrıca bu polimer oldukça şeffaf ve ışığı geçiren bir yapıdadır. Birçok cam türünden daha iyi ışık geçirgenlik karakteristiğine, optik ve mekanik özelliklere sahiptir ve sıklıkla gözlük camı yapımında kullanılır. 5

6 Polikarbonat Yoğunluk, 1.20 g/cm³ Kullanım sıcaklık aralığı, -100 C'den +135 C'ye Erime sıcaklığı, 270/380 C civarı Kırılma indeksi, ± Işık geçirgenlik indeksi, 90% ± 1% UV ışınlarına karşı dayanım, zayıf fakat üzerine UV koruyucu kaplama yapılarak dayanımı artırılmaktadır. 6

7 7

8 8

9 9

10 10

11 11

12 Polimetilmetakrilat PMMA Akrilik, pleksiglas renksiz ve şeffaf bir termoplastikpolimerdir. Genelde cama alternatif malzeme olarak tercih edilir ve polikarbonatla benzer özelliklere sahip olduğu için polikarbonatınkullanıldığı ürünlere de alternatif olabilir. Ucuz olması ve kolay proses edilmesi sayesinde tercih edilse de kırılgan bir yapıya sahip olduğu için kullanım alanı biraz kısıtlıdır. mükemmel bir optik saydamlığa sahiptir özelliğini dış hava koşullarına karşı dayanımı yüksek camdan daha saydamdır 35cm kalınlığa kadar saydamlığını kaybetmeden üretilebilir. Piyasada genellikle 1,5-2 5mm kalınlığında düz levhalar halinde bulunur. Genellikle piyasada en çok tercih edilen ebat 200*135 cm dir. yanmaya karşı dayanıklılığı düşük Pleksiglass(Akrilik levha) 12

13 13

14 14

15 PE (Polyetilen) PVC gibi sert ve kırılgan olmayıp, esnek ve kısmen yumuşak sayılabilir. Kimyasal yapısı PVC ye göre farklıdır. Plastik örtüler peyzaj çalışmalarında daha çok bitkisel üretim kapları saksı yapımı ve sera örtüsü olarak geniş ölçüde kullanılır. 15

16 ETFE (EthylenTetrafluoroethylen) ETFE son yıllarda cephe kaplamaları ve çatı örtüleri için estetik anlamda iddialı yapılar oluşturmada iyi bir alternatif oluşturmaktadır. Tüm binayı da ETFE ile tasarlamak mümkündür. 2 yada 3 tabakalı, istenen formda şişme hava yastıkları şeklinde de uygulanmaktadır. Bunun yanı sıra tek tabaka olarak gergi-giydirme şeklinde de kullanılmaktadır. çok ince ve hafiftir. Hava şişirmeli sistem kullanıldığında mukavemeti çok artmaktadır. Sistemler, çelik ya da alüminyum taşıyıcılı karkas sistem üzeri özel membran çatı örtüsü ile oluşturulmaktadır. Çok tabakalı sistemlerde tek tabakalılardan ve membran sistemlerden farklı olarak bir pompa sistemi kurulmaktadır. Bu sistem yastıklar arası hava kaçağına karşı takviye sağlamaktadır. ETFE sistemlerin tasarımını yaparken davranışı, ışık iletimi, yalıtım, akustik ve çevresel faktörlere adaptasyon konularının iyi irdelenmesi gerekmektedir. Tercih edilme sebepleri; Yüksek ısı yalıtımı, Yüksek ışık geçirgenliği, şefaf, Kendi kendini temizleme özelliği ve bakım kolaylığı, Özellikle birden fazla tabakalı uygulamalar ile ısı yalıtımı sağlanmaktadır. 16

17 17

18 18

19 Biyolojik plastikler Günümüzde yaygın olarak bilinen ve kullanılan plastikler petrol ve kömür gibi fosil yakıtlardan elde edilirler. Biyoplastiklerise bitkisel katı ve sıvı yağlar, bitki nişastaları, veya mikroorganizmalar gibi yenilenebilir biyolojik kaynaklardan elde edilen plastiklerdir. Biyoplastiklerinpek çok çeşidi biyobozunurözellik gösterir ve doğada zamanla kendiliklerinden çözünerek (bozunarak) doğaya karışırlar. Reçine, kauçuk, selüloz gibi biyoplastiklerininsanlarca kullanımı çok eski tarihlerden beri vardır. İlk endüstriyel biyoplastikleralmanya ve ABD gibi ülkelerde 1900 lü yılların başlarından itibaren üretilmiş olsa da modern biyoplastiklerinüretiminin yaygınlaşması son 30 yıl içerisinde gerçekleşmiştir. 19

20 Biyolojik plastik? Nişasta, selüloz, protein, poliaktikasitler, Polyamide11 (PA 11) - Ricinus communis, biyopolietilen(şeker kamışı) vb 20

21 Biyobozunur (Biodegradable) Madde: doğadaki mikroorganizmalar yardımıyla biyolojik olarak parçalandıktan sonra CO2 ve Su gibi temel maddelere dönüşerek doğadaki döngüye katılabilen madde. Humus Toprağa Dönüşebilen (Compostable) Madde: kontrollü bir ortamda biyobozunmasürecinden geçerek en fazla 180 gün içerisinde ekilebilir humus toprağa (kompost) dönüşebilen madde. Dünyaca tanınmış ASTM D6400, DIN V 54900, EN gibi standartlara uyum gerektirir. 21

22 Jeosentetikler/ Jeotekstil Jeosentetikler/ Jeotekstil jeotekstil: Doğal veya yapay lifler ile bükümlü ipliklerin birbirlerine dik doğrultularda dokunmasıyla elde edilen, keçe görünümlü, ince, esnek, dirençli ve süzücü bir dokumadır. jeotekstildokuma yapımında kullanılan lifler, doğal veya yapay olabilmektedir. Bu liflerin dokunmasıyla elde edilen jeotekstildokuma kumaş görünümündedir. Bu yapısıyla elde edilen ürün çeşitli hava koşullarına dayanıklı, çürümeyen, plastik ve filtre bezi özelliği taşımaktadır. 22

23 Jeosentetikler/ Jeotekstil jeotekstiller polyester, polipropilen, polietilen, naylon, polivinil klorid gibi sentetik hammaddelerden üretilen geçirgen örtülerdir. Bu maddeler örülerek (dokunarak) veya özel makinalarda işlenip preslenerek örgüsüz (dokumasız) şekilde jeotekstiller üretilmektedir. jeotekstillerçok yönlü fonksiyonel karaktere sahip olduklarından tek bir kritere göre sınıflandırmak mümkün olmamaktadır. En doğru sınıflandırma yöntemi üretildiği malzeme ve üretim yöntemidir. Buna göre jeotekstiller: 1) Klasik jeotekstiller 2) Özel jeotekstiller 3) Kompozit geoteksiller Jeosentetikler/ Jeotekstil 1) Klasik jeotekstiller: a) Dokunmuş/ örgülü klasik jeotekstiller b) Dokuma olmayan/ örgüsüz klasik jeotekstiller a) Dokunmuş klasik jeotekstiller: Tekstil sanayinin bilinen dokuma tezgahlarında sentetik ipliklerden örülerek üretilen jeotekstillerdir. b) Dokuma olmayan klasik jeotekstiller : İplikleri belli yönde veya rastgele düzenlenmiş ve mekanik, kimyasal ve fiziki olarak bağlı, diğer bir ifadeyle yün sanayinde kullanılan dokuma ve dikiş gibi bir yöntem kullanılmadan üretilen jeotekstillerdir. 23

24 Dokunmuş/ örgülü klasik jeotekstil Dokuma olmayan/ örgüsüz klasik jeotekstil Jeosentetikler/ Jeotekstil 2) Özel jeotekstiller: Özel teknolojilerle gerçekleştirilmiş tekstil veya tekstil dışı belirli bir amaçla dizayn edilmiş delikli föy, file ve ızgara şeklindeki jeotekstillerdir. 3) Kompozit jeotekstiller: Klasik ve özel jeotekstilürünlerin iki veya daha fazlasının birlikte kullanılması ile üretilen bileşik jeotekstillerdir. 24

25 Jeosentetikler/ Jeotekstil Örgülü: Olumlu yönleri >> Maliyet, dayanım, sıkı ve sağlam Olumsuz yönleri >> Kopma-çözülme, zayıf filtre özelliği Örgüsüz: Olumlu yönleri >> Mükemmel ayırma ve filtreleme Olumsuz yönleri >> Pahalı, dayanım açısından daha zayıf Kompozit jeotekstil 25

26 26

27 Jeosentetikler/ Jeotekstil JeotekstillerinFonksiyonları ve Kullanım Alanları Jeotekstillerinfonksiyonlarını ve kullanım alanlarını 8 başlık altında toplamak mümkündür. Bunlar: 1) Filtre 2) Drenaj 3) Süzgeç 4) Takviye 5) Yük Dağıtıcısı 6) Seperasyon 7) Esnek Kalıp Malzemesi 8) Koruma Jeosentetikler/ Jeotekstil jeotekstillerin Fonksiyonları ve Kullanım Alanlar 1) Filtre:Mühendislik uygulamalarında çoğu zaman kaba ve ince materyalin biraraya gelmesi zorunluluğu ortaya çıkmaktadır. İnce materyalin gözenekliliği azaltmaması ve tıkanma sorunlarıyla karşılaşmamak için jeotekstilkullanımı ortaya çıkmaktadır (Yol, demiryolu, baraj vb). jeotekstil var jeotekstil yok Yandan görünüm Üstten görünüm 54 27

28 55 Jeosentetikler/ Jeotekstil jeotekstillerin Fonksiyonları ve Kullanım Alanları 2) Drenaj:Kanal veya hendek drenajının hızlı bir şekilde yapılmasını sağlamak üzere jeotekstilkullanılmaktadır. jeotekstilyüksek geçirgenliği ile suyun çabuk drene edilmesine ve toprağın hemen sertleşmesine neden olmaktadır. Özellikle dokuma olmayan klasik jeotekstillerönemli ölçüde filtre ve drenaj işlerinde kullanılmaktadır

29 57 Jeosentetikler/ Jeotekstil jeotekstillerin Fonksiyonları ve Kullanım Alanları 3) Süzgeç: jeotekstiller su içerisindeki pislik, rüsübat, kil, kum, atık maddelerin tutulmasında ve üst toprağın asalak bitkilerden korunmasında kullanılmaktadır. Temiz su elde etmek amacıyla özellikle su kanallarında jeotekstilsüzgeç görevi görmektedir. Bu görev için jeotekstiliçeren bir duvar süzgeç görevi görmektedir

30 Jeosentetikler/ Jeotekstil jeotekstillerin Fonksiyonları ve Kullanım Alanları 4) Takviye: Betonarme yapılardaki beton-çelik kombinasyonunun oynadığı rolü, uygun kullanım halinde zemin-jeotekstil kombinasyonu ile ortaya koymak mümkündür. jeotekstillerin üzerindeki yük nedeni ile deformasyona uğramaları mümkündür. Bu duruma örnek olarak yol alt tabakasında jeotekstilin kullanımı halinde, daha az stabilize malzeme kalınlığı ile bu sorunu çözmek mümkün olabilmektedir. 59 Jeosentetikler/ Jeotekstil jeotekstillerin Fonksiyonları ve Kullanım Alanları 5) Yük Dağıtıcısı: jeotekstillerin bu fonksiyonu, yerel kırılmaların neden olacağı tehlikeleri azaltmak veya bu kırılmaların önlenmesi için yerel gerilimlerin bölünmesini ve daha geniş yüzeylere dağılmasını sağlamaktan ibarettir. Yapılarda kullanılan malzemeler, yüke iyi dayanmalarına rağmen, gerilime dirençsiz olduklarından sisteme jeotekstilineklenmesiyle tüm performans olumlu yönde etkilenmektedir

31 Jeosentetikler/ Jeotekstil 6) Ayırıcılık: Genellikle farklı yapıdaki malzemelerin zamanla birbirine karışmasına engel olmak amacıyla ayıtman seviye olarak jeotekstil kullanılmaktadır. Çişitli cins ve boyutlardaki granüler malzemeler kat halinde üstüste veya yanyana geldiğinde, dış faktörlerin etkisi ile birbiriyle karışırlar. Bu karışmayı önlemek amacıyla jeotekstil kullanılmaktadır. Yolların temel katları arasına konulan jeotekstil,farklı özellikleri olan iki ayrı zemin tabakası arasına serildiğinde, bunların birbirine karışmasını önleyerek, her iki tabakanın kendi özelliklerini korumasını sağlamaktadır. Düşük dirençli bir zeminde inşaat yapmak veya o zemini doldurmak gerektiğinde, temelde jeotekstil kullanmak hem zemini sağlamlaştırmakta hem de yüzeydeki katlarda kırılmaların meydana gelmesini önlemektedir. Çatı bahçelerinde önem taşıyan bir bileşendir. 61 Jeosentetikler/ Jeotekstil 7) Esnek Kalıp Malzemesi: Birçok durumda temel, düz ve pürüzsüz bir zemin üzerine oturmayabilir. Bu halde temelin oturduğu zemin kısmı yüksek basınca maruz kalarak göçebilir. jeotekstilörtünün zeminin üstüne serilmesinden sonra temelin inşasına devam edilir. Aynı şekilde köprü ayaklarının nehir akışı ile oyulması durumunda da temele jeotekstildenimal edilmiş esnek kalıp oluşturulur ve içine beton pompalanmak suretiyle yapı emniyete alınmaktadır

32 Jeosentetikler / Jeotekstil 8) Koruma: Geçirimsiz zonların oluşturulması sırasında yüzey kaplama şeklinde geomembran örtüler kullanılmaktadır. Geomembranlar optimal düzeyde su geçirimsiz bir tabaka oluşturmaktadır. Geomembranlar montaj, işleme ve yüzeye teması ile sırasında yırtılmalar oluşabilir. Bu nedenle işlemeyi ve fonksiyonel karakterini iyileştirmek amacıyla, geomembranın alt ve üstünde mekanik koruma yapılmaktadır. Deniz suyu ve diğer etkenler nedeniyle aşınmaya maruz kalacak kazıkların çevresine, jeotekstil bir ceket gibi giydirilip sarılarak beton kazıklar korumaya alınmaktadır. 63 Jeosentetikler / Jeotekstil MALZEME VE YAPI BİLGİSİ-M.DEMİR

33 Jeosentetikler/ Jeotekstil İstanbul metrosu MALZEME VE temelinde YAPI BİLGİSİ-M.DEMİR-2013 jeotekstil kullanımı 65 Jeosentetikler/ Jeotekstil İstanbul metrosu MALZEME VE temelinde YAPI BİLGİSİ-M.DEMİR-2013 jeotekstil kullanımı 66 33

34 Jeosentetikler/ Jeotekstil MALZEME VE YAPI BİLGİSİ-M.DEMİR Jeosentetikler/ Jeotekstil Jeotekstillerin seçiminde ve kullanımında dikkat edilmesi gereken hususlar Ultraviole ışınlara karşı dayanıklılığı Yüksek ve düşük ısıya karşı dayanıklılığı Jeotekstilintoprak içerisindeki asit, alkali, bakteri ve mikroorganizmalara karşı dayanıklılığı Jeotekstilinteknik özellikleri (çekme dayanımı, kopma uzaması, delinmeye karşı dayanımı, geçirimlilik, göz açıklığı, kalınlığı) Jeotekstilin toprak içinde teknik özelliklerinin zamanla değişmemesi Jeotekstilin yerleştirileceği zeminin mukavemeti ve düzgünlüğü Toprağın tane boyutu ve mukavemeti Yol, havaalanı, otopark gibi yerlerde kullanılacak jeotekstilegelecek yükün hesabının iyi yapılması Jeotekstilinserilmesinde enine ve boyuna birleşimlerinde birbiri üzerine bindirme paylarının teknik şartnamelere uygun olması

35 35

36 36

37 Bitüm Bitüm, petrol ve kömürden elde edilen hidrokarbonlu bir yapı materyali (asfalt ve kömür katranı ) olup, çok eskiden beri bilinir. Otomobil ve petrol endüstrisinin gelişmesine paralel olarak kullanımı artmıştır. Bitümün petrol kökenli olanları asfalt, kömür kökenli olanları ziftve katran olarak bilinir. 37

38 Petrol; gaz, sıvı ve katı halde bulunan hidrokarbonlara verilen genel addır. Sıvı hidrokarbonlara ham petrol, gaz halindekilere doğal gaz, katı olanlara ise bileşimlerine göre asfalt-parafin veya bitüm adı verilmektedir. Kuyudan çıkarılan ham petrolün damıtma işleminden sonra bileşenlerineayrılmasıylaasfalt, parafin, benzin v.s. elde edilir. Bu işlemdensonradanormal hava sıcaklığında kullanılmayacak kadar katı olan bitüm; benzin, mazot, gazyağı ve bunlardan farklı bir teknik olan su ile karıştırılarak inceltilir ve kullanılacakhale getirilir. Bu son aşamadaartıkasfalt, zemin kaplamalarında kullanılmaya hazırdır. 38

39 Bağlayıcı özelliğe sahip olan bitümlü malzemeler sıcaklığa bağlı olarak katı, yarı katı veya akıcı kıvamda, yüksek ağırlıkta moleküler yapıdadır. Renkleri ise koyu ve siyahtır. Bitüm çimento 39

40 Uygulama yönünden bitüm ve katran arasında bazı farklar vardır. Bitümler katrana oranla dayanıklı ve uzun ömürlüdür. Katranlar ise, agregatlar ile daha iyi yapışırlar. Bu yüzden bitüm ve katran karışımlarıyla (100 C derece civarında) üstün nitelikte, daha kullanışlı bağlayıcılar elde ediebilir. Bu amaçla yapılan karışımlarda bitüme giren katran %20 yi, katrana karışan bitüm ise %25-30 u geçmemelidir. Uygun oranlarda hazırlanan karışımlar, sıcaklık değişimlerinden daha az etkilenir, soğuk havalarda ise daha az çatlama göstererek agregata daha iyi yapışır, çabuk katılaşır. 40

41 Asfalt Betonu: Oldukça yüksek sıcaklığa kadar ısıtılarak kurutulmuş ve sıcak asfalt ile karıştırılmış uygun gradasyonlu agregata sıcak asfaltbetonukarışımı denir. Peyzaj mimarlığı çalışmalarında hidrokarbonlu malzemeler içinde katran veya bitüm sınıfından asfaltlar, yaya ve otoyolu kaplamalarında, otoparklarda, oturma yerlerinin (teraslar) kaplamasında, Asfalt emülsiyonlarının çok geniş kullanım alanları bulunmaktadır. Ülkemizde özellikle ekonomik olması, uygulama kolaylığı ve uygulama mevsiminin uzun olması sebebiyle asfalt emülsiyonları karayollarında sathi kaplama, yapıştırma tabakası, astar tabakası, yama işleri, çimentolu temellerde nem önleme işlerinde kullanılmaktadır. Tercih edilme nedeni ucuz ve seri iş yapmaya uygun olduğundan çok kullanılır. 41

42 42

43 43

44 44

45 45

46 Yüzey kaplaması dışında hidrokarbonlu bağlayıcılar özellikle peyzaj yapım materylallerinin su ve nemden korozyona karşı korunmasında kullanılır. Örnekler ahşabın emprenye edilmesinde, beton, tuğla ve taştan yapılmış duvarların asitli sulara karşı korunmasında, havuz ve duvarların dilitasyon derzlerinin doldurulmasında kullanılır. 46

47 Asfalt kaplamaların koyu siyah renginin arzulanmadığı yerlerde plastik boyalar ve çeşitli renklerdeki agregat ile asfalta renk verilebilir. asfalt yumuşak iken üzerine dökülecek renkli taşlar (küçük kırma taşlar) da asfalta doku (tekstür) ve renk kazandırabilir. 47