DEPREMDE HASAR GÖRMÜŞ BETONARME BİNALARIN FERROCEMENT PANELLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ

DEPREMDE HASAR GÖRMÜŞ BETONARME BİNALARIN FERROCEMENT PANELLERLE GÜÇLENDİRİLMESİ İlker Bekir TOPÇU, Burak IŞIKDAĞ, Özgür TATAR, Erdinç ABİ ilkerbt@ogu.edu.tr, bisikdag@anadolu.edu.tr, ozgurtatar@gmail.com, eabi@aku.edu.tr Öz: Deprem etkisine maruz kalmış yetersiz dayanıma sahip betonarme yapıların onarımı, bakımı ve güçlendirilmesinin maliyeti zamanla artmaktadır. Maalesef, mevcut tasarım şartnameleri beklenen yapı performansını yerine getirmekten uzaktır. Deprem kuşağında bulunan Türkiye de 999 Kocaeli depreminden önce yapılan binalar başta olmak üzere birçoğu depreme karşı dayanıklılık bakımından yetersiz durumdadır. Bu nedenle olumsuz özeliklere sahip yapıların depreme karşı hızlı ve ekonomik olarak güçlendirilmesi gerekmektedir. Bu amaçla kullanımı yaygınlaşmakta olan bir beton kompozit türü olan ferrocement teknolojisi ile paneller üreterek güçlendirme çalışması yapılmıştır. Üretilen panellerin kolay taşınabilir ve montajının kolay olabilmesi için perlit kullanılarak paneller hafifletilmeye çalışılmıştır. Ferrocement, yapı olarak çekmeye de çalışabilen bir eleman olduğundan yüklerin karşılanmasında büyük avantaj sağlamaktadır. Üretilen paneller kalıplarda önceden üretilerek iki kişi tarafından taşınabilecek ağırlıkta ve birbirine kenetlenebilecek şekilde üretilmiştir. Ferrocement teknolojisinin kolay uygulanabilir olması, işçilik ve maliyet bakımından ucuz olmasından dolayı bu çalışmanın güçlendirme alanında yararlı olacağı düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Betonarme, Dayanım, Ferrocement, Güçlendirme, Onarım Giriş Son yıllarda depremlerde hasar gören yapıların güçlendirilmesi her geçen gün daha da önem kazanmaktadır. Hasar gören binaların güçlendirilmesi de ayrı bir mühendislik sorunu haline gelmiştir. Bir betonarme yapıdan beklenen; dayanım, kalıcılık, ekonomiklik, fonksiyon ve estetiğin sağlanmasıdır. Ülkemizde yeterince önem verilmeyen ancak depremlerle ortaya çıkan binaların bakımı ve onarımı yapılmalı ve gerekli görülen yerler güçlendirilmelidir. Yapı güçlendirme çalışmaları gerek mühendislik gerekse ekonomik açıdan büyük külfet getirmektedir ve genellikle yapının yıkılıp yeniden yapılması daha sağlıklı görülmektedir. Bu durum malzeme, işçilik, zaman gibi niteliklerin kaybına neden olmaktadır. Ferrocement üzerindeki araştırmalar bu kompozit malzemenin bilhassa gelişmekte olan ülkelerde giderek daha fazla ilgi bulduğunu göstermektedir. Ferrocement; gerek vasıfsız iş gücünün gerekse yerel malzemeler ile maliyeti düşük ve yapımı kolay hafif modüler duvar, kiriş, döşeme ve çatı yapı elemanlarının üretilmesini sağlamıştır. Bu çalışmada ferrocement teknolojisi kullanılarak, ön üretimli paneller yardımıyla depremden hasar görmüş yapılarda yapıyı tekrar kullanılabilir hale getirilmesine ve tekrarlayabilecek depremlerde oluşabilecek çekme kuvvetlerinin karşılanmasına çalışılmıştır. Ferrocement in tanımı Portland çimento harcının son derece güçlendirilmiş ince bir kabuğudur. Genellikle, ferrocement kabuklar kalınlık olarak -5 mm aralığındadır. Güçlendirme çelik ağ tabakalarının çoğunlukla ikisinin ortasında aralarında sandviç şeklinde çelik güçlendirme çubuklarından meydana gelir. Ağın kabuk veya panel ürünü çok zengin bir Portland çimento harcı ile elde edilmesidir. Gelişmekte olan ülkelerde aşağıda tanımlanan nedenlerden ferrocement kullanımı oldukça ilgi görmektedir (Hago ve diğ., 4). Ferrocementte kullanılan temel hammaddeleri birçok ülkede kolaylıkla bulunur. Üretim her türlü ortam ve koşulda rahatlıkla yapılabilir. Birçok ahşap malzemeden daha dayanıklıdır ve ithal çelikten ucuzdur. Ferrocement uygulamaları için ustalık kolaylıkla kazanılabilir. Ferrocement yapımı diğer yapım yöntemlerine göre daha ekonomiktir fakat daha çok iş gücü gerektirir. Yerinde dökülen ve çerçeve elemanlarına epoksili ankraj çubuklarıyla bağlanan ferrocement dolguların yapı yanal rijitliğini artırdığı ve yapının deprem davranışını önemli ölçüde iyileştirdiği göz önünde bulundurularak, bu yöntemin de Osmangazi Üniversitesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Eskişehir Anadolu Üniversitesi, Porsuk MYO, Eskişehir AKÜ Mühendislik Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Afyon 97

benzer bir iyileştirme sağlaması beklenmektedir. Sözü edilen ön üretimli ferrocement panellerin kapılardan kolayca geçebilecek ve iki kişi tarafından taşınarak yerine yerleştirilebilecek büyüklükte olması zorunlu olduğundan var olan bölme duvarının bir tek panelle değil, çok sayıda küçük panelle güçlendirilmesi gerekmektedir. Bu durumda, panellerin birbirine ve çerçeve elemanlarına nasıl bağlanacağı oldukça önemlidir. Bağlantı konusu, dış yüze uygulanacak güçlendirmelerde ayrıca önem taşımaktadır. Panellerin birbirine ve çerçeve elemanlarına bağlanarak perde davranışına olabildiğince yaklaşması önem taşıdığından, ilk deneylerde bağlantılarda epoksi harcı yanı sıra çerçeve elemanlarına epoksi ankrajlı filizlere bağlanarak uygulama gerçekleştirilecektir (Tankut ve diğ., 4). Deprem yükleri yapıya herhangi bir yönden gelebileceğinden, yapıda paneller X ve Y doğrultularında dolgu duvarlara panellerin ankrajlı yapılması düşünülmüştür. Bilindiği gibi deprem yükleri yapıda düşey taşıyıcı elemanlar olan kolonlar ve perdeler tarafından karşılanmaktadır. Eğer deprem yükü yapıda ilk olarak kolon tarafından karşılanırsa kolon bu yükü diğer kolonlara aktarma davranışı içerisinde olacak, diğer kolonla arasında perde elemanı yoksa bu yükün aktarımı sırasında oluşan eksenel yük duvarlarda enerjiye dönüşecektir ve hasara yol açacaktır. Yükün geri kalan kısmı ise diğer kolona aktarılacak ve aynı doğrultudaki duvarlarda benzer hasarlara yol açacaktır. Bu bilgiler doğrultusunda çalışmamızdaki panellerin işlevi, dolgu duvar üzerinde bir nevi perde görevi görmesi, kolona gelen deprem yükünün aktarılması sırasında bir bölümünün karşılanması ve diğer kolonlara daha az yükün iletilmesidir. Çimento:, Su:.5, ve Kum: ağırlık oranlarda hazırlanmış harç ile kare örgü, tel, sıva teli ve kümes teli kullanılarak küçük laboratuvar numuneleri üretilmiş ve basit eğilme ve Charpy çarpma deneyleri yapılmıştır.. Ülkemizde yapılan diğer bir çalışmada, donatı-parametrelerinin eğilme rijitliği, ilk çatlak gerilmesi, eğilme dayanımı ve çarpma dayanımı gibi mekanik özeliklere etkileri değerlendirilmiştir. Deney sonuçları ilk çatlak yükü ile en fazla yükteki dayanımların donatı yüzdesi ile arttığını ve bir en fazla noktasından geçtiğini göstermekte olup, en iyi sonuçların kare örgü tel ile alındığı gözlenmektedir (Özdemir ve diğ., 984). Amerika Birleşik Devletleri nde yapılan bir araştırmada dış duvarları ile döşeme ve çatıları sıkıştırılmış ferrocement panellerden oluşan modüler konutların kagir binalardan daha sağlam olduğu, iyi inşa edildiğinde, dinamik yüklere karşı da oldukça dayanıklı olabildiği görülmüştür (Chang ve diğ., 985). Çin Halk Cumhuriyeti'nde ferrocement hafif paneller kullanılarak üretilen toplam m kullanım alanlı 5 katlı bir binanın depreme dayanıklı yapı özelliği gösterdiği gözlenmiştir (Wang ve diğ.,985). Malzemeler Kullanılan Yöntem Agrega Beton karışımlarında Osmaneli kumu kullanılmıştır. Temin edilen kumun deney sonuçlarına olumsuz etki yapmaması için laboratuar ortamında yaydırılıp kurutulduktan sonra deneylerde kullanılmıştır. Karma Suyu Karma suyu olarak Eskişehir şebeke suyu kullanılmıştır. Eskişehir şebeke suyuna ait kimyasal analiz sonuçları Tablo 'de verilmiştir. Tablo. Kullanılan Suyun Kimyasal Analizi Bileşen Değer ph 6.85 Kalsiyum (Ca) ( mg/l) 58 Magnezyum (Mg) (mg/l) 8 Klorür (Cl) ( mg/l) 46 Sülfat (SO - 4 ) ( mg/l) 45 Buharlaştırma Sonucu ( mg/l) 45 (%.4) Çimento Uygulamada Bursa Çimento Fabrikasının üretmiş olduğu TS 9 No lu PÇ 4.5 çimentoları kullanılmıştır. Çimentoların fiziksel, kimyasal ve mekanik özelikleri Tablo de verilmiştir. 98

Tablo. Kullanılan Çimento Özelikleri Malzeme Özellikleri PÇ 4.5 Özgül ağırlık.5 Fiziksel Özelikler Priz başlangıcı (dk.) 9 Priz bitme (dk.) 45 SiO 9.96 CaO 6.9 Kimyasal Özelikler Al O 5.7 MgO. Basınç Dayanımı (MPa) SO.9 Gün.6 7 Gün 8. 8 Gün 45. Perlit İnşaat sektörünün günümüzdeki en büyük problemlerinden birisi yapı öz ağırlığıdır. Ağırlıkları azaltabilmek için çok değişik malzemeler kullanılmıştır. Kullanılan malzemelerin hafif olması yanında malzemelerde yük taşıma, ısı ve yalıtkanlık gibi özellikleri de aranmıştır (Topçu, 4). Perlit kullanımı bu problemlerin bir kısmının çözümü için uygun bir malzemedir (Topçu, 999). Perlitin özelliklerini incelediğimizde perlit kullanılarak üretilen paneller perlit kullanılmayan panellerden yaklaşık iki kat daha hafiftir. Fakat basınç dayanımı yönünden perlit kullanılarak üretilen paneller perlitsiz panellerin /4 ü kadar yük taşımaktadır. Perlit kullanımında emme ve kılcallığın fazla olması önemli bir sakıncadır. Bu çalışmada panellerin hafif olarak üretilmesini sağlamak için Tablo te özelikleri verilen perlit malzemesi kullanılmıştır. Böylece panellerin modüler olması taşıma güçlüklerini gidermiş ve hızlı montaj avantajı sağlamıştır. Ayrıca panel numunelerinin ağırlığının azalmasından dolayı yapıya ekstra yük getirmemiştir. Perlit, ısıyla genleşme özelliği olan, genleştirildiğinde çok hafif ve gözenekli bir hale geçen bir kayaçtır. Perlit kelimesi hem ham perlit için hem de genleştirilmiş perlit için kullanılmaktadır. Tablo. Kullanılan Perlitin Kimyasal Analizi Bileşen Değer Bileşen Değer SiO 7. - 75. Cr.-. AlO.5-8. Ba.-.5 Na O.9-4. PbO.-. /. K O.5-5. NiO - CaO.5 -. Cu - Fe O. -.5 B - MgO. -.5 Be - TiO. -. Serbest silis.-. MnO. -. Toplam klorürler. SO. -. Toplam sülfatlar - FeO. -. - - Kimyasal Katkı Süperakışkanlaştırıcı olarak Sika firması tarafından üretilen Viscocrete-5W katkı maddesi kullanılmıştır. Kendiliğinden sıkışan prefabrike betonlar için üretilmiştir. Böylece mikserde karıştırılan harç elle tel örgüden geçebilecek şekilde boşluk kalmadan vibrasyon masası kullanılarak yerleştirilmiştir. Çelik Tel Örgü Çelik ağ tabakalarından duruma göre birden fazla tabaka halinde kullanımıyla sandviç şeklinde bir yapı meydana getirilmiştir. Çalışmada;. Çelik x kare tel örgü,. Altıgen tel örgü (Tip ),. Altıgen tel örgü (Tip ) kullanılmıştır. Çelik tel örgüde teller mm ve boşluklarla kullanıldı. Bu teller yüksek çekme dayanımı olan çeliklerdir ve altıgen tel 99

örgüye göre daha dayanıklıdır. Bu örgünün çalışmamıza bazı yararlı özellikler kattığı belirlenmiştir. Bu tel; (a) geometrik şekli ve yüksek gerilim telleri nedeni ile en son izin verilen çarpma gerilmelerini karşılamak üzere yapılan sık düğümlerin bağlamaların sargıları ve kıvrımları azaltır, (b) bir tabakası diğer örgülerin birkaç tabakasına eşit olduğundan örgü uygulanması zamanı azalır, (c) örgünün yüksek dayanımı sayesinde donatı kullanmayı gerektirmemektedir. Altıgen tel örgü ise birçok ülkede yaygın olarak kullanılan örgüdür. En ucuz ve elde edilmesi en kolay tel çeşididir. Genelde kümes teli olarak bilinir ve altıgen desenlerde dokunan soğuk çekilmiş telden üretilir. Bu çalışmada kullanılan tel örgünün kalınlığı.7 mm ve açıklığı 4 mm (Tip ), mm (Tip ) dir. Fotoğraf. Çalışmada Kullanılan Teller Ahşap Kalıp Uygulamada en olarak. m, boy olarak.4 m, kalınlık olarak 5 cm ebatlarında panel üretimi düşünülmüş olup deneysel çalışmalarda en. m boy ise.9 m olarak seçilmiştir. Üretilen harç, cm eninde, 9 cm uzunluğunda (çekme deneylerinde serbest açıklığı 6 cm olarak düşünülmüştür), 5 cm kalınlığında hazırlanmış çeşitli ebatlara ve özeliklere sahip ön gerilme kazandırılmış tel örgüler ile oluşturulan ahşap kalıplara yerleştirilmiştir. Üretilen numuneler kalıplarda ıslak çuvalla sarılarak 8 gün bekletilerek deney gününe kadar termik rötreye uğramaması sağlanarak kür edilmiştir. Yardımcı Gereçler Tablo 4 te görüldüğü gibi üretilen panellerde, tek kat tel içerenlere S çift kat tel içerenlere D ve kullanılan tel tipine göre sırasıyla,, rakamları verilerek bir sistematik notasyon oluşturulmuştur. Üretimi yapılan panellerin birleştirilmesinde demir kancalar ve epoksi kullanılması düşünülmektedir. Epoksi içeren harçlar olumsuz koşullar altında iyi performans sergilemektedir. Böylece paneller arası ara bağlantılar yapılarak sistemin bir bütün halinde çalışmasının sağlanması amaçlanmıştır. Tablo 4. Tel ve Kalıp Özelikleri Panel tanımı Kalıp tipi (cm) Tel tipi Tel katmanı sayısı S-.5+.5 x Kare (Çelik) D-.5++.5 x Kare (Çelik) S-.5+.5 Altıgen Tel Örgü (Tip ) D-.5++.5 Altıgen Tel Örgü (Tip ) S-.5+.5 Altıgen Tel Örgü (Tip ) D-.5++.5 Altıgen Tel Örgü (Tip ) Panel Bileşenleri Tel ağı takviyesinin hacimce yüzdesi, tel katman sayısı Tablo 4 te, hazırlanan harç içeriği ve malzeme miktarları Tablo 5 te belirtilmiştir. Üretilen ferrocement harcından basınç deneyleri için xx cm küp numuneler alınmış ve 8 günlük basınç dayanımları yaklaşık olarak MPa bulunmuştur. Üretilen paneller noktadan yüklemeli eğilme deneyleri yapılarak eğilme dayanımları bulunmuştur. Çift kat tel örgüye sahip x4x5 cm lik panelin işçilik dahil maliyeti yaklaşık olarak YTL olarak belirlenmiştir. 9

Tablo 5. Harç İçeriği ve Kullanılan Malzeme Miktarları Panel Tanımı Çimento kg/m Su kg/m Perlit kg/m Kum kg/m Akışkanlaştırıcı lt /m S- 4 66.66.5 D- 5 45 75.5.57 S- 4 66.66.5 D- 5 45 75.5.57 S- 4 66.66.5 D- 5 45 75.5.57 S/Ç Oranı Panel Yükleme Deneyleri Üretilen panel numunelerinde oluşacak mikro ve makro çatlakların kolay tespiti için tüm yüzeye alçı yapılmış ve pürüzlüklerin giderilmesi için tüm yüzey zımparalanmıştır. Mansour ve Paramasivam tarafından önerilen plastik analize dayalı basit bir model kullanılmıştır (Mansour ve diğ.,985). Model, betonun eğilmede çekme dayanımının dikdörtgen şeklinde (x9x5 cm) panellerin,5 kn/s sabit yükleme hızıyla üçte bir noktalarından basit kiriş yöntemiyle yükleme yapılmıştır. Serbest açıklık 6 cm seçildiğinden sağdan ve soldan cm uzaklıktan yüklemeler yapılmıştır. Çekme gerilmesi yönünde yük taşımada betonun kapasitesi parçanın kalanından bağımsızdır. Çünkü beton parça kopmadan önce çatlar ve kompozitin gücüne katkıda bulunmaz. Bu açıdan malzemelerin performansı gerilme terimleri ile değil, yük terimleri ile ifade edilir (Topçu, ). Fotoğraf. Yükleme Deneyi ve Yükleme Deney Aleti Ön çatlama Safhası Yük-deformasyon eğrisi uygulanan kuvvet ile doğrusal değişmiştir.. Bu safhada, yük esasen beton matris tarafından taşınır. Panelin çatlama yükünü tahmin etmek için elastik teori kullanılabilir. Eğilme formülü kullanarak, ilk çatlak oluştuğunda matrisin kopma modülüne eşit olan çatlama geriliminden çatlama momenti hesaplanabilir. Çatlak başlatmada aşırı beton fiberlerdeki gerilim kopma modülüne eşitlenebilir. Fotoğraf. Değişik Şekillerde Çatlamaya Uğramış Paneller 9

Çoklu Çatlama Safhası Çoklu çatlama beton matrisin çatlamasından sonra başlar. Bu safha boyunca betondan tel ağına bir yük transferi meydana gelir. Tel ağı ilave yük altında yükü beton matrisin arkasına transfer ederek uzar, böylelikle yeni çatlaklar meydana getirir. Ferrocement numuneleri betonarmeye göre pek çok çatlak gösterir. Araştırmalar betonarme yapılardaki çatlak genişliğinin, beton ve donatı arasındaki bağın artmasıyla, donatı dağılımının artmasıyla ve kabuk kalınlığının azaltılmasıyla küçültülebildiğini göstermiştir. Bütün bu faktörler ferrocement için uygundur. Çatlak genişliği kullanılan tel ile harç arasındaki ara düzlemde sıfıra yakındır ve ara yüzden yüzeye doğru artar. Kullanılan donatının belirli yüzey hacmi, ferrocementin çatlama davranışında etkilidir. Yük altında ilk çatlama sonrası çatlak genişliği uzun süre artmaz, çatlama sonrası ani yük boşalması görülmez. Bu nedenle yüksek plastik deformasyonlarda bile eleman yük taşır, paralanma, parça kopması meydana gelmez (Topçu ve diğ., 4). Göçme Safhası Göçme safhası mevcut çatlakların yük artışı ile şiddetlenmesi ile gösterilir. Burada yük esas olarak ağ tarafından taşınır. Paneli eğilmesi hızlı bir artış gösterir ve çatlaklar harç matrisin derinliği boyunca panelin üst yüzeyine ulaşarak derinlemesine genişleyebilir. Bu safha boyunca, panelin en üstündeki kuvvet basınçtan gerilmeye dönüşür (Mansour ve diğ.,985). Ferrocement yüksek oranda sünek çelik örgü takviye teli ve nitelikli harçtan meydana gelmiş bir kompozittir. Takviye tel örgünün özelikleri yapı içerisinde kaç kat bulunduğu, geometrisi, beton içerisindeki hacmi, birim hacimdeki donatı içeriği gibi parametreler ferrocementin teknik özelliklerini ve değişik yüklemeler altında ki davranışını belirler. Takviye tel örgü donatısı yapısı gereği harç matrise yüksek süneklik verir (Robles ve diğ., 984). Ferrocement yapı içerisinde yüksek beton hacmine göre yüksek oranda yüzey alanına sahip tel donatı bulunması, tel donatının homojen dağılımı değişik yüklemeler altında harcın sünek davranmasını sağlayarak ilk çatlama, tokluk, çarpma ve çekme gibi özelliklerinde önemli artışlar meydana gelmesine neden olur. Yük altında ilk çatlama sonrası çatlak genişliği uzun süre artmaz, çatlama sonrası ani yük boşalması görülmez (Paul ve diğ., 984). Bu nedenle yüksek plastik deformasyonlarda bile eleman yük taşır, paralanma, parça kopması meydana gelmez. Ferrocement yapı elemanı üretilmeden önce, eleman hangi gerilmelere maruz kalacaksa ona göre tasarım yapılır (Topçu, 999). Ferrocement çekme etkisinde, basınç altında, eğilme kuvvetleri altında elastik ve plastik bölgedeki davranışları farklıdır (Hanai ve diğ., 984). Tasarım yapılırken elemanın maruz kalacağı yüklemelerin tipi ve düzeyi dikkate alınarak tasarım kriterleri belirlenir. Kompozit olması nedeniyle takviye örgünün, harcın, bu iki temel malzemenin bileşimi ile ortaya çıkan kompozitin davranışı farklıdır (National Academy of Science). Sonuçların Değerlendirilmesi Bu çalışma depremden hasar görmüş betonarme binaların ferrocement panellerle güçlendirilmesi amacıyla yapılmıştır. Farklı dozaj ve farklı tip tel ile üretilen ferrocement panellerin mekanik özeliklerini incelemek amacıyla eğilme deneyleri yapılmış ve grafikleri aşağıda gösterilmiştir. Böylece en iyi mekanik özeliklere sahip panel tipinin belirlenmesi amaçlanmıştır. 7 6 5 Yük (kn) 4 S- S- S- 5 5 Şekil Değiştirme ( - mm) Şekil. 5 Dozajlı Harç ve Tellerin Tek Kat Olarak Kullanıldığı Panellerin Yük-Şekil Değiştirme Grafiği 9

Şekil de görüldüğü gibi ve nolu tellerin panellere kazandırdığı dayanım birbirine çok yakın çıkmıştır. Bu durum tek kat tel kullanımın eğilme üzerinde fazla etki yapmadığını göstermektedir. nolu çelik tel kullanılarak üretilen panellerde ise çeliğin özeliğinden dolayı çekme etkisine karşı yüksek dayanım görülmektedir. nolu telin ferrocement panellere dayanım yönünden etkisi diğer tellere göre daha fazladır. 7 6 5 Yük (kn) 4 D- D- D- 4 6 8 4 Şekil Değiştirme ( - mm) Şekil. 5 Dozajlı Harç ve Tellerin Çift Kat Olarak Kullanıldığı Panellerin Yük-Şekil Değiştirme Grafiği Şekil de görüldüğü gibi 5 dozajlı panellerde çift kat tel kullanımı aynı dozajda tek kat tel ile üretilmiş panellere göre çekme etkisine karşı yaklaşık olarak % artış olmuştur. Aynı zamanda çift kat tel kullanımında ilk çatlama yükü artmıştır. nolu tel kullanılarak üretilen panellerin, tek kat tel kullanılarak üretilen panellere göre şekil değiştirmesi fazla değişmemekle beraber ve nolu teller kullanılarak üretilen panellerin şekil değiştirmelerinde yaklaşık % 5 artışlar görülmüştür. 7 6 5 Yük (kn) 4 S- S- S- 5 5 Şekil Değiştirme ( - mm) Şekil. 4 Dozajlı Harç ve Tellerin Tek Kat Olarak Kullanıldığı Panellerin Yük-Şekil Değiştirme Grafiği Şekil te görüldüğü gibi dozaj arttıkça gevreklik de arttığından 4 dozaj ile üretilen paneller 5 dozaj ile üretilen panellere göre daha çok eğilme yüklerine dayanabilmektedirler. 4 dozajda ve nolu tel kullanılarak üretilen panellerin ilk çatlama başladıktan sonra şekil değiştirmesi, 5 dozajlı panellere göre daha hızlı gerçekleşmiştir. ve nolu tellerde ise 5 dozajlı panellere göre şekil değiştirmelerinde fazla değişiklik görülmemiştir. 9

8 7 6 Yük (kn) 5 4 4 6 8 Şekil Değiştirme ( - mm) D- D- D- Şekil 4. 4 Dozajlı Harç ve Tellerin Çift Kat Olarak Kullanıldığı Panellerin Yük-Şekil Değiştirme Grafiği Şekil 4 te görüldüğü gibi ilk çatlama yükü, tel katman sayısına ve dozaja paralel olarak artmaktadır. Tel örgüler arası uzaklık azaldıkça ilk çatlama yükü artmaktadır. Panellerdeki tel katman sayısı ve dozaj beraber değerlendirildiğinde gerek dayanım gerekse şekil değiştirme özelikleri bakımından en iyi sonuçlar çift kat tel ve 4 dozajlı üretilen panellerde görülmüştür. 5 Gerilme (MPa). 5 5 4 5 6 7 Şekil Değiştirme 5 Dozaj 4 Şekil 5. 5 Dozajlı ve 4 Dozajlı Harç Numunelerinin σ-ε Grafiği Şekil 5 te görüldüğü gibi perlit kullanımı ferrocement harcının dayanımını % 5 oranında azaltmıştır. 5 ve 4 dozajlı harç numunelerin basınç dayanımları sırası ile yaklaşık olarak 7 ve 9 MPa bulunmuştur. 5 ve 4 dozajlı harç numunelerin şekil değiştirmelerinin birbirine yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Şekil 6 da görüldüğü gibi 5 dozajlı S- paneli ilk çatlama yüküne ulaşıncaya kadar diğer tek katlı tele sahip panellerden daha fazla şekil değiştirme yapmıştır. nolu tel ile üretilen panellerde gözlenen çatlakların daha belirgin olduğu görülmüştür. Dozaj arttırılması panellerde gevrekliği arttırdığından, 4 dozajlı olarak üretilmiş paneller, kullanılan tel cinsine göre 5 dozajlı olarak üretilmiş panellerden daha az elastisiteye sahiptirler. Bu durumda nolu telin, panel üretiminde den fazla katman oluşturarak kullanılması ile panellere daha fazla süneklik kazandırdığı görülmektedir. 94

Yük (kn),5,5,5,5 S--5 Dozaj S--5 Dozaj S--5 Dozaj S--4 Dozaj S4 4 5 6 7 Şekil Değiştirme ( - mm) Şekil 6. 5 ve 4 Dozajlı Tek Kat Tel ile Üretilen Panellerin İlk Çatlama Yükü-Şekil Değiştirme Grafiği 4,5 4,5 Yük (kn),5,5,5 4 Şekil Değiştirme ( - mm) D--5 Dozaj D--5 Dozaj D--5 Dozaj D--4 Dozaj D--4 Dozaj D--4 Dozaj Şekil 7. 5 ve 4 Dozajlı Çift Kat Tel ile Üretilen Panellerin İlk Çatlama Yükü-Şekil Değiştirme Grafiği Şekil 7 de görüldüğü gibi çelik tel ile üretilen paneller, nolu ve nolu tellere göre kırılmaya kadar daha fazla şekil değiştirme yapmıştır. Bu durum birbirlerine orantılı olarak dozaj artımında düşmüştür. Tel katman sayısının hem şekil değiştirme hem de eğilme dayanımı üzerinde belirgin etkileri görülmüştür. Tel katman sayısının artması panellere elastik davranış kazandırmaktadır. Genel olarak eğilme etkisine en çok dayanım gösteren paneller nolu çelik tel ile üretilen paneller olmuştur. nolu Kümes Teli (Altıgen tel örgü-tip ) nolu kümes teline göre daha çok eğilme yükü taşınmasını sağlamıştır. Sonuç ve Öneriler Ülkemizin geçirdiği en büyük depremlerden biri olan 999 Kocaeli depreminden sonra depreme karşı önlem alma bilinci artmış ve yapıları onarım ve güçlendirme işleri başlı başına bir sektör haline gelmiştir. Fakat bilinen yöntemler, uygulamada zor olmakla beraber özellikle konutlarda insanlara sıkıntı vermekte, en önemlisi yapılan çalışmanın ana fikrine zıt olarak ekonomik değillerdir. Bu çalışmada düşük maliyet ve uygulamada kolaylık hedef olarak düşünülerek; 95

ferrocement panellerle güçlendirme yöntemi kullanılan yöntemlere göre çok daha uygun olduğu görülmüştür. Panellerin üretiminde kullanılan tel ağ katmanlarının dayanımı önemli ölçüde iyileştirdiği gözlenmiştir. Yapılan testler sonucunda D- paneli eğilmede yaklaşık olarak 7 kn luk yük taşıma kapasitesi ile en iyi performansı göstermiştir. Bu panel daha çok sayıda çatlağa sahip olmasına rağmen çatlaklar arasındaki genişlik ve boşluklar diğer panellere göre daha azdır. Bu çalışmada panellerin ağırlıkları 5 dozaj için ortalama 8 kg, 4 dozaj için ise ortalama Kg dır. Piyasadan temin edilen çelik ağ tellerinin kalitesinin yeterince iyi olmaması istenilen verimi verememiştir. Uygulamada kullanılması halinde daha yüksek dayanımlı ve ürünün bütününde kalite testlerinden geçmiş çelik ağ tellerinin kullanılması daha iyi sonuçlar verecektir. Ayrıca üretilen panellerin boyutuna göre belli mesafelerde Φ 8~ arasında çelik donatı kullanılması ilk çatlak oluşum süresini geciktirecektir ve dayanım üzerinde olumlu etkisi olacaktır. Alınan ölçülere göre tasarlanan paneller, fabrikada prefabrik olarak üretilmeli ve montajın yapılacağı yere koşullara bağlı olarak vinçlerle taşınmalıdır. Üretimi yapılan panellerin birleşimi döküm bağlantı elemanlarıyla birleştirilerek açıkta kalan bölgelere epoksi yapılarak montaj tamamlanmalıdır.gerek görülmesi halinde kritik bölgelerde ferrocement tel örgü katman sayısı artırılmalı ve döküm bağlantı elemanları sayısı artırılmalıdır. Maliyet açısından diğer yöntemlere göre daha az maliyet gerektiren, uygulama açısından da diğer yöntemlerden daha kolay olan bu yöntemin farklı malzemeler ve daha değişik deney yöntemleri ile geliştirilmesi amacıyla çalışılma ve araştırmalar devam etmektedir. KAYNAKLAR. HAGO, A.W., AL-JABRI, K. S., ALNUAIMI, A.S., AL-MOQBALI, H., AL-KUBAISY, M. A., 4, Ultimate and Service Behavior of Ferrocement Roof Slab Panels, Department of Civil and Architectural Engineering, Sultan Qaboos University, P.O. Box, Al-Khodh, Sultanate of Oman.. TANKUT, T., ERSOY, U., ÖZCEBE, G., BARAN, M., 4, Betonarme Binaların Ön Üretimli Beton Panellerle Güçlendirilmesi, Türkiye Prefabrik Birliği,. Beton Prefabrikasyon Sempozyumu, İzmir.. TOPÇU, İ. B., 4, Ferrocement Teknolojisi Ders Notları, Osmangazi Üniv., Fen Bilimleri Enstitüsü, İnş. Müh. ABD., Eskişehir, ss. 45. 4. TOPÇU, İ. B.,, Deprem Bölgeleri için Hafif Betonla Ferrocement Çadır Yapımı Osmangazi Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, Sayı, ss. -. 5. TOPÇU, İ. B., 999, Isı Geçirgenlik Direnci Yüksek Perlitli Tuğla Üretimi, Osmangazi Üniversitesi Mühendislik- Mimarlık Fakültesi Dergisi, Cilt XII, Sayı, ss. 7 8. 6. ÖZDEMİR, N. ve KOCATAŞKIN, F., 984, Ferrocementin tanıtılması ve Türkiye de Uygulama Olanakları, İTÜ, İnşaat Fak., Malzeme Seminerleri, İstanbul, ss. -8. 7. MANSOUR, M. A., PARAMASIVAN, P., 985, Cracking Behavior and Ultimate Strength of Ferrocement in Flexure. In Proceedings of the Second International Symposium on Ferrocement, Bangkok, Thailand, pp. 47 59. 8. TOPÇU, İ. B., UĞURLU, A., 4, Tel Donatılı Örgülerle Güçlendirilmiş Ön Yapımlı Bir Beton Kompozit: Ferrobeton, Çimento ve Beton Dünyası Dergisi, Sayı: 5, ss. 4-4. 9. WANG, M. L., 985, The Building System of Ferrocement Light Panel Elements, Proceedings, Second International Symposium on Ferrocement, Bangkok, Tayland, January, pp. 457-468.. CHANG, W. F., NANNI, A., 985, Ferrocement Factory-Built Homes, Proceedings, Second International Symposium on Ferrocement, Bangkok, Tayland, January, pp.445-455.. National Academy of Sciences, 97, Ferrocement: Applications in Developing Countries, BOSTID, Washington D. C.. ROBLES-AUSTRIACO, L., PAMA, 984, R. P., Low Cost Construction Material-The Ferrocement Experience, Low Cost and Energy Saving Construction Materials, Rio de Janeiro, Brazil, Envo Publishing Company, Inc., pp. 4-.. HANAI, J. B., MARTINELLI, D. A. O., DEBS, M. K., 984, Ferrocement : An Old Material For Innovative Solutions, Low Cost And Energy Saving Construction Materials, Rio de Janeiro, Brazil, Envo Publishing Company, Inc., pp. -44. 4. PAUL, B.K., PAMA P.R., 984, Ferrocement, International Ferrocement Information Center, Asian Institute of Technology, BANGKOK, Thailand. 96