YILDIZ TEKNİK ÜNİVERSİTESİ İNŞAAT FAKÜLTESİ İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YAPILARDA SU YALITIMI YALITIM SİSTEMLERİ UYGULAMA YÖNTEMLERİ VE MALZEMELERİ Prof.Dr. Nabi YÜZER Yapı Malzemeleri Anabilim Dalı
Sudan etkilenmesi beklenen yapı elemanlarının korunumu için: 1. Öncelikle suyun drene edilerek yapıdan uzaklaştırılması, 2. Yapı elemanının üretiminde geçirimsiz ya da geçirimliliği çok düşük olan malzemelerin kullanılması amaçlanmalıdır. 3. Yapının sudan etkilendiği ve elemanın geçirimsizliğinin yeterli olmadığı durumda elemanda su yalıtımı uygulaması kaçınılmazdır.
1. Drenaj (1) Yapının yer alacağı zemin, geçirimli özellikte ise arazinin eğimine bağlı olarak eğimin çok az veya düz olduğu yerlerde temellerin zemin suyundan etkilenmeyeceği kabul edilebilir, drenaja gerek kalmaz. Böyle arazilerdeki yapılarda neme karşı önlem alınması yeterli olabilir. Eğimi Az veya Düz Geçirimli Zemin
1. Drenaj (2) Ancak zemin geçirimli olduğu halde arazi eğimli ve yapı, eğimli arazinin alt bölgelerinde yer alacak ise eğim nedeni ile birikecek suyun yapıdan uzaklaştırılması için drenaj yapılması gerekir. Eğimli Geçirimli Zemin
1. Drenaj (3) Yarı geçirimli ve geçirimsiz zeminlerde yağış rejimine bağlı olarak yeraltı su seviyesinin yükselmesi ve yapıyı tehdit etmesi beklendiğinden zemin suyu, temel alt kotundan drene edilmelidir. Arazinin durumuna göre düşük kotta toplanacak su pompa yardımı ile tahliye edilebilir, kuyuda veya sarnıçta toplanarak bahçe sulama suyu olarak kullanılabilir. Tüm bu işlemler tasarım aşamasında dikkate alınmalı, özellikle bitişik nizamlı yapılarda, yapıma başlanmadan önce drenaj işlemi tamamlanmalıdır. Yarı Geçirimli ve Geçirimsiz Zeminlerde Drenaj
2. Geçirimsiz ya da geçirimliliği çok düşük malzemelerin kullanılması (1) Örneğin betonarme betonunda porozitesi düşük, su emmesi düşük, kılcal geçirimliliği ve permeablitesi düşük beton üretilmelidir. %p %a s K (cm 2 /san) k p (cm/san)
2. Geçirimsiz ya da geçirimliliği çok düşük malzemelerin kullanılması (2) a) Betona Puzolan Malzeme Katılması Uçucu kül veya puzolanik aktivitesi ve özgül yüzeyi çok yüksek silis dumanı gibi puzolan malzemeler, boşlukları tıkayarak, yüksek performanslı beton üretimine katkı sağlarlar. Portland Çimentosu 3000 cm 2 /g Uçucu Kül 2000-4000 cm 2 /g Silis Dumanı 200000 cm 2 /g Yüksek Performanslı Beton: Agrega+Çimento+Silis Dumanı+Su+Süper Akışkanlaştırıcı Basınç dayanımı porozite dürabilite
2. Geçirimsiz ya da geçirimliliği çok düşük malzemelerin kullanılması (3) b) Polimer Betonu Üretilmesi b1. Agrega + Çimento + Polimer + Su b2. Sonradan Polimer Emdirilmesi
2. Geçirimsiz ya da geçirimliliği çok düşük malzemelerin kullanılması (4) c) Kapalı boşluk oluşturulması Taşıyıcı olmayan elemanlarda hava sürükleyici kimyasal katkı kullanılarak betonda dışa kapalı boşluk oluşturulabilir.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (1) Sonradan yapılacak yalıtım uygulamalarında seçenekler sınırlı, yalıtımın gerçekleştirilmesi zor, maliyeti yüksek, başarı oranı düşüktür. Bu nedenle yalıtımın türüne ve malzemelerine tasarım aşamasında karar verilmelidir. Su yalıtımı tabakaları, yalıtılacak elemanlara a) Sürülerek b) Serilerek uygulanır
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (2) a) Sürülerek (Rijit tabaka: f E e ) Sürülerek uygulanan sistemlerde su geçirimsizliğini sağlayacak olan tabaka, daha önceden temizlenip hazırlanmış yüzeye malzemelerin cinsine göre mala, fırça veya rulo ile uygulanır. Bitüm, sentetik reçineler, bazı plastikler ile bunların kompozitleri, geçirimsiz şap, mastik asfalt, bitümlü harçlar, bitümlü dolgular ve epoksi harçları geçirimsizliğin sağlanması amacı ile kullanılan malzemelerdir.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (3) a) Sürülerek (Rijit tabaka: f E e ) 1. Mala ile uygulananlar (plastik kıvamda) Hamur : Bağlayıcı+Su+Akışkanlaştırıcı Harç : Bağlayıcı+Su+Akışkanlaştırıcı+İnce Malzeme (Epoksi Harçları) Bitüm, sentetik reçineler, bazı plastiklerin kompozitleri 2. Fırça veya Rulo ile sürülenler (sıvı halde) Polimer esaslı, çift komponentli malzemeler (Karışımın sıvı olan bileşeni uçar, diğer bileşen katılaşarak yüzeyde kalırı) Sıvı bitüm, sentetik reçineler, bazı plastikler, asfalt, vd. Bitüm emülsiyonları: Bitüm+sıvı+tensioaktif madde (astar olarak kullanılır)
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (4) 1. Doğal Polimerler Hidrokarbonlu bağlayıcılar asırlardan beri bilinen ve kullanılan büyük moleküllü termoplastik malzemelerdir. 1. Asfalt ve 2. Katran olmak üzere iki sınıfa ayrılırlar. Asfalt: doğada bulunduğu hali ile kullanılabilen veya ham petrolün distilasyonu ile elde edilen, az miktarda uçucu madde ve mineral madde içeren büyük kısmı karbon sülfürde çözünen büyük moleküllü hidrokarbon bileşikleridir. Bitüm: Hidrokarbonlu bağlayıcıların karbon sülfürde çözünen kısmına bitüm denir. Katran: Odun ve kömür gibi maddelerin oksijensiz bir ortamda ısıtılarak distilasyona tabi tutulması ile elde edilir. Su yalıtımı uygulamalarında asfalt ve katrandan başka bitüm emülsiyonları, okside asfaltlar, ve plastik esaslı yalıtım malzemeleri de kullanılır.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (5) 1. Doğal Polimerler (devamı) Termoplastik polimerler, normal sıcaklıkta katı veya yarı katı halde bulunurlar. Sıcaklığın artması ile yumuşar, hatta akıcı kıvama gelirler. Bu nedenle yüzeye tek başına ancak 1-2 mm kalınlıkta uygulanabilirler. Su geçirimsizliği kalınlık ile doğru orantılıdır. Kalınlığı arttırmak için termoplastik polimerin taşıyıcı bir armatüre emdirilmesi gerekir, yalıtım örtüleri bu zorunluluktan ortaya çıkmıştır. Bitümlü yalıtım örtülerinin uygulanmasında, yalıtım örtüsü serilmeden önce yüzeyin cinsine uygun bir astar sürülmeli. Yapıştırıcı olarak yalıtım örtüsünün üretiminde kullanılan bazda bir termoplastik polimer tercih edilmeli ya da amaca göre modifiye edilmiş bir malzeme kullanılmalıdır.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (6) 2. Sentetik Polimerler Plastik olarak adlandırılan ve büyük moleküllerden oluşan sentetik polimerler, esas olarak karbon ve hidrojen atomlarından oluşurlar. Bileşimlerine N, Cl ve S gibi elementler de girebilir. Hafif olmaları, korozyona ve asitlere karşı dayanıklı olmaları, istenilen şeklin kolaylıkla verilebilmesi gibi olumlu özelliklerinin yanında, çoğunlukla yumuşama noktalarının ve mekanik dayanımlarının düşük olması, radyasyondan etkilenmeleri gibi olumsuz özellikleri de vardır. Su yalıtımında polyester, epoksi, poliüretan gibi plastik esaslı sentetik polimer malzemeler kullanılır.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (7) b) Serilerek (Fleksible: f E e ) Serilerek uygulanan sistemlerde, yalıtım örtüleri tek katlı veya çok katlı olarak uygulanır. Bu uygulamada, bitümlü yalıtım örtüleri, plastik kökenli örtüler, bitümle kombine edilmiş metal folyolu örtüler kullanılır. Örtülerin uygulanmasından önce tabaka toz ve atıklardan temizlenmeli, özellikle bitümlü örtülerin uygulanmasında alt yüzeye örtünün üretiminde kullanılmış olan bitüme uygun emülsiyon malzeme sürülmeli, yüzey uygulamaya hazırlanmalıdır.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (8) b) Serilerek (Fleksible: f E e ) Serilenler (Örtü) Tek Katlı Uygulama (Single-Layer) Çok Katlı Uygulama (Multi-Layer) Altlık + Örtü (plastik esaslı) Örtü : Armatür+Doyurucu Tabaka+Kaplama Tabakası+Koruyucu Tabaka
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (9) Örtü : Armatür + Doyurucu Tabaka + Kaplama Tabakası + Koruyucu Tabaka Armatür: Geçirimsizliği sağlayan, bitümlü malzemelerin taşıyıcısıdır. 1. Organik Kökenli -Hayvansal (kıl, keçe, yün dokuma) -Bitkisel (pamuklu, keten veya kenevir dokuma, ahşap lifi, kağıt hamuru 2. İnorganik -Cam dokuma, cam yünü, yivli metal folyolar 3. Karma -Organik veya inorganik malzemeler birlikte kullanılabilirler
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (10) Örtü : Armatür + Doyurucu Tabaka + Kaplama Tabakası + Koruyucu Tabaka Armatürün Uygunluğu 1. Bitüm emdirilecek boşlukların boyutu ve boşluk dağılımı 2. Birim alana düşen lif veya atkı sayısı 3. Armatürün kalınlığı (d, mm). 4. Ağırlığı (g/m 2 ) 5. Mekanik özelliği: Kırma yükü, P k ve kopma uzama oranı (Δl k )
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (11) Örtü : Armatür + Doyurucu Tabaka + Kaplama Tabakası + Koruyucu Tabaka Doyurma İşlemi Armatürdeki boşlukların, bitüm ve sentetik polimerler ile doldurulması işlemidir.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (12) Örtü : Armatür + Doyurucu Tabaka + Kaplama Tabakası + Koruyucu Tabaka Kaplama Bitümlü yalıtım örtüsü üretiminde armatür, kullanım amacına uygun bitümle doyurulduktan sonra, aynı bazlı bitümle kaplanır.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (13) Örtü : Armatür + Doyurucu Tabaka + Kaplama Tabakası + Koruyucu Tabaka Koruyucu Tabaka Armatür üzerindeki bitümün dış etkilere karşı korunması amacı ile üretim sırasında filler veya ince mıcır gibi daneli malzeme ile üzeri örtülür. Bu tek yüzeye (üst tabakaya) uygulanır.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (14) YALITIM TABAKASININ UYGULANMASI 1. Uygulanacak Yüzeylerin Hazırlanması (Temizleme ve yivlendirme) 2. Yalıtım örtüsü serilmeden önce yüzeye, yalıtım tabakasının bazında astar sürülmelidir.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (15) YALITIM TABAKASININ SERİLME PRENSİPLERİ Örtüler tek katlı veya çok katlı olarak uygulanır. Örtüler alt tabakaya 1. Tam yapıştırma 2. Bant yapıştırma 3. Noktasal yapıştırma (yaygın) yöntemlerden biri kullanılarak, doyurucu malzemenin bazındaki malzeme ile yapıştırılır.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (16) YALITIM TABAKASININ SERİLME PRENSİPLERİ Bindirme yerlerinin 10 cm olması gerekir.
3. Yalıtım Tabakası İle Geçirimsiz Hale Getirilmesi (17) YALITIM TABAKASININ SERİLME PRENSİPLERİ Çok katlı uygulamada, ek yerlerinin üst üste gelmemesi için Şaşırtma uygulanır.