Yapı uygulamalarında kullanılan polimerler -2-
- JACOM_CONTENT_CREATED_DATE_ON
- JACOM_CONTENT_WRITTEN_BY
Özet
Polimerler; hafiflik, dayanıklılık ve istenilen formda şekillendirilebilme gibi özelliklerinden dolayı yapı ve inşaat sektöründe yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada, çatı uygulamalarında, dış cephe ve cam kaplamalarda ana ve yardımcı bileşen olarak kullanılan polimerler ve polimerik ürünler incelenmiştir.
1.Giriş
Polimerlerin en yaygın olarak kullanıldığı alanlarından birisi yapı uygulamalarıdır. Bu alanda termoplastikler, termosetler, elastomerler ve bunların karışımları yaygın bir şekilde günlük hayatta karşımıza çıkmaktadır. İyi darbe dayanımı, yüksek tokluk, korozyana karşı dayanım, hafiflik, su geçirmezlik, sızdırmazlık, adhezyon gibi birçok özelliklerinden dolayı polimerler hem çatı uygulamalarında hem de dış cephe ve cam kaplamalarda gerek ana gerekse yardımcı bileşenler olarak kullanılmaktadır.
2.Çatı uygulamalarında kullanılan polimerler
Çatı, binanın duvar ve kolonları üzerinde oturan binanın en üst kısmıdır. Çatının temel fonksiyonu binanın kar, yağmur, güneş gibi iklimsel değişimlere karşı korunmasını ve izole edilmesini sağlamaktır. Çatı bileşenlerine bakıldığı zaman taşıyıcı kolonlar, sızdırmaz membranlar, tuğlalar, saçlar, ondülinler, shingellar karşımıza çıkmaktadır. Polimerler çatı uygulamalarında 1950’li yılların sonlarına doğru Japonya ve Avrupa’da sıcak uygulama ve zift membranı olarak kullanılmaya başlamıştır, Amerika Birleşik Devletleri ise 1960 yıllarının ortalarında bu uygulamayla tanışmıştır. 1960’lı yıllarda İtalya ataktikpolipropilen kullanarak zifti geliştirmiştir. Bu sistem polipropilen (PP) ya da stirenbütadienstiren (S-B-S) blok kopolimerini cam elyaf ya da polietilen teraftalat (PET) ile güçlendirilmiştir. Ataktik PP (APP) (Şekil 1) katkılı modifiye bitümden üretilen polimerik tip su yalıtım membranlarında; APP membranlara katkı olarak kullanılması sonucunda çekme, kopma ve yırtılma dayanımları arttırılmaktadır [1-6].
Şekil 1: APP içeren membran sistemi kullanılarak kaplanmış zemin kaplama örneği [7]
Çatı sistemlerinin bir amacı da çatının su sızdırmasını önlemektir. Polimerik yapı içeren tabakalı veya sıvı sistemler ilk olarak Japonya ve Avrupa'da çatı membranları içinde kullanılmaya başlanılmıştır. 1950'lerin sonlarında, bu sistemlerin yerini konvansiyonel sıcak uygulanan bitümlü membran almıştır. Tek katlı membranlar sadece 1960'lı yılların ortalarında ABD'de kullanılmıştır. Batı Almanya’da 1957 yılında poliizobütilen (PIB) membran geliştirilmiştir. Bu gelişmelerin devamında 1959 yılında tek katlı PVC üretilmiş döşemelerde ve trafik ışıklarında kullanılmaya başlanmıştır [1-6].
Şekil 2: SBS içeren membran sistemi uygulanmış bir çatı örneği [8]
Polimer modifiyebitümen (Modbit) ataktik PP kullanılarak 1960 civarında İtalya'da geliştirilmiştir. ABD'de bu tür kompozit sistemlerinin kullanımı 1970'lerin sırasında başlanmıştır. Bu sistemlerde PP veya SBS blok kopolimer bazlı sistemlerde, takviye (dokunmamış) cam elyafı veya PET ile birlikte kullanmışlardır. Günümüzde ise çok katmanlı çatı sistemleri yaygın olarak kullanılmaktadır. Çatı için kullanılan en yaygın iki klorlu hidrokarbon termoplastik PVC ve CPE vardır. CPE, termoplastik elastomerdir ve kauçuk benzeri elastikiyete sahiptir (PVC-P gibi). Kurulumu kolaydır ve hava koşullarına karşı dayanımı yüksektir. CPE ilk bugünkü çatı membranları çoğunluğu sertleşmemiş bileşim içinde sunulan ve PES elyafları ile takviye edilmiştir [1-6].
Onduline olarak bilinen sistemler oluklu yapıları sayesinde kar ve yağmurun binadan uzaklaşmasını sağlamaktadır. Geleneksel saç sistemlerinin yerine kullanılmaktadır. Bu sistemler temelde organik veya farkı inorganik lif karışımlarından elde edilen plakaların bitümen gibi polimerik bir malzeme ile emdirilip renklendirilmesiyle elde edilmektedir. Bu sayede su geçirmez, UV dayanımı yüksek olan bir ürün elde edilmiş olmaktadır. Bu sistemlerin özel kimyasallarla kaplanması sonucu yanma dayanımı artırılmış, antimikrobiyal olmaları da sağlanmaktadır [9].
Şekil 3: Onduline çatı sistemleri [9]
Bir diğer polimer esaslı ürün de shinglelardır. Bu ürünler geleneksel tuğlaların yerine kullanılmaktadır. Taşıyıcı su geçirmez bir membranın (PE, PP, PVC) üzeri asfalt ile kaplanmaktadır istenilen durumlarda cam lifi ile de takviyelendirme yapılabilmektedir. Sonrasında granül olarak adlandırılan küçük taşların yüzeye yapışması sağlanmaktadır. Bunun ardından soğutma işlemi gerçekleşmekte ve ürünün çatıya yapışabilmesi için arka tarafı yapıştırıcı ile kaplanmakta ve onun da üzeri kâğıtla kaplanmaktadır. Bu kâğıt etiketlerde olduğu gibi yapıştırma işlemi öncesinde çıkartılmaktadır. Bu aşamadan sonra kesim aşamasına geçilmektedir. İstenilen boyut ve şekilde kesilen ürünler klasik tuğladan hem daha hafif hem de daha uygun fiyata üretilmektedir. Şekil 4’de farklı shingle türleri görülmektedir [10].
Şekil 4: Shingle çatı sistemleri [10]
3.Dış cephe kaplamalarında kullanılan polimerler
Dış cephe kaplamaları, yapının yağmur, kar, güneş gibi etkilerden korumak, hava koşullarına karşı dayanıklılığını artırmak, yalıtım sağlamak ve yapıya estetik görünüm kazandırmak amacıyla yapılan uygulamalardır. Bu kaplamalar duvara monte edilmek suretiyle yapıya monte edilmektedir. Şekil 5’de görüldüğü gibi, farklı konstrüksiyonlarda üretilebilen dış cephe kaplamaları gerektiği durumlarda farklı izolasyon malzemeleri ile kombine bir şekilde monte edilebilmektedir.
Şekil 5: Farklı şekillerde üretilen dış cephe kaplamaları [11]
Şekil 6: İzolasyon malzemesi ile kombine edilmiş ve geleneksel dış cephe kaplaması [12]
Bir sert PVC dış cephe kaplaması 1957 yılında üretilmiş ve Dünya’da ilk kez Columbus, Ohio'da uygulanmıştır. 1963 yılında, ABD’de ve Kanda bulunan üç şirket ticari sağlam vinil dış cephe kaplaması neredeyse aynı zaman üretilmeye başlanmıştır. Renk direnci ve darbe dayanımı güçlü olan vinil dış cephe kaplamaları 1970'lerin sonlarında vinil dış cephe kaplaması inşat sektöründe hızla büyümeye başlamıştır. 1982’lerin ortalarında en büyük tarafından alüminyum dış cephe kaplaması üreticileri de vinil dış cephe kapamasını üretmiştir [1-3].
4.Cam kaplamalarda kullanılan polimerler
Yapıların dış kısmının veya çatının, havalandırma boşluklarının cam ile kaplanması hem binaların aydınlatılması hem de estetik kaygılar dolayısıyla başlamış bir ekoldür. Bilindiği gibi camın yoğunluğu polimerlere göre daha yüksektir, bu yüzden daha ağır bir malzemedir. Ayrıca darbe dayanımı da polimerlere kıyasla düşüktür, kolayca kırılabilir. İstenilen optik ve mekanik özelliklere sahip olan polimerlerin piyasaya sürülmesi ile polimerler bu uygulama alanı içinde önemli bir alternatif malzemelerdendir. Çatı pencereleri 1950'lerde geliştirilmiş ve akrilik polimerden levha yapılarak kullanılmaya başlanmıştır (Şekil 7,8). Düz cam gibi şeffaf polimerik uygulamalar büyük mimari uygulamalarda kullanılmaktadır. Akriliklerin ve polikarbonatın (PC) mimaride kullanımları 1960’lı yıllarda başlanmıştır [1-3].
Şekil 7: a) Akrilik cam kaplama örneği [13] b) Akrilik cam kaplama uygulanmış bir yapı [14]
Şekil 8: a) Polikarbonat oluklu cam örneği [15] b) Polikarbonat cam giydirme uygulaması yapılmış bir yapı örneği [16]
5.Sonuç
Polimerler avantaj sağlayan özellikleri sayesinde yapı uygulamalarında yaygın bir şekilde tercih edilmektedir. Özellikle çatı sistemlerinde su geçirmez bariyer özellikleri sayesinde yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Dış cephe kaplamalarında dayanıklı ve uzun ömürlü olmaları sayesinde ön plana çıkmaktadırlar. Cam kaplamalarda ise hem şeffaflık hem de hafiflik ve yüksek dayanımları sayesinde her geçen gün kullanımları artmaktadır.
Literatür
1) G. Akovali Polymers in Construction 2005
2) Composites in Construction: A Reality, Eds., E. Cosenza, G. Manfredi and A.Nanni, 2001, ASCE Publications, Reston, VA, USA.
3) R.B. Seymour in Pioneers in Polymer Science, Ed., R.B. Seymour, Kluwer Academic Publishers, Dodrecht, TheNetherlands, 1989, 81.
4) H-G. Elias, An Introduction to Plastics, VCH, Vienna, Germany, 1993.
5) R.B. Seymour in Applications of Polymers, Eds., R.B. Seymour and H.F. Mark, Plenum Press, New York, NY, USA, 1988, 125.
6) C.A. Russell in Chemistry, Society and Environment: A New History of the British Chemical Industry, Ed., C.A. Russell, Royal Society of Chemistry, 2000, Cambridge, UK, 245.
7) http://www.raf.com.tr/urun/su-yalitiminda-ilk-tercih--focus-membran/288
8) http://www.caticozum.com
9) https://tr.onduline.com/sites/onduline_tr/files/onduline_hr_brochure_012019.pdf
10) http://www.ozkubatyapi.com
11) http://highendpros.com/siding.html
12)http://www.builderonline.com/products/exteriors/this-vs-that-hollow-vinyl-or-insulated-vinyl_o
13) http://www.paterns.co.uk/sheet-materials/plastic/glodex-acrylic-glazing-sheets-2mm-x-1830mm-x-1220mm-glazing-sheet/prod_595.html
14) http://www.hydrosight.com/applications-for-acryl
15) http://www.greenhousemegastore.com/product/solexx-xp-pre-cut/greenhouse-polycarbonate-sheets
16) http://www.extechinc.com/polycarbonate-products/translucent-canopi
Mesut KANDEMİR, Hakan TOPER, Hatice Aylin KARAHAN TOPRAKÇI
Yalova Üniversitesi Polimer Mühendisliği Bölümü
