KOMPOZĠTLER

Kompozit malzeme kavramı, bir malzemenin yetersiz yönlerini geliştirmek ya da istenilen belirli performanslarda malzeme üretmek üzere başka birtakım malzemelerle fiziksel olarak karıştırarak ya da bir araya getirerek elde edilen yüksek performanslı malzemeler için kullanılır. Malzemelerin birleşmesi fiziksel bir birleşimdir, malzemeler birbiri içinde çözülmezler.

Kompozit malzemeler insan yapısı oluşu, en az iki malzemenin bileşim veya karışımından oluşması, bu karışımın üç boyutlu oluşu, kompozit malzemeyi oluşturan malzemede onu oluşturan bileşenlerde bulunan özelliklerin bulunmaması

gibi özellikleri ile diğer malzemelerden ayrılabilirler [51]. Cam elyaflı polyster levhalar, çelik donatılı beton elemanlar bunlara örnektir.

Kompozit malzemeler, matris denilen sürekli faz ile dağınık faz denilen iki ana fazdan oluşur. Dağınık faz, matris içerisinde dağınık halde bulunurken, matris bağlayıcı görev yapar. Matrisin başlıca görevleri, kuvvetleri liflere iletmek, lifleri ortamın etkisinden korumak ve kompozitin tokluğunu artırmaktır [52].

Kompozitlerde lifler kuvvet yönüne paralel veya dik yönde veya rasgele dağılmış durumda bulunurlar. Lifler yönlenmiş durumda iken kompozit büyük ölçüde anizotrop olur, lifler rastgele dağılmış ise düzlemsel boyutta izotrop olur [9].

Kompozitlerin özelliklerinde, matris ile dağınık fazın viskoziteleri, elastiklik modülleri, parça büyüklükleri ve şekilleri, lif çapı, lif boyu, kompozitin lif hacim oranı, lif yönelimi vb. birçok parametre önemli rol oynar [11, 52].

Kompozit Malzemelerde Aranan Özellikler:

1-Mekanik performansı artırmak (mekanik performansı artırmak için katılan maddelerin belli bir oranı aşmaması ve ekonomik olması gerekmektedir)

2-Güvenliğin iyileştirilmesi

3-Kimyasal etkilere karşı dayanıklılığın artırılması

4-Maliyet fiyatının azaltılması (amaç daha az malzeme ve emekle aynı işi yapabilmektir) [51]

Kompozit Malzemelerin Sınıflandırılması ve Genel Özellikleri: 1-Bağlayıcı madde aglomereleri

2-Liflerle donatılı kompozitler 3-Lamine kompozitler

4-Sandviç kompozitler [51]

Kompozit malzemelerin sahip olduğu özellikler farklı malzeme türlerine göre değiştiğinden burada özelliklerinden sadece genel olarak bahsedilecektir.

Yapıların özellikle yatay ve az eğimli yapı elemanlarında (döşeme ve çatı) kullanılan kompozit malzemelerin yeterli basınç mukavemetine sahip olması gereklidir. Basınç mukavemetinin yetersiz olduğu durumlarda malzemeyi takviye ederek yayılı ve noktasal yüklere karşı önlem alınmalıdır.

Özellikle genleşmeye karşı ve eğilmeden oluşan çekme gerilmelerinin karşılanabilmesi için kompozit malzemelerin yeterli çekme mukavemetine sahip olması gerekmektedir.

Kompozit malzemelerin çekme mukavemeti liflerin kopması ile sona erer. En uygun

kompozit yapısında lifler kuvvet doğrultusuna paraleldir [9]. Kompozit malzemelerin yüksek ısı tutuculuk özelliklerinin olması istenir. Genelde

yalıtım malzemesi olarak kullanımının yaygın olması nedeni ile ısı iletkenlik katsayılarının düşük olması önem taşımaktadır. Isı tutuculuk seviyesi, kompozit malzemelerin kullanılacağı yerin koşulları ile belirlenir.

Kompozitler anizotrop olduğundan ısıl genleşmeleri doğrultulara bağlıdır [9]. Kompozit malzemelerin değişik dış etkenlere karşı şişme ve büzülme gibi

deformasyonlar yapmaması beklenir. Boyutsal yönden kararlı bir malzeme olması, değişik malzemelerin karışmasından oluşması açısından önemlidir.

Kompozit malzemeler kendilerinden beklenen performansları yerine getirebilmeleri için ıslanmamalı ve nem almamalıdır. Aksi takdirde gözenekleri su ile dolar ve fonksiyonunu yerine getiremez duruma gelebilir. Bazı zamanlarda kompozit malzemeler bir buhar kesici ile beraber kullanılabilir.

Kompozit malzemelerin su buharını bazı koşullarda hiç geçirmemesi istenir. Bu durum mekanın özelliğine ve yapı elemanının konstrüksiyon tipine bağlıdır. Normal olarak, tüm yapı malzemelerinin binanın nefes alması için, su buharını biraz geçirmesi tercih edilmektedir. Fakat gereğinden fazla su buharı geçirmesi ise kullanıldığı eleman üzerinde yoğuşmaya neden olup çürümeye yol açmaktadır. O yüzden kompozit malzemelerin buhar difüzyon direnci kullanılacak mekan ve koşullara göre oluşmaktadır.

Kompozit malzemeler tüm yapı malzemeleri gibi kimyasal etkiler altında kalmaya maruzdur. Kullanım yerine göre kompozit malzemelerin belirli kimyasal etkilere karşı dayanıklı olması olması istenir. Günümüzde bazı asit ve kimyasal etkilere dayanımı olan kompozit malzemeler üretilmektedir.

Kompozit malzemelerin, türüne ve bileşenlerine bağlı olarak çeşitli hayvan, böcek gibi parazitleri bünyesinde barındırmaması ve özelliklerini zamanla kaybetmemesi

Genelde yanmazlık ideal bir durum olsa bile, kompozit malzemelerin kullanıldığı yerin gerektirdiği alt ve üst limitlere uygun olmak koşulu ile kullanılabilmesi mümkündür. Sıcaklığın 1500 ˚C üstünde olduğu zaman yanmayan ya da bozulmayan bir yapı malzemesi yoktur. Fakat belirli bir dereceye kadar yanmayan malzemeler vardır (750 ˚C). Tüm malzemelerin sonuç olarak yanabilme özelliğinin bulunması nedeniyle malzeme seçiminde zararlı gaz çıkarmayanları tercih etmek gerekir. Birçok kompozit malzeme hafifliği, pürüzsüzlükleri, dokuları dolayısıyla mekanik etkilere maruz kalabilecekleri şekilde kullanılabilirler. Bu yüzden başka bir malzeme ile korunmaları gerektiğinden, sıva tutuculuk özelliğinin olması istenir [52].

3.11 Bölüm Sonucu

Malzemeler kullanım yerine, iç yapı oluşumuna ve bünye esasına göre sınıflandırılabilir. Bu bölümde malzemeler, daha önce yapılmış sınıflandırma örneklerinden de yararlanılarak bünye esasına göre 10 çeşit malzeme sınıfına ayrılmıştır: doğal taşlar, bağlayıcılar, suni taş yapı malzemeleri, pişmiş toprak yapı malzemeleri, cam, metaller, ahşap, plastikler, bitüm esaslı malzemeler ve kompozitler.

Bu malzeme sınıflarının özellikleri, mikro ölçekte ürün bazına inmeden incelenmiştir. Çünkü malzeme seçimi yapılırken doğru yerde doğru malzeme kullanımı ve farklı malzemelerin birbirleriyle uyumunun sağlanması için farklı malzeme türlerinin sahip olduğu bünye özellikleri bilinmelidir.

4. BÖLÜM

MALZEMELERĠN ISI VE SU ĠLE ĠLGĠLĠ ÖZELLĠKLERĠNDEN