Günlük Hayatta Kullanılan Polimerler - TeknolojiShow - Forum
TeknolojiShow - ForumDökümanlarDiğerGünlük Hayatta Kullanılan Polimerler(1 inceleyen) (1) Ziyaretçi
Sayfa: 1 BAŞLIK: Günlük Hayatta Kullanılan Polimerler
#667 Patron Yönetici Gönderiler: 535
Günlük Hayatta Kullanılan Polimerler 2 Yıl, 11 Ay önce
Günlük Hayatta Kullanılan Polimerler
YAPI MALZEMESİ OLARAK POLİMERLER İnşaat ve yapı mühendisliğinde şu anda yaygın olarak kullanılan malzemelerin genel özelliklerine bakınca diğer mühendislik dallarından oldukça farklı olduğu göze çarpıyor. Başlıca şu özellikler dikkat çekiyor: 1) Düşük fiyat: Örneğin betonun kg fiyatı 0.1 USD, buna karşılık kontakt lenslerin kg fiyatı 100bin USD dır. 2) Çok büyük hacimlerde tüketim: Dünyada altyapı işlerinde senede 6 milyar ton beton ile yarım milyar ton çelik kullanılmaktadır. 3) Dayanıklılık ve uzun ömür talebi: Örneğin köprüler çoğunlukla 75 senelik bir servis ömrü için tasarlanmaktadır, buna karşılık arabalar 10-20 sene için tasarlanıyor. 4) Kamu güvenliği: Altyapı hata kabul etmiyor, depremler bunlara bir örnek olarak verilebilir. 5) Relatif basit ve az hassas prosesler: Kullanılacak malzeme, inşaatın olduğu mekanda proses edilecekse, bu proses oldukça düşük hassasiyette ve kolay
yapılabilir olması gerekiyor. Sonuçta ileri yapı malzemeleri tasarlarken bu noktaların da göz önünde tutulması gerekiyor. Yapı malzemelerinin gelişim süreci ve polimerlere doğru kayma nasıl gerçekleşti? Antik çağlarda taş ve odun başlıca yapı malzemeleriydi. Zamanla kili kullanarak briket, tuğla ve kiremit yapmayı öğrenince taş ve briket esas yapı malzemeleri olarak yerlerini aldılar. Kırılgan malzemeler olan taş ve briket MÖ 3000 yıllarında Mısırda piramitlerin yapılmasından İngiltere’de 1. Endüstri Devrimine yani 18. yy sonu-19. yy başına kadar uygar bölgelerde belirleyici yapı malzemeleriydi. Bunlar duvar ve kolonlar için uygun yapı malzemeleri olmasına karşın eğilmeye karşı düşük kopma kuvvetleri nedeniyle yatay elemanların yapımında problemlere yol açıyordu.
18. yy sonunda ortaya çıkan çelik ve çimento, çekmeye ve sıkıştırmaya karşı yüksek kuvvetleri ile yeni bir çığır açtılar. Çelik kullanımı çok hızlı bir gelişme gösterdi. Örneğin, İngiltere’de 1779 yılında yapılan 30.5 m span ile Ironbridge, İstanbul’da 1988 yılında yapılan
1090 m span ile 2. Boğaziçi Köprüsü, ve Japonya’da rekor span 1990 m ile 1998 yılında tamamlanan Akashi Kaikyo Köprüsü çelik köprülere örnek olarak verilebilir. Bu büyük ilerlemeye karşın çelik kablolarla yapılan köprülerin sınırlarına ulaştığı görülüyor. Mesina boğazı köprüsü için yapılan bir çalışma, 1.5 m çapında 2 çift 3000 m lik taşıma kablosunun hemen hemen sadece kendi ağırlığını taşıyacağını gösteriyor. Bu durum 21. yy mühendislerine bir meydan okuma anlamına geliyor: Yüksek dayanıklı çelik kablolar hangi hafif malzeme ile değiştirilmeli ki çok daha hafif olsunlar ama çelik kablolar gibi kuvvetli olsunlar? Uzay mühendisliği konusunda ulaşılan bilgilerin inşaat mühendisliğine aktarılması bu konuda çözüm üretti. Karbon elyaf ile takviye edilmiş polimerik malzemelere (carbon fiber reinforced polymer, CFRP) geleceğin klasik malzemeleri olarak bakabiliriz. Uzay, havacılık, ve sporda şimdiye kadar kullanılan CFRP yapı mühendisliğinde kullanılmaya başlandı. CFRP poliester reçine içinde gömülmüş 5-10 mikrometre çapında çok ince karbon elyaflardan oluşuyor. CFRP ler çelikten 5.2 defa daha hafif. Şu an için inşaat mühendisliğinde yaygın kullanmını engelleyen ana neden yüksek fiyatı (25 İsviçre Frankı / kg). Ancak bugüne kadarki hızlı gelişmelere bakarsak CF uygulamaları per yakında daha ekonomik olacak.