Page 96 - MİMAR ve MÜHENDİSİN İNŞAAT EL KİTABI BORDO KİTAP - DATA YAYINLARI

CEE: BORDO KİTAP 1035
patent karbon liflerinin varlığını gösteren ilk belgedir. O
90
zamanlar karbon elde etmek için pamuk, bambu ya da
yapay ipek lifleri kapalı bir fırında kömürleşinceye
kadar yakılıyordu. Ama bu yöntemle elde edilen liflerin
mekanik özellikleri yetersizdi.

2. Karbon Fiber Elyafın Ana Maddesi
3
Karbon, yoğunluğu 2.268 gr/cm olan kristal yapıda
KARBON ELYAFLAR bir malzemedir. Karbon elyaflar cam elyaflardan daha
sonra gelişen ve çok yaygın olarak kullanılan bir elyaf
grubudur. Hem karbon hem de grafit elyaflar aynı
esaslı malzemeden üretilirler. Bu malzemeler ham
DATA YAYINLARI
madde olarak bilinirler.
Karbon elyafların üretiminde üç adet ham madde
mevcuttur. Bunlardan ilki rayondur (suni ipek). Bu ham
madde inert bir atmosferde 1000-3000°C civarına
ısıtılır ve aynı zamanda çekme kuvveti uygulanır. Bu
işlem mukavemet ve tokluk sağlar. Ancak yüksek
maliyet nedeniyle rayon elyaflar uygun değildirler.
Elyaf imalatında genellikle rayonun yerine
poliakrilonitril (PAN) kullanılır. PAN bazlı elyaflar 2413
ila 3102 MPa değerinde çekme mukavemetine
sahiptirler ve maliyetleri düşüktür. Petrolün rafinesi ile
elde edilen zift bazlı elyaflar ise 2069 MPa değerinde
çekme mukavemetine sahiptirler. Mekanik özellikleri
PAN bazlı elyaflar kadar iyi değildir ancak maliyetleri
düşüktür.

3. Karbon Fiber Üretimi
Karbon fiber %90’dan fazla karbondan oluşur.
Karbon fiber veya karbon elyaf, Arapça dilinden Karbon fiber üretimi çoğunlukla iki malzemeden elde
gelme olan, teknoloji ürünü olan ipliksi türü bir edilir. Bunlar;
maddedir. Ana bileşimleri Karbonlaşmış akrilik elyaf • Zift ve
(Orlon), katran ve naylondur. Karbon elyaf (ya da • PAN (Poliakrilonitril)’dır.
karbon fiber) ileri teknoloji ürünü, ipliksi bir tür plastik Zift tabanlı karbon elyaflar göreceli olarak daha
madde olup Akrilik elyafın belli proseslerden düşük mekanik özelliklere sahiptir. Buna bağlı olarak
geçirilmesiyle elde edilir. yapısal uygulamalarda nadiren kullanılır.
Sarıbıyık, Çağlar ve Elmas’ın (2013) yaptıkları Poliakrilonitril (PAN) polimerlerinden hem yaş
deneysel çalışmada ortalama 20 MPa dayanıma sahip çekim ve hem de kuru çekim yöntemleriyle lif
silindirik beton numuneler tek doğrultulu karbon ve üretilebilmek mümkün olmakla birlikte, üretimin
cam kumaş ile sarılmıştır. Söz konusu malzemelerin yaklaşık %85’i yaş çekim yöntemiyle, kalanı ise kuru
tekdüze ve tekrarlı yüklemeler altında test edilmesiyle, çekim yöntemiyle gerçekleştirilmektedir. ¨Yaş çekimle
betonun basınç dayanımına ve sünekliğine etkileri elde edilen liflerin enine kesitleri yuvarlak veya böbrek
araştırılmıştır. Aynı şartlar altında üretilen betonlar tek biçimindedir. Kuru çekimle elde edilenler ise büyük
doğrultulu karbon ve cam kumaş ile bir veya iki kat fasulye tanesi kesitini andırır.
enine sarılarak güçlendirilmiştir. CFRP ve GFRP
kullanılarak güçlendirilen betonlar tekdüze ve tekrarlı Tablo 1. Karbon Liflerin Teknik Özellikleri
yükler altında test edilen betonlarının basınç Yoğunluk Çekme Dayanımı Modülüs
dayanımlarında ve şekil değiştirme kapasitelerinde Malzeme (gr/cm ) (MPa) (GPa)
3
önemli artışlar elde edilmiştir. Karbon 2.00 2900 525
Alüminyum 3.28 1950 297
1. Karbon Fiberin Tarihçesi E Camı 2.55 2000 80
Sanayide yaygın bir kullanımı olan karbon lifleri 19.
yüzyılın sonlarında bulunmuş ve ilk kez A.B.D’li mucit S Camı 2.49 4750 89
Thomas Edison’ın 1879’da yaptığı elektrik ampulünde Kevlar-29 1.44 2860 64
tel (filaman) olarak kullanılmıştır. 1879 yılında aldığı Kevlar-49 1.44 3750 136