plastik malzemenin özellikleri ve inşaat sektöründeki kullanım yerleri

PLASTİK MALZEMENİN ÖZELLİKLERİ VE İNŞAAT
SEKTÖRÜNDEKİ KULLANIM YERLERİ
SİBEL DEMİRARSLAN1
ÖZET
Plastik kelimesi Yunanca kökenlidir. Yapı malzemesi olarak; yapıdaki
kullanılma yerine göre, ısı altında yumuşak iken basınçla veya iki farklı
bileşiğin polimerleşmesi sonucu arzu edilen biçimin verilmesi ile üretilen,
farklı plastik reçinelerin farklı özelliklere sahip türleri olarak
tanımlanır.19.yy.da gelişmeye başlayan plastik malzeme, bugün artık yapı
malzemesinden mutfak gerecine, otomotiv sektöründen saç aksesuarlarına,
düğmeden sandalyeye kadar pek çok alanda ürün olarak karşımıza
çıkmaktadır. Kimyasal yönden çok fazla çeşidi vardır ve her çeşitten farklı
bileşimler üretilebilir. Plastiğe farklı özellikler kazandırabilmek, değişik
katkı malzemeleri eklenerek sağlanabilir. Böylece esnekliğin arttırılması,
mukavemetin yükseltilmesi, dış etkilere karşı solma, kırılganlığın önlenmesi
gibi özellikler elde edilebilir. Ucuz ve üretimi kolay bir malzemedir. Farklı
bileşimlerde elde edilebilecek özelliklere örnek olarak, renklendirilebilme,
hafiflik, yalıtma özelliği, esneklik, dokunabilme özelliği verilebilir. İnşaat
sektöründe de tüm bu özelliklerin sağladığı avantajlar nedeniyle çok yaygın
bir kullanım alanı bulmuştur. Plastikleri inşaat sektöründe, profil, plak,
kaplama, örtü, dokuma, bağlayıcı ve katkı malzemeleri şeklinde görmek
mümkündür. Yani, pencere – kapı doğraması, tesisat borusu, derz dolgusu,
katkı malzemesi, süpürgelik gibi pek çok farklı alanda karşımıza çıkarlar.
1
Yrd. Doç. Dr. Sibel Demirarslan, KOÜ – KMYO / İnşaat Programı
1
Atmosfer ve dış etkilere gösterdikleri yüksek dayanım da malzemenin
yaygın kullanımında tercih nedeni olmaktadır.
Bu çalışmada, böylesine geniş bir ürün yelpazesi içersinde yaygın
kullanım alanı bulan 20.yy.ın malzemesi plastiğin genel özellikleri ve inşaat
sektöründeki kullanım alanları ele alınmıştır. Böylece, her yerde farklı bir
ürün olarak karşımıza çıkan bu malzemenin yapıda ki yerinin tanımlanması
ve ürünlerin anlatılması hedeflenmiştir.
Anahtar kelimeler : Plastik, Yapı, Yapı malzemesi
1. GİRİŞ
Plastik hayatın her alanında kullanılmaktadır(Şekil 1) ve son 30 yıldır
meydana gelen gelişmelere bakılacak olursa; inşaat, tarım, gıda, tıp, iletişim
ya da ulaşım sektörlerinin gelişmesi için büyük bir fayda sağladığı
görülmektedir.
Şekil 1- Plastik malzemenin farklı kullanımlarına bir örnek
Plastik malzemeler çok yönlü kullanıma sahip, uzun ömürlü, maliyet
performansı yüksek, güvenli ve hafiftirler. Bu nedenle birçok sektördeki
üreticiler plastikten üretilmiş malzemelere yönelmişlerdir.
İnşaat sektöründe de kullanımı yaygındır, değişik ürünlerle inşaatın
değişik aşamalarında karşımıza çıkmaktadır. Plastik yapı malzemelerini, ısı
altında biçim verilebilir kıvamda iken basınçla veya iki farklı bileşiğin
polimerleşmesi sonucu kalıpla istenilen şekil verilerek üretilen farklı plastik
reçinelerin değişik özelliklere sahip türleri olarak tanımlayabiliriz.
Dünyada ve Ülkemizde kaliteli üretimi elde edebilmek amacı ile
hazırlanmış pek çok plastik standardı da mevcuttur. Bu standartlar ve üretim
yöntemlerine uygun imalat ile günden güne daha kaliteli sonuçlara ulaşmak
mümkün olmaktadır. Ülkemizdeki Türk Standartlarına örnek olarak;
TS 2380 Plastikler: Terimler ve tanımlar
TS3538 Plastik armatürler – su tesisatı
TS 4857 Plastik yer döşemeleri
TS 624 PVC Yer döşemeleri verilebilir.
2
2. PLASTİK MALZEMELERİN GENEL ÖZELLİKLERİ
2.1. Plastik Malzemelerin Özellikleri
Plastik malzemeler petrol, doğal gaz, kömür ve tuz gibi doğal
kaynaklardan elde edilir. İstenen şekilde kalıplanabilir ve biçim
alabilirler[1]. Oksijen, hidrojen, azot ve kükürt başta olmak üzere diğer
elementlerin de yer aldığı organik bileşiklerdir. Plastik, Yunanca kökenli bir
kelime olup biçim verme, kalıp yapma anlamından gelmektedir.Plastik
üretimi, iki ya da daha fazla küçük molekülün daha büyük bir molekül
oluşturmak üzere geçirdikleri kimyasal tepkime sürecidir ve polimerizasyon
olarak adlandırılır. Tepkimenin sonucunda ilk bağların tekrar kurulması ile
oluşan maddeye polimer denmektedir. Polimer bileşikleri oluştuktan sonra
püskürtme, enjeksiyon ya da sıkıştırma gibi tekniklerle toz, taneli ya da
hamur halindeki plastik malzemeler üretilir. Sonraki aşamada ürün; tüketim,
endüstriyel kullanım gibi alanlara uygun hale getirilebilmek için üretim ya
da diğer parçalarla birlikte montaj aşamalarından geçmektedir.
En belirgin özellikleri ısıya karşı dayanımlarının düşük olmasıdır. Amorf
iç yapıya sahiptirler[2]. Katı halden sıvı hale geçişleri yavaş bir şekilde
gerçekleştiğinden işlenmeleri kolay olmaktadır. İstenilen şekilde
kalıplanabilmekte, şişirilebilmekte ya da sıkıştırılabilmektedirler. Plastik
malzemelerin kimyasal yönden birçok çeşidi vardır ve ayrıca bunlardan da
değişik bileşimler üretilebilmektedir. Plastikler dış etkilere ve atmosfer
etkilerine dayanım gösterirler. Bazı türleri kimyasal etkilere dayanım
gösterir, doğada yok olmazlar, Elektrik iletkenlikleri yoktur, düşük ısı
iletkenliği özelliği vardır, hafiftirler, nem almazlar ve renklendirilebilirler,
ancak yüksek sıcaklıkta renkler değişebilir.
Yoğunlukları 0.9-2.0kg/m3aralığındadır. Plastiklerin ısıl genleşme oranı
fazladır. Bu nedenle, örneğin, metal bir malzeme üzerindeki plastik kaplama
ısınınca kalkacaktır. Kısmen yanıcıdırlar.
2.2. Plastiklerin Mekanik Özellikleri
Isı ve elektriği iletmeyen, hafif, işlenebilir, dayanıklı malzemelerdir(3).
Elastik, plastik, vizkoelastik şekil değiştirme görülebilir. Kuvvet etkisi ile
polimerlerdeki bağ açıları büyüyerek başlayan şekil değiştirme sonucu
büyük bir elastik şekil değiştirme meydana gelir. Yine kuvvet etkisi ile
polimerlerdeki zayıf bağlar arasında kısmi parçalanmalar meydana gelir.
Gerilmenin sabit kalması durumunda ise polimerlerde sünme meydana gelir.
Vizkoelastik davranış ise, gevşeme ve sürünme biçiminde oluşur. Sabit bir
gerilmenin etkisi ile malzemede oluşan kalıcı şekil değişikliğine sürünme
denir. Gevşeme ise, sürekli şekil değiştirmekte olan malzemede gerilmelerin
3
devamlı azalmasıdır[3]. Yüksek ısıda viskoz davranış gösteren bir polimer
malzeme, daha düşük ısılarda farklı özellikler göstererek gevrek ve rijit
olabilir.
2.3. Genel Sınıflandırma
Günlük hayattaki plastiklerin çoğu kömür katranı, petrol ve doğal
gazların türevlerinden elde edilmektedir. Plastikler suya ve kimyasal
maddelere karşı dayanıklıdırlar. Organik çözücülerle yumuşama ve
genleşme özelliği gösterirler. Sentetik maddelerdir. Farklı plastiklerin elde
edilebilmesi, iç yapısındaki elementlerde ve yapım yöntemlerinde yapılacak
değişikliklerle ve farklı kimyasal reaksiyonlar sonucunda olmaktadır..
Plastik malzemeler ısı karşısındaki tutumlarına göre termoplastikler ve
termosetler olmak üzere iki grupta toplanırlar[2].
Bunlardan termoplastikler, belli bir sıcaklıktan sonra ve basınç etkisi
altında yumuşarlar ve akarlar, ancak soğuduktan sonra bulundukları şekli
korurlar ve tekrar sıcakla değişme özelliği taşırlar. Uygun çözücülerde
çözünürler. Düşük yumuşama noktasına, yüksek ısıl genleşme katsayılarına
sahiptirler. İstenilen şekilde kalıplanabilir, köpükleştirilebilir veya
genleştirilebilirler. Düzgün bir kesilme özelliğine sahiptirler. Isı ve basınç
altında pek çok kez şekil vermek mümkündür.
Termosetler, yumuşama sırasında ilk formlarını korurlar, belli bir ısı
derecesinden erimeden karbonlaşmaya uğrayan ve ısı karşısında tekrar
değişmeyen plastik türleridir. Kesilirken döküntü meydana getirirler. Sadece
bir kez şekil verilebilirler, ikinci kez eski şeklini alamazlar. Çoğu 150’-230’
arasındaki sıcaklığa dayanırlar.Bazı özel türleri 260’ye kadar dayanıklıdır.
3. İNŞAAT SEKTÖRÜNDE KULLANILAN PLASTİK ÇEŞİTLERİ
İnşaat sektörü plastik malzemelerin en çok kullanıldığı sektörlerden
biridir. Gerek kaba yapı, gerekse ince yapı ve tesisat aşamasında plastik
malzemeden üretilmiş ürünler kullanılmaktadır. Doğramalar, çeşitli borular,
katkı malzemeleri, dolgu malzemeleri, fişler gibi pek çok farklı örnek
verilebilir.
Selüloz plastikler
Üretilmiş ilk plastik malzemedir. Aşırı yanıcıdır, patlayıcı özellik taşıyıcı
tipleri de vardır. Parlayıcı olmayan selüloz asetat büyük oranda piyasada
yerini almıştır ve kapı doğraması, bağlantı elemanları olarak kullanılırlar.
Berrak, sert ve renksizken daha kullanışlıdır, ancak nem ile karşı karşıya
kaldığında genleşmektedir.
4
Kazein Plastikler
Bu türler yapı endüstrisinde çok az kullanılmaktadır[1].
Fenollu Reçineler
Bakalit olarak adlandırılan bir termoset plastik türüdür. Fenollu reçineler
bağlantı parçalarında, yapıştırıcılarda yaygın olarak kullanılır. Isı dirençleri
yüksektir, ancak normal halde darbeye karşı dirençleri düşüktür[1].
Amino plastikler
Pek çok renk elde etmek mümkündür. Bazı çeşitleri aşınmaya, ısıya karşı
dirençlidir. Tutkal olarak kullanılırlar.
Vinil Plastikler
Çatı plakalarında, yağmur suyu malzemelerinde, tesisat bağlantı
parçalarında,tesisat borularında kullanılırlar(Şekil 2).
Şekil 2- Borular
PVA(polivinil asetat) boya tabanı, tutkal ya da betona esneklik
kazandırabilmek için katkı olarak kullanılabilir. Bağlayıcılık özelliğini
arttırmak için yüzey işleme malzemesine, döşeme kaplamalarına
eklenebilir[1].
Polisitren
Bu termoplastik malzeme, su ve kimyasal maddelere dayanımı iyi olan
katı, saydam, kırılgan bir plastik çeşididir. Bu maddenin genleşmiş yani hafif
şekli yalıtım plakası olarak kullanılabilir. Özellikle, çatı ve duvar
kaplamalarında iyi bir performans gösterir..
Politen
Termoplastik bir malzemedir. Tesisat bağlantı parçaları ve boruların
üretiminde nem geçirmez ve hava geçirmez özelliği ile yaygın bir kullanım
alanına sahiptir.
5
Polipropilen
Politene benzer, ancak yumuşama sıcaklığı daha yüksek ve esnek bir
malzemedir.
Polimetil metakrilat
Termoplastiktir. Işığa karşı saydamlık derecesi en önemli özelliğidir.
İnşaat sektöründe; pencere camı, panolar, karolar, çatı feneri plakaları,
aydınlatma donatımı, ilave donanımlarla desteklendiği durumlarda ise bazı
tesisat bağlantı parçaları gibi malzemelerin üretiminde kullanılır.
Naylon
Naylonlar, kopolimer bir termoplastik türüdür. Yumuşama noktaları 200’
yi geçebilir. Dayanıklı ve kaygandırlar. Kapı makaraları ve palanga için,
ayrıca, aşınma ve darbeye dirençli metal mobilyaların kaplanmasında da
kullanılır[3].
Polyester ve Alkid Reçineleri
Genelde termosettir ancak, termoplastik olanları da bulunur. Sert ve ısıya
dayanıklıdırlar. İyi bir yalıtkan özelliğe sahiptirler. Kimyasal sıvı ileten
borularda, su depolarında, mobilya yapımında kullanılırlar. Farklı çeşitleri
farklı alanlarda uygulama alanı bulur. Yüksek dayanım istenen durumlarda,
örneğin, takviye edilmiş yarı saydam plaka, cam elyafı ile kullanılırlar.
Epoksi reçineler
Yüksek ısıya ve kimyasal etkilere karşı dirençlidirler, katıdırlar.
Yapıştırıcı olarak, boyalarda, kaplamalarda; bağlayıcı olarak, döşeme
kaplamalarında aşınmaya direnç göstermesi bakımından kullanılırlar.
Poliüretanlar
Sıvı ve köpük halde olabilirler[3]. Gürültü söndürücü eleman olma ve
sızdırmazlık özellikleri vardır. Pek çok özel kullanım alanına sahiptirler.
Köpük halde kullanılabilir, dayanıklılık ya da esneklik sağlayabilirler. İnşaat
sektöründe çatı yalıtımında ve dekorasyon işlerinde yararlanılmaktadır.
Sentetik kauçuklar
Esnek ve elastiktirler. Tutkallarda, boyalarda, yapıştırıcılarda görevleri
itibariyle özel önem taşırlar.
Poliester reçinesi
Pek çok yerde kullanılmaktadır. Yapıda kullanım şekli cam takviyeli
plastik (CTP) malzeme şeklindedir. CTP poliester reçinesi emdirilmiş cam
tülü ya da cam keçenin kalıplanarak biçimlendirilmesi ve polimerleşmesi
sonucu sertleşmesi ile üretilir. Oluklu çatı kaplama levhaları, su tankları,
basınçlı borular bu malzemeye örnek olarak verilebilir. Genelde yarı saydam
bir malzemedir. Boyanabilme özelliğine sahiptir.
6
Silikonlar
Sınır sıcaklığa dayanıklı ve su itici malzemedirler. Boyalarda, dolgularda,
kalıp yağı olarak, yanmayı geciktirici çözeltilerde kullanılırlar.
3.1. İnşaat Sektöründe Plastik Kullanımı
Plastik malzeme pek çok yapı türünde kullanım yeri bulan ortak bir
üründür. Örneğin; kamu binalarında, konutlarda, işyerlerinde, fabrikalarda,
bürolarda, sosyal tesislerde, hastanelerde vb. binalarda, köprü, viyadük gibi
mühendislik yapılarında değişik görevler yüklenerek kullanılırlar. Plastik
malzemeler yapılarda kullanılan seri parçalarda düşük maliyetli oluşları,
hafif oluşlarından dolayı enerji tasarrufu sağlamaları, çok çeşitli kullanım
alanlarına sahip olmaları ve yüksek yalıtım kapasiteleri nedeniyle bu
sektörde tercih edilmektedirler. İnşaat sektöründe en çok kullanılan plastik
malzemeler, Poliklorit Vinil ve PVC’dir. Bu malzemeleri Polietilen,
Poliüretan ve Polisiterin izlemektedir. Birçok binanın boruları, pencereleri,
çatıları, zeminleri, kabloları, iletim elemanları ve yalıtımları plastik esaslı
olduğundan Avrupa’da inşaat sektörü yılda 5 milyon tondan fazla plastik
kullanmaktadır. Bina yapım sürecinin her aşamasında kullanılacak olan bir
plastik ürün mutlaka bulunmaktadır.
İnşaat sektöründe kullanılan plastik ürünlerden bazıları aşağıda maddeler
halinde sunulmaktadır:
• Plastik kalıp
• Şişebilen plastik kalıp
• Plastik döşeme kaplama malzemeleri, kaymayan(Şekil 3)
Şekil 3- Plastik döşeme kaplama malzemesi[7]
• Plastik izolasyon tabakaları
• Aside dayanıklı plastik yer sıvaları
• Reçine tabanlı plastik yer kaplama sistemleri
7
•
•
•
•
•
•
•
•
Plastik modüler döşeme kaplamaları
Yüksek basınçlı haddelenmiş plastik yerler, ön üretim
Plastik duvar panelleri
Plastik duvar plakaları
Plastik duvar kaplamaları
Plastik bölme elemanları
Yapı sanayiinde plastik bölmeler
Mono blok konut, büfe vb.(Şekil 4)
Şekil 4- Mono blok üniteler[7]
•
•
•
•
•
•
Plastik tavanlar
Plastik kiriş silmesi panoları
Plastik çatı ışıklandırması
Plastik çatı malzeme levhaları
Plastik çatı kaplamaları
Plastik oluklar(Şekil 5)
Şekil 5- Plastik oluklardan örnekler[7]
•
•
•
•
•
Plastik aksesuarlar
Plastik taban döşemeleri
Plastik borular
Plastik cephe panoları
Plastik doğrama: pencere(Şekil 6)
8
Şekil 6- Plastik pencere detayları[7]
• Plastik doğrama : kapı(Şekil 7)
Şekil 7- Plastik kapılar[7]
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Karavan
Su deposu
Mobilya üretimi ve yardımcı gereçleri, aksesuarları
Tesisat armatürleri
Küpeşte, süpürgelik gibi ince yapı elemanları
Yüzeysel sert kaplama elemanları
Soğuk tutkal
Plastik tutkallar
Plastik storlar(Şekil 8)
Şekil 8- Plastik stor detayı[7]
•
•
•
•
Yalıtım için kullanılan poliüretan köpükler
Derz dolguları
Katkı malzemeleri
Buhar ve su yalıtımları
9
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Sentetik kumaşlar
Boya
Şeffaf levha
Plastik pas payı elemanları
Kalıp yardımcı malzemeleri
Plastik fitil
Plastik hortum
Vida - Cıvata
İş giysileri
Yapay bahçeler(Şekil 9)
Şekil 9- Plastik konstrüksiyonlar[7]
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Plastik kereste
Kulübe yapımı
Minik köprüler(Göl, dere vb. üzeri)
Çitler
Ahır yapımı
İskele, rıhtım gibi deniz içi uygulamaları
İstinat duvarı
Parmaklık, korkuluk yapımı
Çatı kalasları
Elektrik fiş & prizleri(Şekil 10 )
Şekil 10- Elektrik gereçleri[7]
10
4. SONUÇ
Plastik yüzyılımızda çok farklı alanlarda kullanılan bir malzemedir.
Üretim kolaylığı ve ucuzluğu ile ev eşyasından, mutfak eşyasına, büro
gereçlerinden, inşaat malzemesine ve hatta kişisel kullanım gereçlerine kadar
hemen her sektörde karşımıza çıkmaktadır. Farklı özelliklere, olumlu ve
olumsuz yönlere sahiptir. Karşımıza bazen bir bardak, bazen bir tepsi, bazen
bir sandalye, ya da döşeme kaplaması olarak çıkabilecek ürün zenginliğine
sahiptir. Taraktan araba parçasına, küpeşteden oyuncağa, tokadan
doğramaya kadar farklı alanlarda ürün örnekleri çoğaltılabilir.
Dayanımı, kolay şekil alabilmesi, gösterdikleri mekanik ve fiziksel
özelliklerinden dolayı kullanımda öne çıkmakta ve tercih edilmektedir.
Plastik malzemeler makinelerde işlenebilir, kaynakla veya yapıştırılarak
birleştirilebilir. Plastik malzemeleri yapıştırmak plastiklere belirli çözücü ve
katkı maddelerinin ilavesi ile mümkün olmaktadır. Bu tip işleme ve
uygulama kolaylıkları da tercih edilme sebebini arttırmaktadır
Plastiklerin inşaat sektöründe kaplama malzemesi olarak kullanılması ile
kaplanan malzeme korunabilmekte, yüzeyin fiziksel özellikleri
değiştirilebilmekte ya da estetik özellikler verilebilmektedir.
Mono blok birimler ile pek çok ihtiyaca cevap verebilmektedir.Hazır
halde, tamamen bitmiş olarak alınan üniteler ihtiyaçları çabuk, kolay ve
temiz bir şekilde karşılamaktadırlar.
İnce yapı elemanı olarak kullanımlarında, ön üretimli olduklarından
dolayı işlerin akışında kolaylık ve temiz bitimler sağlamaktadırlar. Plastik
malzeme kullanılarak doğrama, çeşitli borular, küpeşte ve korkuluklar,
süpürgelikler, kaplama profilleri gibi çok çeşitli yapı elemanlarının
üretilmesi mümkündür.
Hazır sıva olarak rahat ve kolay bir şekilde uygulanabilir. Uygulamada
fırça ya da rulo kullanılır. Derz dolguları, beton katkı malzemeleri, şeffaf
levha, boya, boru, mobilya ve sabit donanımlarda karşımıza çıkmaktadır.
İncelendiği ve görüldüğü üzere, özellikle inşaat sektöründe yaygın ve çok
farklı alanlarda kullanımı vardır. Piyasaya hakimdir, gerek yerli üretim
gerekse ithal ürünlerle birlikte geniş bir ürün yelpazesine sahip olan plastik
malzeme, doğada uzun yıllar yok olmadan kalması çevre açısından olumsuz
gibi görülse de, diğer olumlu yönleri nedeniyle kullanım alanı bulmaktadır.
11
KAYNAKLAR
1. Adams, E.C., (1993), Yapı Bilgisi, T.C. YÖK Yayını, Ankara.
2. Eriç, M., (1994), Yapı Fiziği ve Malzemesi, Literatür Yayıncılık, İstanbul.
3. Mutluay, H., Demirak, A.,(1996), Malzeme Bilgisi, Beta Basım-Yayım- Dağıtım
AŞ., İstanbul.
4. Serfiçeli, Y.S., (2000), Malzeme Bilgisi Temel Ders Kitabı, MEB Yayınları,
İstanbul.
5. Toydemir, N., Gürdal, A., Tanaçan, L., (2000), Yapı Elemanı Tasarımında
Malzeme, Literatür Yayıncılık, İstanbul.
6. Biçer, N. G., Ocak-Şubat 2004, “Plastik Kereste”, PAGEV Plastik Araştırma,
Geliştirme, İnceleme Dergisi, Sayı 72, s. 60-64, İstanbul.
7. Çeşitli firma broşürleri
12