İnşaat Mühendisliğinde Kullanılan Metaller

İnşaat mühendisliğinde uzmanlar, metallerin özelliklerine göre onları iki ana grupta toplar: demirli metaller ve demirsiz metaller. Böylece, yapı projelerinde hangi metalin nerede kullanılacağı netleşir.

Demirli Metaller

Demirli metaller, bileşiminde demir bulunan metallerdir. Örneğin, demir, çelik ve çeşitli demir–çelik alaşımları bu gruba girer. İnşaatçılar bu metalleri genellikle taşıyıcı eleman olarak kullanır.

Pik Demir

Fabrikalar, %2–4 karbon ve bir miktar silis, kükürt, fosfor ile manganez içeren pik demiri fırından alıp kalıplara döker. Sonuç olarak, pik demir ortaya çıkar.

Dökme Demir

İşçiler, pik demirini yeniden ergitip kalıplara dökerek dökme demir üretir. Özellikle, inşaat sektörü dökme demiri köprü mesnetlerinde, rögar kapaklarında ve tesisat bacalarında kullanır.

Çelik

Üreticiler, %0.05–2 karbon içeren demiri işleyerek çelik elde eder. Bununla birlikte, kullanım yerine göre farklı türler üretirler. Örneğin, perçin çeliği, yapı çeliği, ray çeliği ve yay çeliği bunlardan bazılarıdır.

Mühendisler, yapıda kullanılan çelikleri dört grupta toplar:

Çelik yapılarda taşıyıcı malzemeler,
Betonarme yapılarda donatı çubukları,
Çelik gergi teli ve çelik kablolar,
Detay (ayrıntı) malzemeleri.

Çelik Yapılarda Taşıyıcı Malzemeler

Fabrikalar, profiller, lama çelikleri, saç levhalar ve dökme çelik elemanları üretir. İşçiler bu elemanları bulon ve perçinlerle birleştirir. Profiller I, U, L, T ve Z harfleriyle tanımlanan kesitlere sahiptir.

Betonarme Donatı Çelikleri

Mühendisler, betonun çekme ve kayma gerilmelerini karşılamak için donatı çubukları kullanır. Ayrıca, üreticiler bu çubukların yüzeyini nervürlü veya pürüzlü yaparak betona daha iyi tutunmalarını sağlar.

Çelik Teller ve Kablolar

Üreticiler, ön gerilmeli ve ard gerilmeli betonarme yapılarda kullanılmak üzere çelik tel ve kablolar üretir. Özellikle, yüksek dayanım ve düşük gevşeme bu tellerde önemli özelliklerdir. İnşaat sektörü asma köprülerde de bu telleri tercih eder.

Detay Malzemeleri

Firmalar galvanize saclar, çelik profiller, galvanize borular ve çelik lifler üretir. İnşaatçılar bu malzemeleri çatı, doğrama ve kaplama işlerinde kullanır.

Çelik Malzemelerin Birleştirilmesi

Mühendisler, çelik malzemeleri iki şekilde birleştirir:

Civata ve bulon kullanarak sökülebilir birleşimler yaparlar.
Kaynak ve perçin uygulayarak sökülemeyen birleşimler oluştururlar.

Sonuç olarak, çelik yapılarda farklı birleştirme yöntemleri yapının güvenliğini ve dayanıklılığını artırır.

Demirsiz Metaller

Demirsiz metaller, bileşiminde demir bulunmayan metallerdir. Örneğin, alüminyum, bakır, kurşun, çinko ve bunların alaşımları bu gruba girer. İnşaatçılar bu metalleri genellikle detay işlerinde ve kaplama malzemesi olarak kullanır.

Alüminyum

Firmalar, alüminyumu boksitten elde eder. İnşaat sektörü alüminyumu çatı kaplaması, pencere doğramaları ve enerji iletim hatlarında kullanır. Ayrıca, üreticiler alüminyumu anodize ederek daha dayanıklı hale getirir.

Bakır

Bakır, korozyona dayanıklı bir metaldir. İnşaatçılar onu çatı kaplamalarında, bakır borularda ve kablolarda kullanır. Bununla birlikte, alaşımlarından pirinç ve bronz geniş kullanım alanına sahiptir:

Pirinç (bakır + çinko): Mobilya, musluk, vida.
Bronz (bakır + kalay): Heykel, kapı tokmağı, süs eşyaları.

Kurşun

Maden şirketleri kurşunu cevherden çıkarır. İnşaat sektörü kurşunu çatı kaplamalarında ve radyasyon yalıtımında kullanır. Özellikle, kurşun kolay şekil almasıyla öne çıkar. Ancak uzmanlar, kurşunun zehirli yapısı nedeniyle içme suyu tesisatında kullanılmamasını tavsiye eder.

Çinko

Firmalar çinkoyu cevherden elde eder. İnşaat sektörü çinkoyu oluk, yağmur borusu ve galvanizleme işlerinde kullanır. Böylece, çelik malzemeler paslanmaya karşı korunur.

Sonuç

Sonuç olarak, mühendisler metallerin özelliklerine göre onları iki gruba ayırır.

Demirli metaller, yüksek dayanım ve taşıyıcı özellikleriyle yapıların temelini oluşturur.
Demirsiz metaller, hafiflikleri ve korozyon dirençleri sayesinde detay işlerinde önemli rol oynar.

Özetle, her iki metal grubu da inşaat mühendisliğinde güvenli ve dayanıklı yapılar inşa etmek için vazgeçilmezdir.

Kaynak:

Sarbıyık, M. (2010). Metaller [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu

Metaller