İstanbul Teknik’in PrimaFlex EPDM Conta Çözümleri
İstanbul Teknik’in tünel uygulamalarında 2.00 mm kalınlığında GeoSeal PVC Membran, 500 – 800 gram ağırlığında GeoTeknik PP Polipropilen Koruma Geotekstili, PrimaFlex PVC Waterstop Su Tutucular, FiberCon Sentetik MF Makro Fiber ve PrimaFlex EPDM Contalar
kullanılmaktadır. Su seviyesi altında inşa edilen tünellerde, su sızıntılarını engellemek tünel kaplamaları tasarımında karşılaşılan en önemli problemdir. Hidrojen sülfür, radon ve metan
gibi yeraltı gazları da ciddi güvenlik sorunları yaratmaktadır. Geleneksel tünel inşaatlarında kullanılan GeoSeal PVC Membran kaplamalarının temel amacı tünel içine bu tür sıvı ve gaz geçişini engellemek için bir bariyer tabakası oluşturmaktır. Segment tipi elemanlar ile açılan
tünellerde bu bariyerlerin nasıl olacağı ile ilgili en büyük sorun prekast elemanların bağlantı ve birleşme noktalarında ortaya çıkar. Sıvı ve gaz sızıntıları ancak düzgün tasarlanmış ve uygun yerleştirilmiş contalar ile sağlanır.
Segment contaları üç temel faktör ile mekanik zorlanmaya maruz kalmaktadır:
1. Tip L: Tünel boyunca bitişik segment halkaların birbirini sıkıştırması ve halka içi ve kilit elemanı ile sağlanan boyuna.
2. Tip C: Segment halkalı içindeki düşey ve yatay basınç farklarından ve/veya sismik hareketler nedeniyle oluşan çevresel zorlamalar.
3. Tip T: Segment halkalarının birbirine göre pozisyonlanmaları, eksen kaymaları ve halkalar arası TBM’nin itmesi için gerekli gücün sağlanması.
Contaları ve Performanslarını Etkileyen Faktörler
Kısa dönemde en riskli conta bölgesi Tip T olan birleşim noktalarıdır. Uzun dönemde ise conta teorisi iki noktada önem taşır:
1. Conta ve yerleştirileceği conta kanalı olup sızdırmalar genellikle bu bölgede oluşmaktadır.
2. Conta – conta ara yüzeyi ki bu bölgenin sızdırmazlığı segmentler ve contalarının birleşme basınçları ile ilgilidir.
Diğer önemli bir konu doymuş kum ve tünel içi malzemenin, halkaların alt kesimleri ile üst kesimlerine farklı etkilerde bulunmasıdır. Segment halkası etrafından süzülen ince malzeme halkanın alt kısmında birikerek contanın esnekliğini ve deformasyon kabiliyetini azaltmaktadır.
Tünel segment contaları hakkında kritik olan temel faktörlerden biri de conta ile segment birleşmesi ve sızdırmazlığının sağlanmasıdır.
Tünel Kazı Makineleri (TBM) ile açılan prekast segment kullanılan tünelleri için tedarik edilen PrimaFlex EPDM contalar, şantiyede uygulama esnasında bir yapıştırıcı ile tutturularak kullanılır. Buradaki amaç segment elemanları arasında sıkı ve geçirimsiz bir bağlantı sağlamaktır. Şantiye yerleştirmesi sırasında hem segment elemanları hem de contalar belli bir basınç altında yerleştirilmektedir. Bu nedenle performans, güvenlik ve fonksiyonellik açısından yüksek standartlara sahip olmalıdır.
PrimaFlex EPDM contalar, prekast elemanlarının imalatı sırasında da takılabilmekte, bu özelliğiyle de uygulayıcılara zaman ve ekonomi sağlamaktadır. Aynı zamanda yerleştirme problemleri ortadan kalkmakta daha düzgün ve güvenilir segment yerleştirmeleri mümkün olmaktadır.
Segmentlerde conta kullanımının amacı maruz kalınacak basınçlar altında beklenen en büyük deformasyon ve boşluk oluşumuna rağmen yalıtım ve geçirimsizlik sağlamaktadır. Deformasyon ve/veya boşluk arttıkça contanın dayanabileceği basınç miktarı da doğal olarak azalacaktır. Diğer taraftan segmentten yük transferi yine bu contalar tarafından sağlanmaktadır. Segment iç ve dış gerilmeleri bu eleman vasıtasıyla iletilmektedir.
En yaygın kullanılan conta malzemesi EPDM (etilen propilen diene kauçuk) olup ekstrüde olarak üretilmektedir. PrimaFlex EPDM Kauçuk Contaları, sahip olduğu özel karışım hamuru ile gerekli fiziksel ve kimyasal özelliklerine sahip olmanın yanı sıra beklenen mekanik performans sonuçlarını da kusursuz olarak sunmaktadır.
Sülfür ile vulkanize edilen EPDM ürünlerin peroksiz ile kürlenen contalara göre maliyeti daha düşük ve yırtılma ve aşınma dirençleri daha fazla olmaktadır. EPDM malzeme yapısı gereği; su, buhar fosfatesterli sıvılar, glikol bazlı fren yağları, hava, ozon gibi gaz ve akışkanlara mükemmel dayanır. Petrol ürünleri, akaryakıt ve çözücülere karşı kayda değer genleşme / şişme gösterdiğinden bu ürünler ile birlikte kullanılmasında dikkat edilmelidir.
PrimaFlex EPDM Contaların teknik özellikleri şu şekildedir:
Conta ve conta kanalı boyutları büyüdükçe sızdırmazlık yeteneği artar. Benzer conta boyutlarında ise sızdırmazlık geometriyi etkin kılmaktadır. Conta ve conta kanalı geometrisi ve tasarımı bu durumlarda önem kazanır. Conta geometrisinin belli bazı özellikleri vardır.
İlk bölgede conta % 5 – 12 sıkıştığında yük artışına göre deformasyonlar (şekil değiştirme) fazladır. Bunun nedeni conta tasarımındaki boşluk ve deliklerdir. Bu boşluk ve delikler az bir
yük altında dahi hızlıca deformasyon sağlar.
İkinci bölge % 6 – 22 sıkıştığında yük / deformasyon doğrusal bir hal alır. Bunun nedeni ise conta yeteri kadar sıkışmış ve iç boşluklar tükenmiş olduğunda yükü, conta hamurunun taşımaya başlamasıdır. Buradaki en büyük deformasyon nedeni conta kanalına basan ayakların ezilmesidir.
Üçüncü bölgede ise yük artsa da deformasyon aynı hızda artmamaktadır. Bu bölgede artık contanın iç boşlukları tükenmiş, kanala basan ayaklar ezilmiş ve kanalı doldurmuştur. Conta sürekli olarak durağan hale geçmiştir.
Contalarda Sızdırma
Conta sızdırmalarında iki ana nokta söz konusudur. Bunlar conta / conta temas ara yüzeyi ve conta / conta kanalı birleşim bölgesidir.
Conta / conta temas ara yüzeyi için birleşme / derz boşluğu azaldıkça sızdırma azalacaktır. Bu nedenle contaların en yüksek kabul edilebilir temas basıncına maruz kalması gerekmektedir; ancak bu değer, contanın taşıyabileceği en yüksek basıncın %50’sinden fazla olmamalıdır.
EPDM ayaklı contalar (TG serisi) için yapılan su basıncı testlerinde sızdırmanın conta temas basıncının %65’te gerçekleştiği görülmüştür. Sızdırma genelde conta / conta kanalı ara yüzeyinden gerçekleşmektedir. Artan su basıncı, contanın yanal şekil değiştirmesini arttırmakta ve conta ayaklarının, conta kanalını tam tutamamasına yol açmaktadır. Bu nedenle contaların seçiminde beklenen su basıncı doğru hesaplanmalı ve conta kontak basıncı dikkatli seçilmelidir.
EPDM kapalı tabanlı contalar (SG serisi) için sızdırma, benzer şekilde su basıncı / conta basıncı ilişkisine bağlıdır. Bu durumlarda conta kanalından kaçırma riski azdır ve conta / conta ara yüzey basıncı çok daha önem taşımaktadır. Bu basınç, aynı zamanda segmentler arası boşluk / mesafeye de bağlıdır. Segmentler arası mesafe çok az ise veya contanın temas basıncı düşükse doğal olarak en hafif su basıncında bile sızdırma gözlenecektir. Bu nedenle segmentler arası mesafe de conta temas basıncını etkileyen bir faktör olarak karşımıza çıkar. Tasarım ve uygulama sırasında bu konuya önem verilmelidir.
Bu noktada temel ilkeyi hatırlatmakta fayda var. Su / gaz basıncı, conta temas basıncını geçerse sızdırma gerçekleşir. Conta temas toplam basıncı, segmentler arası basınç ve yanal yönden gelen su basıncının bir fonksiyonudur. Bu basınç, yük / şekil değiştirme eğrilerinden bulunabilir. Tüm bu hususlardan sonra geriye sadece yanal su basıncının nasıl etkilendiği
tespit edilmesi kalır.
Contalar; boşluksuz, kapalı ve hücresiz / boşluksuz olması durumunda conta kanalına tam olarak sıkışmış olacağından Poission Oranı 0,5 olacaktır çünkü deformasyona maruz kalacak bir hacim ya da alan olmayacaktır. Bu durumda su basıncı, contanın her yerinde eşit
bir şekilde karşılanacaktır. Başka bir deyişle iki conta arasındaki temas basıncı, conta ile kanal arasındaki su tazyikine eşit olacaktır. Gerçekte conta boşluğa sahiptir ve kanala tam sıkışmamaktadır. Bu durumda Poission Oranı < 0,5 olacağı aşikârdır.
Dolayısıyla temas basıncının su basıncından az olacağı ve temel kural gereği sızdırma oluşacağı açıktır. Conta temas basıncı ile su basıncının 1:1 eşit olmasına gerek kalmamakta ve basınç farkı %92 – 96 bandına yakınsadığında sızma gözlenir.
Türkçe
English
Deutsch
Русский
