Ağır dış koşullara açık yapıların ve zeminlerin sürekli korunmasında boya ve verniklerin yeterli olmadığı durumlarda sentetik rezin mortarlar, bir başka tanımla epoksi rezin bağlayıcılı harçlar önerilir. Çünkü bunlar çok iyi mekanik ve iyi kimyasal dayanım verirler. Temel olarak iki grup sentetik rezin mortarı vardır.
1. Mala ile uygulanan mortarlar,
2. Kendiliğinden yayılan mortarlar (self-levelling mortars). Bu iki grubun farkı, kompozisyondaki binder miktarı ve kullanılan dolgularınn partikül büyüklükleridir.
Malalık mortarlar (yüksek dolgulu- %85 ya da daha yüksek oranda dolgu içeren) genellikle 5 - 10 mm kalınlıkta kullanılırlar. Kürleşmiş sentetik resin mortarları aşağıdaki özellikleri verecek şekilde formüle edilerek üretilirler.
• Yüksek mekanik dayanım (basma dayanımı),
• Enlemesine ve diklemesine darbe dayanımı.
Düşük ısı genleşme katsayısında olan mortarlar düşük sıcaklıklarda bile yayılabilme özelliklerindedirler. Bunlar, yalnızca mala gibi uygun bir araçla uygulanabilirler. Bazı formülasyonlar uygulama sonrası düzenlenebilir.
Özellikle modifiye edilmiş formülasyonlar dikey yüzeylere uygulanabilir sentetik rezin mortarları olabilir.
Self-leveling mortarlar (%85 ya da daha az dolgulu) genellikle 3 - 6 mm kalınlıkta kullanılırlar.
Bu formülasyonlar için üretilen sentetik rezin mortarlar hızlı bir biçimde yayılıp uygulanabilir. Yatay yüzeylerde
kaba bir biçimde yüzeyi düzeltmek yeterli gelebilir. Bu mortarlar darbelere dayanıklı mortarlara kıyasla darbelere daha az dirençlidirler.
Düşük bağlayıcılı mortarların aksine, yüzeyleri düzgün, parlak ve sıvılara karşı geçirimsizdir. Kürden sonra herhangi bir yüzey yapışması varsa, suyla çıkartılabilir.
Kaymayı önleyen bir yüzey için, kaplamaya kür öncesi kum serpilmelidir.
Dolgular: Sentetik rezinli betonun dayanım özelliğini saptamada dikkate değer biçimde yardımcı olan faktörlerden biri de inorganik dolgulardır.
Bu nedenle bu tip betonun yüksek dayanımı ancak kuvvetli dolgularla sağlanabilir. Sentetik rezinli betonun dayanım özelliği üzerinde dolgunun partikül boyutu ve yapısının etkisi, normal harçlardaki kurallarla aynıdır.
Partikül ölçüsünün dağılımıyla ilgili değerlendirme için Fuller eğrisi önerilebilir. Burada yüzeydeki büyük ve küçük boşlukları dolduracak ince partiküllerle bağlayıcının fonksiyonu görülür. En bilinen ve partikül büyüklükleri verilmiş epoksi rezin mortarlar için uygun dolgular yan sayfada verilmiştir.
Parçacık boyutu bileşimi önerilenlerden farklı olduğunda, özellikle de kompozisyon kuvartz tozu içermediğinde, aşağıdaki durumlar sonuçlanabilir:
• Aynı bağlayıcı - dolgu oranı ile, tüm gözenekleri dolduracak kadar yeterli rezin yoktur. Gözenekli, hava boşluklu bir malzeme oluşur.
• Daha büyük gözenek hacmi daha fazla bağlayıcı ile doldurulduğunda, yani kum - reçine oranı değiştiğinde dayanım özellikleri zarar görür, özellikle darbe dayanımı daha düşüktür.
Çok yüksek basınç dayanımı silicon carbide (silisyum karbür) ve korundum gibi yüksek sertlik dereceli öteki dolgularla sağlanabilir. Sentetik rezin betonları için bilinen agreatların kendi sertlikleri, bağlayıcının sertliğinden daha azdır. Sentetik rezin betonuyla çimento betonu, aynı anda kuvvetli bir basınç altında parçalandıklarında normal çimento betonundaki çatlama bağlayıcıda, sentetik rezin betonunda ise kum taneciklerinde meydana gelir. Bu nedenle mortarlarda yüksek kaliteli dolgu kullanmak daha uygundur.
Dolgu maddesi olarak grafit, kuvartz ya da silikon karbür ile birlikte kullanıldığında, 106 Ohm’dan daha düşük kaçak direnci olan elektriksel olarak iletken mortarlar, yönergelere uyacak şekilde formüle edilebilir.
Grafit verilmesi, ağır dolgulu mortarların iyi mekanik dayanımlarını bozmaz. Bazı durumlarda grafitin neden olduğu koyu renk sevimsiz olabilir, ancak titanyum dioksit ilave edilerek bu durum hafifletilebilir.
Epoksi reçine mortarları ayrıca katran, Kumaron-İnden rezinler ve öteki plastifiyanlar gibi sıvı diluentlerle de modifiye edilebilir. Çoğu zaman bu katkı maddeleri, solvent bazlı ve solvent içermeyen boyalarda bir avantaj sağlayabilirler, ancak yoğun dolgu maddesi içeren kaplamalarda ise, reaktivitede azalma ve düşük dayanım gibi dezavantajlar görülebilir.
Bağlayıcı üzerinde %20 kadar bir miktarda kumaron reçinesi verildiğinde, sertleşme çok fazla gecikmiş ve mekanik dayanım verilmemiş mortarlara kıyasla yaklaşık %40 daha düşük olacaktır.
Pigmentler: Kum dolgulu döküm macunlarının renklendirilme durumu kumun rengine bağlıdır. Normal açık renkli kuvars kumları ile toplam karışımın % 0.5-1 oranında pigment verilmesi yeterli olacaktır. Bu amaç için inorganik pigmentler en uygun ve en iyi pigmentlerdir.
Pigmentler sentetik rezin betonu ile oldukça uyumludur ve solventlere ve hava koşullarına dayanımlıdırlar. Özel dekoratif efektler için, kırık mermer parçaları, renkli kumlar, pigmentler karıştırılarak kullanılabilir.
Tüm dolgu maddeleri kuru olmalıdır ve yalnızca organik bileşenler içermeyen kumlar kullanılmalıdır. Uygulama: Eğer self-levelling mortar, yüksek oranda rezin içeriyorsa, kürden sonra, beton ya da demirinkinden 3-5 kat daha büyük bir termal genleşme katsayısı vardır.
Bu da, düşük sıcaklıklara açık olan yüzeylerde (0°C ya da daha düşük) bu mortarın kullanılmaması anlamına gelir. Kaplama kalınlığı 2 mm’den fazla olduğunda, kaplamanın çatlamasına neden olabilecek gerilim koşulları oluşur. Bu gerilimler 2 mm’den daha az kaplamalarda görülmemiştir.
Sentetik bir rezin mortarı üretmek oldukça basittir. Rezin bileşenlerinin karıştırma oranlarına sadık kalınarak uygun bir biçimde karışım sağlanırsa ve mortar susuz ve nemsiz bir ortamda düzgün bir şekilde karıştırılırsa, tatmin edici sonuçlar verir. Tipik bir uygulama için standart değerler aşağıda verilmiştir.
Bu değerler yüzey koşullarına bağlı olarak bir miktar değişiklik gösterebilir.
Kaplamanın kaliteli olması için çalışma koşullarının doğru belirlenmesi ve oluşturulması çok önemlidir. Rezin sistemleri, formülde verilen karışım oranlarında optimum özelliklerine erişir. Iki komponent uniform bir şekilde tümüyle karıştırıldığında mortar içinde baştan başa memnun edici bir biçimde reaksiyona girer.
Bu yüzden yeterli ve eksiksiz bir karışımın gerektiği unutulmamalıdır. 50-80 litre kapasiteli kenar sıyırıcılı mekanik karıştırıcılar daha çok tercih edilir. Gravite karıştırıcıların karıştırma etkisi yeterli değildir.
İlk önce, epoksi rezin ve hardenerin uygun miktarları, mekanik bir karıştırıcıda uniform bir biçimde karıştırılır. Daha sonra, dolgular tümüyle ıslanıncaya kadar karıştırıcı içinde karıştırılarak yoğrulur. Karıştırma işlemi yaklaşık 5 dakika sürer.
Mortar karışırken aşırı hava girmesini önlemek için, bağlayıcı üzerinden % 0,5 silikon yağı verilebilir. Silikon yağları özellikle self-levelling sentetik rezin mortarlar için önerilir.
Çünkü kaplama yayıldıktan sonra yüzeyde hava girişinden dolayı kabarcıklanma oluşur. Normal koşullarda kürleşen binderin, sertleştirici tipine bağlı olarak 20 dakika ila 6 saat arasında değişen sınırlı bir karışım ömrü vardır.
Karışım ömrü ayrıca, belirgin bir biçimde karışımın miktarı ve o anki sıcaklıkla yakından etkilenir. Karışımdan sonra oluşabilen ve reaksiyonu hızlandıran yerel ısınmadan kaçınmak için büyük kaplar küçük eşit parçalara bölünerek kullanılabilir.
Binderin iyi yapışma özelliği, formüle bağlı olarak sentetik rezin mortarın yayılması sırasında bir dezavantaj olabilir. Bir süre sonra mortar, temizlenmesi bir hayli zor olan malaya yapışır. Bu zorluk formülde parafin yağı kullanılarak giderilebilir. Formülde hava çıkarıcı olarak kullanılan silikon yağı da mortarın malaya yapışmasını azaltır.
Mortardaki rezin miktarı %10 ise bir primer ya da bağlama katkısının kullanılması önerilir. Mortarda kullanılan resin / hardener karışımı dolgular olmaksızın mortarı yaymadan önce yüzeye ince bir şekilde uygulanarak bağlama katkısı olarak kullanılabilir.
Pratikte bu uygulama zemin ile düşük binderli mortar arasında yapıştırıcı olarak iş görür. Dolgulu bir bağlama katkısının uygulama avantajları vardır.
Kuvars tozu ve füm silika, bağlama katkısının kat yüzeyinde oluşabilen benekli, yağlı bir görünüm vermesini önleyen uygun dolgu maddeleri yapar. Bağlama katkısı, uygulanır uygulanmaz sentetik rezin motarla kaplanmalıdır.
Buna karşılık, mortar yaklaşık %15 bağlayıcı içerdiğinde, bir bağlama katkısına gerek yoktur. Sentetik rezin mortar ya da bağlama katkısı uygulanmadan önce yüzeyin hazırlanmasına dikkatli bir biçimde özen gösterilmelidir. Mükemmel bir yüzey yalnızca kaplamanın mükemmel yapışmasıyla garanti edilebilir.
Zayıf bir beton zeminin, mekanik zorlamalara daha iyi direnç göstermesi gerekiyorsa, sentetik rezin betonunun dayanımlı olması için yeterince kalın olması gerekir, yani minimum kalınlık 15-20 mm olmalıdır. İyi, sağlam bir zeminde 5 mm kalınlık normalde yeterlidir ve mükemmel derecede uygundur.
Rezinlerin viskozitesi, kap ömrü ve sertleştirici geçerli ortam sıcaklığına bağlıdır. Tam karıştırmadan emin olmak için rezinler ve agregalar 15°C’den daha soğuk olmamalıdır.
Bu sıcaklık, aynı zamanda, hızlandırılmamış bağlayıcı sistemlerin sertleşme sıcaklığının alt sınırıdır. Düşük kürleme sıcaklıkları kaçınılmaz olduğunda, hızlandırıcı katalistlerle hızlandırılmalıdır.
Normal bir sıcaklıkta, sentetik rezin betonu, bağlayıcının reaktivitesine bağlı olarak 24 - 28 saat içinde tümüyle kürleşir. Bu koşullar altında, beton sadece 12 saat sonra hafif mekanik zorlamalara karşı koyacak kadar güçlüdür.
3-7 gün sonra tam mekanik yükleme mümkün olacaktır. Beton, yedi günden daha kısa bir sürede asla kimyasal etkilere maruz bırakılmamalıdır.
Yüzey hazırlığı: Sulu çimentolu ya da çimeto serpilmiş beton yüzeylerin gerilimi düşüktür ve penetrasyon oldukça zayıf kalır. Bu nedenle uygulama yapmadan önce bu tip katların mutlaka alınması gerekir. Susuz kalmış kuru üst beton yüzey tabakalarının tümüyle alınması gerekir.
Eski betonların mekanik sağlamlığı kontrol edilmelidir. Ayrıca, yağ, kimyasallar ya da kirli parçalar betonx yüzeyden mutlaka alınmalıdır. Yüzeyleri solventle temizlemek çoğu zaman yetersiz kalmaktadır.
En güvenli yöntem ise bozuk kısımları kazıyarak çıkarıp atmak ve daha sonra beton yüzeye zarar vermeyen kumlama ile temizlemek ya da alevle yakmaktır. Yeni atılacak zemin betonu en az 2 cm kalınlığında ve üzerinden 28 gün geçmiş olması gerekir.
Oldukça nemli özellikle ıslak beton yüzeylerde vernik, su dolu gözeneklere yayılamayacağı için adhezyon zorlukları ortaya çıkar.
Bu yüzden beton yüzey uygulama sırasında kuru ve temiz olmalıdır. Üzerine yeniden boyama yapılacak eski epoksi boyalı yüzeylerde boya hala yüzeye iyi yapışmış ve bozulmamış durumdaysa yüzey hafif zımpara yapılarak ve solventle temizlenerek üzerine yeni epoksi boya uygulanabilir.
Mehmet Namık Kayaalp / Kimya Mühendisi - Ecelak Boya Kimya Ltd. Şti.
Kaynakça:
1. Schering Industrie-Chemikalien.
2. H.Lee, K.Neville handbook of Epoxy Resins.
3. UPPC GmbH, Baltringen.
