Karbon Kumaş Sarfiyatı ve Fire Hesabı: Projeniz İçin Kaç m² Kumaş, Kaç kg Epoksi?

Bir güçlendirme projesinde en sık duyduğumuz sorulardan biri şudur: "Bu iş için kaç metrekare kumaş, kaç kilo epoksi almalıyım?" Sorunun muhatabı da tektir sanılır ama değildir. Bina sahibi maliyetin malzeme kalemini görmek ister, projeci keşif özetine yazacağı ön metrajı arar, uygulamacı ise sipariş listesini netleştirmek zorundadır. Üçünün de ihtiyacı aynı hesaba çıkar.

Bu yazıda o hesabın tamamını açıyoruz: şerit mantığı, epoksi tüketim oranları, bindirme payları, fire seçimi ve uçtan uca bir örnek. Rakamların tamamı, ürettiğimiz kumaşlarla yapılan sistem testlerine ve sahada uyguladığımız metraj yöntemine dayanıyor.

Karbon Kumaş Sarfiyatı Nasıl Hesaplanır?

Karbon kumaş sarfiyatı, güçlendirilecek elemanın sargı çevresi — yani kumaşın elemanın etrafını bir tur dolaştığı hat — ile sargı yüksekliğini kaplayacak şerit sayısının çarpımından bulunan toplam kumaş alanıdır (m²); hesaba kat sayısı, eleman adedi ve fire (kesim payı) eklenir. Hesap, sahada yaygın kullanılan 50 cm rulo enine göre kuruludur — kumaşlarımızı 50 cm ve 100 cm enlerinde üretiyoruz, hesaplayıcı da 50 cm esasıyla çalışır. Kumaş rulodan şerit şerit kesildiği için hesap "alan" değil "şerit" mantığıyla yürür; pratikte farkı yaratan da budur.

Üç adım şöyle işler:

1. Sargı çevresini bulun. Dikdörtgen kolonda çevre = 2 × (b + H); dairesel kolonda çevre = π × D; kiriş U-sargısında (projede U-sargı öngörülmüşse) çevre = kiriş genişliği + 2 × kiriş yüksekliği + 2 × etek payı. Çevreye, sargının kendi üzerine kenetlenmesi için yatay bindirme eklenir.
2. Şerit sayısını belirleyin. İlk 50 cm'lik şeritten sonra her ek şerit, 20 cm düşey bindirme nedeniyle 30 cm etkin genişlik taşır. Şerit sayısı = 1 + ⌈(sargı yüksekliği − 50) / 30⌉.
3. Çarpın. Toplam kumaş = çevre × 0,50 m × şerit sayısı × kat sayısı × eleman adedi.

Kaç kat kumaş sarılacağı ise bu yazının konusu değil; o bir tasarım kararıdır ve statik projeden gelir. Kat sayısının nasıl belirlendiğini kolon güçlendirme rehberimizde anlattık — sarfiyat hesabı, o karar verildikten sonra başlar.

Bir sınır koşulunu da baştan söyleyelim. Dikdörtgen kesitlerde kenar oranı (uzun kenarın kısa kenara oranı) 2,5'i aşıyorsa TBDY 2018, sargının eksenel dayanım ve süneklik katkısını hesaba katmaz. Böyle bir kesitte sarfiyat hesabına geçmeden önce, sargılamanın bu eleman için uygun yöntem olup olmadığını projeciyle netleştirmek gerekir.

1 m² Uygulama İçin Ne Kadar Epoksi Gerekir?

Epoksi tüketimi kumaşın gramajına ve dokusuna göre değişir. Aşağıdaki oranlar, ürettiğimiz kumaşların GAMA EQ-STR Kumaş Epoksi ile girdiği sistem testlerinde doğrulanmış değerlerdir:

Tablonun sahada iki pratik anlamı var. Birincisi: gramaj büyüdükçe m² başına epoksi ihtiyacı artar, ama kumaşın taşıdığı her gram elyaf başına düşen epoksi azalır — 300 g/m² kumaş gramı başına 4,3–5 g epoksi isterken 600 g/m² kumaşta bu 3,3–4,3 g'a iner. İkincisi elyaf inceliği: 12K elyaftan üretilen kumaşlarda elyafı ıslatmak 24K'ya göre daha zordur ve bu genelde daha yüksek epoksi sarfiyatı doğurur — tabloda aynı gramajda 1,5'e karşı 1,3 kg/m² ve 2,6'ya karşı 2,0 kg/m² farkının nedeni budur. Seçimi yalnız sarfiyat rakamı üzerinden okumayın: 24K elyaftan üretilen kumaşların sahadaki asıl avantajı, homojen ve doğru emdirmeyi kolaylaştırması — çoğu uygulamada tercih edilmelerinin nedeni de budur.

Bir noktanın altını çizmek istiyorum: bu oranlar genel katalog değerleri değil, kumaş epoksimizle yapılmış sistem testi sonuçlarıdır. Farklı bir reçineyle veya farklı bir kumaşla çalışıyorsanız üreticinizin sistem testi verisini isteyin. Kumaş ile epoksinin ayrı ayrı "iyi" olması yetmez; ikisinin birlikte test edilmiş olması gerekir — sistem testinin neden bu kadar belirleyici olduğunu ayrı bir yazıda ayrıntısıyla anlattık.

Bindirme Payları Sarfiyatı Ne Kadar Artırır?

Bindirme payı — yani kumaş uçlarının ve şeritlerin üst üste getirilen kısmı — kâğıt üzerindeki "net alan" ile gerçekte sipariş edilecek kumaş arasındaki farkın ana nedenidir. Bindirme süs değildir: yük aktarımının sürekliliğini sağlar; bindirmesiz uç, erken ayrılma (delaminasyon) riskini büyütür.

İki tür bindirme sarfiyatı büyütür:

Yatay (sargı sonu) bindirme — tam sargıya özgü. Tam sargıda, yani kumaşın kesit çevresini tur atıp kendi üzerine kapandığı kolon sargısında ve tam sarılan kirişlerde geçerlidir. TBDY 2018 bu kenetlenme için sargı sonunda en az 200 mm bindirme şartı koyar (kolonlarda md. 15.10.1.3, kirişlerde md. 15.10.3.2). 40×40 cm bir kolonda çevre 160 cm'dir; 20 cm yatay bindirme tek başına kumaş boyunu %12,5 uzatır. Kesit küçüldükçe bu oran büyür — küçük kolonlarda bindirmenin sarfiyat payı şaşırtıcı derecede yüksektir. Kiriş U-sargısında ise kumaş kendi üzerine kapanmadığı için bu kalem yoktur; hesaplayıcının kiriş formunda yatay bindirme alanı olmamasının nedeni de budur.

Düşey (şeritler arası) bindirme — her eleman tipinde. 50 cm'lik rulodan kesilen şeritler, kaplanacak boy 50 cm'yi aşınca üst üste bindirilerek uygulanır; kolonda bu boy sargı yüksekliği, kirişte kiriş uzunluğudur. Her ek şeridin 20 cm'i bindirmeye gittiği için etkin genişlik 30 cm'e düşer. Yüksek boylarda bu, şerit sayısını hissedilir biçimde artırır: 240 cm'lik sargı yüksekliği "kabaca 5 şerit" gibi görünür ama gerçek ihtiyaç 8 şerittir.

TBDY 2018, Bölüm 15 (15.10.1): "Bu yöntemler ile kolonların eğilme kapasitesi arttırılamaz."

Bu tek cümleyi buraya boşuna koymadık. Sargının ne yaptığını (süneklik — yani yapının kırılmadan şekil değiştirme yeteneği —, eksenel ve kesme katkısı) ve ne yapmadığını bilmek, "şu kolona iki kat daha saralım da garanti olsun" yaklaşımının önüne geçer. Fazla kat, kapasiteyi sınırsız artırmaz; ama sarfiyatı ve maliyeti kesin artırır. Doğru miktar, projede yazan miktardır.

Fire Oranı Nasıl Seçilir?

Fire — kesim kayıpları, ölçü toleransları ve saha koşulları için eklenen pay — sarfiyat hesabının son çarpanıdır. Sahada uyguladığımız seçim tablosu şudur:

Fire oranını doğru seçmek iki yönlü bir disiplindir. Düşük seçerseniz şantiyede kumaş biter ve iş durur; ek siparişin kargosu ve ustaların iş gücü kaybı maliyeti artırır. Daha az konuşulan risk parti farkıdır: ek sipariş farklı üretim partisinden gelirse aynı elemanda iki ayrı parti kumaş buluşur — teknik olarak spec aynı olsa da izlenebilirlik açısından istemediğimiz bir durumdur. Yüksek seçerseniz bu kez parası ödenmiş kumaş depoda bekler ve bütçe raporunda "kullanılmayan malzeme" satırı olarak karşınıza çıkar. Sahada gördüğümüz denge şudur: kesim listesi düzgün hazırlanmış standart bir kolon projesinde %10 pay, hem küçük ölçü sapmalarını hem birkaç hatalı kesimi rahat karşılar. Kesimlerin kısaldığı, geometrinin düzensizleştiği işlerde ise güvenli tarafta kalın; %15–20'nin maliyeti, yarıda kalan bir uygulamanın maliyetinden çoğu projede küçüktür.

Sebebi basit. Fire bir güvenlik katsayısı değil, planlama aracıdır.

Epoksi tarafında fire ayrıca hesaplanmaz; epoksi zaten kumaş alanı üzerinden (fire dahil alanla) çarpıldığı için pay otomatik yansır. Dikkat edilecek asıl konu ambalajdır: GAMA EQ-STR Kumaş Epoksi'nin kapta kalma süresi (pot ömrü) 20 °C'de 30 dakikadır — farklı bir sistemde üreticinin teknik föyündeki değer esas alınır — ve iki bileşenli setleri bölerek karıştırmayın: reçine ile sertleştiricinin oranı sahada terazisiz tutturulamaz, oran kayarsa epoksi tam kürlenmez ve mekanik özellikleri düşer. Ekip hızınıza göre pot ömrü içinde bitecek ambalaj boyutunu seçin; büyük tek set yerine küçük setlerle çalışmak, sıcak havada kürlenmemiş epoksi zayiatını önler.

Örnek: 5 Kolonlu Bir Güçlendirmede Toplam Sarfiyat

Kuralları uçtan uca bir senaryoda birleştirelim. Elimizde 30×60 cm kesitli 5 kolon olsun; statik proje 280 cm sargı yüksekliği ve 2 kat GAMA UD-24 300 istiyor. Yatay bindirme 20 cm, düşey bindirme 20 cm, fire %10.

Tablodaki rakamların sahadaki karşılığı şudur: 99 m² kumaş, 50 cm'lik rulodan yaklaşık 198 metre kesim demektir; 128,7 kg epoksi ise ekibin pot ömrü içinde eritebileceği set boyutlarına bölünerek sipariş edilir. Kesit oranını da kontrol edelim: uzun kenar / kısa kenar = 60/30 = 2,0 ≤ 2,5 — sargının eksenel ve süneklik katkısı hesaba katılabilir, yöntem bu kolonlar için geçerli.

Aynı hesabı elle yapmak yerine hesaplayıcıya kesit ölçülerini girdiğinizde kumaş, epoksi ve fire kalemlerini eleman bazında listelenmiş PDF raporla alırsınız. Hesaplayıcıda düşey bindirme payı ayarlanabilir; bu yazıdaki formüller sahada yaygın uygulama olan 20 cm'i esas alır. Şunu da netleştirelim: hesaplayıcının verdiği sonuç ön metrajdır — kesin metraj ve kat sayısı, yetkili inşaat mühendisinin yerinde keşfi ve statik projeyle netleşir. Sık tekrarladığım bir ilke var: "Metrajı şantiyede değil, sipariş vermeden önce masada netleştirin — sahada biten kumaşın telafisi her zaman pahalıdır."

Dairesel Kolonda ve Kirişte Hesap Nasıl Değişir?

Mantık aynı kalır, yalnız çevre formülü değişir. Dairesel kolonda sargı çevresi π × D ile bulunur; Ø50 cm bir kolonda çevre π × 50 = 157,1 cm'dir, 20 cm yatay bindirmeyle 177,1 cm'e (1,77 m) çıkar. 240 cm sargı yüksekliği için şerit sayısı yine 1 + ⌈(240 − 50) / 30⌉ = 8'dir; tek kat, tek kolon için kumaş 1,77 × 0,50 × 8 = 7,08 m² eder, %10 fire ile 7,79 m². Dairesel kesitin hesap açısından tek farkı budur; uygulama açısından ise avantajlıdır, çünkü sargı basıncı çevreye düzgün dağılır.

Kiriş U-sargısında iki fark var. Birincisi çevre: kumaş kirişin altını ve iki yan yüzünü sarar, döşemeye doğru uzanan etek payı da eklenir — çevre = kiriş genişliği + 2 × kiriş yüksekliği + 2 × etek payı. İkincisi şerit yönü: şeritler kiriş BOYU doğrultusunda dizilir, yani şerit sayısını sargı yüksekliği değil kiriş uzunluğu belirler. Aynı 20 cm düşey bindirme kuralı burada kiriş boyu üzerinde işler. Bir şartı atlamayalım: TBDY 2018 (md. 15.10.3.2), kiriş sünekliğinin ve kesme dayanımının artırılmasında tam sargıyı şart koşar; U-sargı, döşemenin tam sarımı engellediği durumlarda ACI 440.2R esaslarıyla gerekçelendirilmiş projelerde uygulanır — buradaki çevre formülü o duruma aittir. U-sargının hangi durumlarda seçildiğini kiriş güçlendirme yazımızda bulabilirsiniz.

Sipariş Verirken Nelere Dikkat Edilir?

Hesap doğru olsa bile sipariş aşamasında üç ayrıntı sarfiyatı etkiler. Bir hatırlatmayla başlayalım: malzemeyi doğru hesaplamak işin yarısıdır; uygulamanın kendisi, sistem eğitimi almış uygulamacı ekipler ve mühendis denetimi gerektirir.

Parti bütünlüğü. Bir projenin kumaşını tek üretim partisinden almaya çalışın. Fire hesabını doğru yapmanın gizli faydası budur: eksik kalıp ikinci partiden tamamlama ihtimalini düşürür.

Rulo eni ve kesim planı. Hesap 50 cm en üzerine kuruludur; şeritleri rulo eninden çapraz kesmek fire'ı plansız büyütür. Kesim listesi, metraj tablosundan otomatik çıkarılabilir — PDF raporundaki eleman dökümü bunun için var.

Depolama. Kumaşı temiz, kuru ve güneş görmeyen bir ortamda bekletin; rulonun ezilmemesi için yatık istif yerine askıda ya da orijinal ambalajında tutun. Epoksi setlerini üreticinin sıcaklık aralığında saklayın ve raf ömrünü parti etiketinden takip edin. Doğru depolanan fazla malzeme sonraki işte kullanılabilir. Fire'ın "zayiat" değil "devreden stok" olması, tam olarak bu depolama disiplinine bağlıdır.

Toplam bütçenin nasıl şekillendiğini merak ediyorsanız: malzeme bu tablodaki kalemlerden ibaret değildir; işçilik, yüzey hazırlığı, ankraj detayları ve erişim koşulları da devreye girer. Kalem kalem kırılımı bina güçlendirme maliyeti rehberimizde anlattık; yöntemlerin genel karşılaştırması için karbon fiber bina güçlendirme rehberine bakabilirsiniz.

Gama Metalurji, Türkiye'de karbon fiber (CFRP) bina güçlendirme sistemleri üreten bir firmadır. 2009'dan beri, 500'ü aşkın projede kumaşın ve epoksinin sahada nasıl davrandığını gördük; bu yazıdaki oranlar o birikimin ve İTÜ onaylı sistem testlerinin ürünüdür.

Sık Sorulan Sorular