Patlatma İle Bina Yıkım Teknikleri – 3

Yapı Yıkımında Kullanılan Patlayıcı Maddeler

Patlayıcıyla yapı yıkım çalışmalarının başarısı için kullanılacak patlayıcı maddenin seçimi çok önemlidir. Patlayıcıyla yapı yıkımı işlerinde, farklı tipte birçok patlayıcı kullanılmaktadır. Patlayıcı maddenin seçiminde ise birçok faktör etkilidir. Bu seçimde en etkili parametreler, yapı türü ve malzemesi, patlayıcının patlama hızı ve maliyetidir.

Patlayıcı seçiminde etken olan infilak hızı patlayıcının kırma ve parçalama gücünü belirlemektedir. Genellikle beton ve betonarme gibi yüksek dayanımlı malzemeden imal edilen yapıların patlatılmasında tercih edilen patlayıcı madde;  yüksek  patlama  hızına  sahip  olmalarından  ve  maliyetlerinin  düşük olmasından dolayı dinamitlerdir. Çelik ve bazı özel betonarme yapıların yıkılmasında ise dinamitlere göre çok daha yüksek patlama hızına sahip olan RDX ve PETN içerikli plastik patlayıcılar kullanılmaktadır.

 Patlayıcıyla yapı yıkımında, üzerinde durulması gereken bir diğer konu ise ateşleme sisteminin ve sırasının dizaynıdır. Çünkü bu işlemde yapılacak küçük bir hata geri dönüşü olmayan kötü bir sonun başlangıcı olabilir. Bu nedenle ateşleme sisteminin iyi bir şekilde planlanması ve çok titiz bir şekilde kontrollü olarak yapıya döşenmesi gerekmektedir. Yapı yıkımlarında, genel olarak patlayıcıların ateşlenmesinde gecikmeli elektrikli kapsüller kullanılmaktadır. Böylelikle çok sayıda delik patlatılabilmekte ve yapının dengesi istenilen yönde ve zamanlamada bozulabilmektedir. Ayrıca gecikmeli kapsüllerle yapılan patlatmalarda ardışık patlatma makinesi (sequential timer machine) kullanılarak gecikme aralıkları daha da çoğaltılabilmekte, böylece patlama sırasında üretilen ses ve titreşim en az düzeyde tutulabilmektedir. Son yıllarda elektriksiz (NONEL) kapsüller gibi yeni nesil ateşleme sistemleri de patlayıcılarla yapı yıkımında kullanılmaya başlanmıştır. Ancak bu tür ateşleme sistemleri maliyet unsurlarından dolayı elektrikli ateşleme sistemlerine göre daha az tercih edilmektedir.

 Dinamitler

Dinamit başlıca 5 ana madde ve açıklanmayan birçok elemandan oluşmaktadır. Bu 5 madde, nitrogliserin, nitroglikol, nitroselüloz, oksitleyici tuzlar ve yakıt karışımlardır. Bütün dinamitlerin sıvı kısmı “NG” ile ifade edilen nitrogliserin ve nitroglikolden oluşur. Patlama hızı, enerji çıkışı ve su direncine göre NG içeriği %5’den %90’a kadar değişebilir. Nitroselüloz sıvı kısım ve diğer karışımları bir arada tutmak ve yakıt karışımların sızmasını önlemek amacıyla jelleştirici olarak kullanılmaktadır.

 Dinamitler, kapsüle duyarlı ve yüksek patlama hızına sahip olmalarından dolayı patlayıcıyla yapı yıkımı çalışmalarında da önemli oranlarda kullanılmaktadır. Patlayıcıyla yapı yıkımı sektöründe çok değişik tipte dinamit üretilmesine rağmen, yıkım çalışmalarında genellikle jelatinit dinamitler ve PVC kartuşlar içindeki toz dinamitler patlama hızlarının yüksek, temin edilebilirliklerinin kolay ve maliyetlerinin düşük olmasından dolayı diğer tür dinamitlere göre çok daha fazla tercih edilmektedirler.

Bina yıkımında kullanılacak patlayıcıların seçimi, patlatma düzeneği, gecikme sürelerinin seçimi ve uygulama noktalarının seçimi çok önemli olup, bunların hepsi bir bütün halinde bir uzman tarafından seçilerek uygulanmalıdır. 

Eğer patlatma yapılacak bölgede uygun patlayıcıların temin edilmesi mümkün değil ise, patlatmayla yıkım projeside askıya alınabilir. 

Elektriksiz Ateşleme Sistemleri (NONEL)

Patlayıcılarla yapı yıkımlarında, son zamanlarda elektrikli kapsüllerin kazalara ve ateşleme düzeneğinde arızalara yol açmasından dolayı elektriksiz kapsüllerin kullanımını gündeme gelmiştir. Ancak maliyetlerinin diğer kapsül türüne göre oldukça yüksek olması nedeniyle sınırlı olarak çok özel konumlara sahip yapıların patlatılmasında kullanılmaktadır.

 Bu kapsüllerde ateşleme ince bir plastik tüp içerisinde yol alan alev ile gerçekleşir. Bunu sağlamak için uygun kalite ve çaptaki plastik tüpün iç duvarı özel bir patlayıcı madde ile kaplanır. Bu patlayıcı madde kapsül şokuna duyarlıdır, sürtünme ve ateş ile patlamaz. Sadece bir kapsülün şokuna duyarlıdır. Patlatıldığı zaman şok dalgası 1600–2000 m/s’lik hızla ilerler ve elektriksiz kapsülün gecikme elemanını ateşler. Bu kapsüllerde gecikme düzenlemesi yüzeyde yapılır. Gecikme elemanlarının yüzeyde yapılması, arızaların ve düzeltmelerin her an yapılabilmesini mümkün kılar. Elektrikli kapsüllerde lağımlar doldurulduktan sonra düzeltme yapılması ve hataların düzeltilmesi çok zordur.

 NONEL kapsüller, üzerlerine bağlanan elektrikli kapsüller yardımıyla ve adi kapsüller ile bir noktadan ateşlenebilirler. Bu kapsüllerin başlıca avntajları; şok dalgasının tüp içinde ilerlemesi, içinden geçtiği yemlemeye duyarlı, patlayıcıda ayrışmaya ve yanal(kısmen) ateşlemeye neden olmaması ve patlayıcı malzeme üzerinde bozucu bir etkisinin olmayışıdır.

 İnfilaklı Fitil

İnfilaklı fitil, ortada kuvvetli bir patlayıcı olan PETN çekirdek, etrafında kopmaya karşı dayanıklılık vermek üzere yerleştirilen tekstil bir katman ve en dışta neme karşı koruyucu naylon bir kılıftan oluşmaktadır. İnfilaklı fitiller adi kapsül yardımı ile patlatılabilir.

 Büyük çaplı patlatmalarda iş yeri güvenliği ve çok sayıda gecikme aralığı kullanmak için infilaklı fitiller uygun ateşleme sistemidir. Bu fitil kullanımının getirdiği en büyük yarar, sonsuz gecikme aralığı sağlamasıdır. Elektrikli kapsül üreticileri gecikme aralıklarını 20 numaraya kadar yaparlar. Daha fazla sayıda gecikmeye ihtiyaç duyulduğunda sorunlar çıkmaya başlamaktadır. Buna karşın bazen çevrede minimum zemin titreşimi oluşması açısından, 20’den fazla gecikme aralığına gerek duyulabilir. Bu sorun infilaklı fitil ve gecikme elemanları ile rahatça çözülmektedir.

 İnfilaklı fitil sulu ortamlarda kullanılabilir fakat ateşlenecek yerin kuru kalması gerekir. Islandığında yavaş yavaş patlama gücünü kaybeder. Bu fitiller elektrik, ateş ve düşük seviyedeki darbelere duyarlı değildir. Fitilin gecikme aralıkları yüzeyde bağlanan gecikme röleleri ile sağlanır. Kullanım sırasında ancak gecikme elemanları ve kapsül bağlantısı yapıldıktan sonra tehlike başlar. İnfilaklı fitiller birbirine düğümlenerek veya bantlanarak eklenir. Bu tür patlayıcılar içlerinden geçtikleri şarja etkileri olmadıkları ve havada şok dalgası oluşturmadıkları için tercih edilirler.

 Elektronik Ateşleme Sistemi

 Elektronik ateşleme sistemi, bilgisayar teknolojisindeki gelişmelere bağlı olarak geliştirilmiştir. Değişik firmalarca geliştirilmiş; i-kon, Electrodet, ExEx 1000, DSL2 ve DSL3 ticari isimli elektronik kapsül sistemleri kullanılmaya başlanılmıştır. Bu elektronik sistemler genellikle 1 ms’lik fasılalarla, 1-15000 ms arasında istenen gecikme zamanını seçme olanağı tanımaktadır. Akıllı kapsüller olarak tanımlanabilecek bu kapsüller, fabrikada, depoda veya elde taşınan küçük bir terminal ile delik içinde programlanabilmektedir. Bu kapsüllerin başlıca sakıncaları ise, yüksek fiyatlı oluşları, kullanıcı (eğitim) güçlükleri ve bağlantılarla ilgili problemlerdir.

Elektronik Kapsül ve Ateşleme Sistemi

Elektronik ateşleme sistemi 3 bileşenden oluşmaktadır. Bunlar; elktronik kapsül, Logger ve Blaster.

Elektronik kapsülünün özelliği programlanabilir olmasıdır. Bir elektronik kapsüllerin görünümü diğer normal konvansiyonel kapsüllere benzerdir. Bir elektronik kapsüle bilinen standart çelik teller vasıtasıyla enerji verilmektedir. Bunların izolasyonu kuvvetli folipropilan izolasyonudur. Bu kapsül içerisindeki ateşleme sistemi; kibrit başı, primer şarj, sekonder şarj olarak sıralanır. Bunlar patlayıcıyı veya ona baplı olan fitili ateşleme görevini yapmaktadırlar. Normal bir konvansiyonel ateşleme kapsülünde (elektrikli veya elektriksiz) içindeki gecikme süresi piroteknik bir elemanla gerçekleştirilirken, elektronik kapsülde “printed circuit board” tarafından gerçekleştirilmektedir. Logger tarafından verilen gecikme süresi bu board üzerinden verilmektedir ve enerji orda tanımlanan süreden sonra serbest bırakılmaktadır. Logger’in görevi ise gecikmeleri programlamaktır. Yani, gecikmeleri kapsül içindeki çipe yüklemektir. Logger’in diğer bir önemli görevi de bağlı olan tüm elektronik kapsülleri test etmektir. Diğer bir alet ise Blaster’dir. Blaster ateşlemede güvenliği sağlar ve bir kod ile kapsüllere enerjiyi verir. Blaster400 denilen alet, 400 adet kapsüle bağlanabilmektedir. Bir Logger ise 200 kapsüle bağlanabilmektedir. Dolayısıyla da Blaster 400’e de iki Logger bağlanmaktadır. Ayrıca kapasiteyi arttırmak için de Blaster1600 geliştirilmiştir. Yani 1600 adet kapsül buna bağlanabilmektedir. i-kon elektronik kapsüller için SHOTPlus-i yazılımı geliştirilmiştir. Bu program vasıtasıyla bilgisayar üzerinde paternler oluşturulabilmektedir. Oluşturulan paternler Logger’e yüklenmektedir. Aşağıda i-kon elektronik kapsül özellikleri verilmiştir.

 

  • Elektronik kapsülerin iki yönlü bir iletişimi vardır. İki yönlü iletişimin anlamı; kullanılan Logger elektronik kapsüle soru sorabilmektedir. Elektronik kapsül de buna cevap vermektedir. Normal sistemlerde devreyi bağlandıktan sonra ölçmek gerekmektedir. Burada ise devre, kapsülden gelen sinyaller vasıtasıyla kontrol edilebilmektedir.
  • Tüm elektronik kapsüllerin kendi kimlik numaraları (ID) vardır.
  • Başlangıçta hiçbirinin gecikmesi yoktur.
  • Her kapsül 15000 ms’ye birer milisaniye atlayarak programlanabilmektedir.
  • Zamanlarda kesinlik; % 0,001 hata ile kesin gecikme süreleri verilebilmektedir.
  • Fonksiyoneldirler.
  • Patlatma dizaynı yaparken esneklik sağlamaktadır.
  • Depolanmasında avantaşlıdır. Her kapsül gecikmesiz olarak depolandığına göre, farklı gecikme numaralarını elde bulundurmaya gerek yoktur. Ancak, kablo boyları farklı kapsüller olabilmektedir.
  • Bu kapsüller sadece i-kon Blaster’larla patlatılabilir.

Paternle ilgili çıktılar SPOTPlus-i programıyla veya Logger’e bağlanan bir yazıcı vasıtasıyla alınabilmektedir.

Binaların yıkımı esnasında en önemli faktör olan patlayıcı seçimi, miktarı, delik dizaynı ve uygulama noktaları ile ilgili olarak mutlaka patlatma öncesi deneme atımları yapılmalı, ayrıca mutlaka tüm bu bahsedilenler mühendislik yaklaşımları çerçevesinde hesaplanarak uygulanmalıdır. 

Yıkımlarda kullanılacak patlayıcı miktarı seçimi hesaplamaları daha sonra detaylı olarak blogumda yayınlanacaktır.