Karbon Fiber, Yapı Malzemelerinin Süper Kahramanı Olabilir Mi?

Her iş gününde, Şikago’nun iş merkezi bölgesi Loop, bir yırtıcıdan kaçan yabani antilop sürüleri gibi karşıdan karşıya geçen bezgin insanlarla dolu olur. Bu insanların çoğu, önemini bilmeksizin, Field Building’in ya da zamanında aynı yerde bulunan ve 1931’de yıkılmış tarihi binanın, Home Insurance Building’in önünden geçip giderler. 1884’te inşa edilen bu bina, yapı çeliğinden yapılmış iskelet üzerine dikilen ilk yüksek yapıdır. Hafif, uygun fiyatlı ve dayanıklı yapı çeliği, yapıların ahşap ya da taştan yapılma binalara kıyasla daha uzun, güçlü ve hızlı şekilde inşa edilmesine olanak tanır.

Dünyanın ilk gökdeleni olarak kabul edilen Home Insurance Building, çeliğin kullanılabilir bir yapı malzemesi; çelik iskeletli yapınınsa uygulanabilir bir teknik olduğunu göstererek, mimarinin, mühendisliğin ve inşaat sektörlerinin seyrini sonsuza kadar değiştirdi. Yalnızca 10 kat (42 metre) yüksekliğinde olmasına karşın, The Home Insurance Building o zamandan bu yana inşa edilen tüm yüksek binaların atası olmuştur; buna halihazırda dünyanın en yüksek binası olan, Dubai’deki 206 katlı, yaklaşık 820 metre yüksekliğinde olan Burj Khalifa dahildir.

130 yıldan fazla bir süre sonra, çelik ve çelik iskelet, inşaat sektöründeki krallığını sürdürüyor. Ancak kompozit malzemelerdeki yenilikler ve robotik fabrikasyon teknikleri, yeni bir despotun yakında onları tahtından indireceği anlamına gelebilir. Ve eğer, Boston’daki Autodesk BUILD Space’te (Yapı, Yenilik, Öğrenme ve Tasarım kelimelerinin İngilizce baş harfleri) devam eden araştırmalar bir göstergeyse, bu malzeme bir dönüm noktası olabilir.

Sihirli Malzemeler

Karbon fiber, yapıların geleceği için, en umut veren kompozit malzemelerden biridir. Kristalli bir oluşumda birbirine bağlanan uzun, ince karbon atomu tellerinden (ki her bir tel insan saçından daha incedir) meydana gelen polimer, çelikten daha hafif, beş kat daha güçlü ve iki kat daha serttir. Bundan dolayı, kumaş halinde dokunabilen ya da kalıcı şekiller halinde dökülebilen tellerini iplik gibi büken imalatçılar arasında özellikle popülerdir. Bu işlem, bisiklet gövdeleri, olta kamışları ve uçak kanatlarından tutun yarış arabası gövdeleri, golf sopası milleri ve yelkenli direklerine kadar her şey için kullanılır.

Mimar ve BUILD Space’in yeni çalışanı Simon Kim, “Karbon fiber ve diğer kompozit malzemeler oldukça edimseldir; yani ağır değildirler ve devasa yükler taşıyabilirler,” diyor. Kendisi aynı zamanda, Cambridge, Massachusetts’teki Ibañez Kim mimarlık ve tasarım şirketinde yöneticidir.

Karbon fiberin böylesine eşsiz özellikleri olduğundan, Kim ve diğerleri bu malzemenin ideal bir yapı malzemesi olduğuna inanıyor. Kim, “Kompozit malzemeler hızlı imalat ve isteğe uyarlama için çok ilginç bir potansiyel gösteriyor,” diyor; ve geleneksel malzemeler kullanılarak yapılsa, aylar sürecek olan küçük bir evi, karbon fiberle inşa etmenin yalnızca birkaç hafta alacağını da ekliyor. “Kompozit yapılar oldukça çabuk dikilebilir; ve örneğin, müteahhitler ve taşeronlardan, malzeme tedarikine kadar uzmanlaşmış iş gücü ve iş akışı anlamında çok fazla şey gerektirmezler. Bu sebeple daha hızlı ilerliyoruz; sevkiyat zinciri daha kısa, malzeme miktarı daha az ve iş daha ucuza çıkıyor.”

Esnekliği ve hafifliği sayesinde, karbon fiber kolayca taşınabilir. “Modüller yerinden kaldırılabilir, başka yere götürülebilir ve gerektiği gibi daha büyük yapılar üretmek için birbirine bağlanabilir,” diyor. “”Bu da kompozit yapıları, her zaman iyi bir şey olmayan kalıcılık kuramının hakim olduğu geleneksel binalardan çok daha esnek hale getiriyor.”