İntümesan yangın boya kalınlığının çelik levhalarda yangın performansına etkilerinin araştırılması
Investigation of the effects of intumescent fire paint thickness on fire performance on steel plates
Yazar: GONCA KURNAZ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ELİF BORU ; DOÇ. DR. FERHAT AYDIN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Yapı malzemelerinden çeliğin avantajları bugüne kadar bir çok araştırmanın konusu olmuştur. Avantajlarının yanısıra çeliğin en büyük dezavantajı ise ısıya karşı olan duyarlılığıdır. Bu mekanik özelliği üzerine günümüzde her geçen gün yeni araştırmalar yapılmaktadır. 550 °C ve üzeri sıcaklıklarda yük taşıma kapasitesini hızla kaybeden çelik taşıyıcı sistemlerin yangın esnasında deformasyona uğramasını belirli bir süre (30-180 dk. arası) geciktirerek binayı tahliye etmek için yeterli süreyi kazanmak mümkündür. Bu süreyi kazandıracak bir çok yöntem geliştirilmiştir. Aktif ve pasif olarak iki şekilde sınıflandırılan bu yöntemlerden pasif korunma yöntemleri yangın öncesinde taşıyıcı sistemi yangından korumayı hedefler. Aktif korunma yöntemleri ise yangın esnasında yangını söndürmeyi ve/veya can ve mal kaybını en aza indirmeyi hedeflemektedir. Çelik materyeller üzerine ince bir film tabakası halinde uygulanan intumesan boya, yangın korunmasında bir pasif korunma yöntemi olup ısı etkisiyle şişer ve uygulama şartlarına göre uygulanan boya tabakasının 80 katı kalınlığa ulaşabilir. Bu durum yangının çeliğe ulaşmasını geciktirerek yangın esnasında bina tahliyesi için vakit kazandırır. 
Bu çalışmada günümüzde yaygın olarak kullanılan pasif korunma yöntemlerinden sıcaklık etkisiyle şişen (intümesan) boyaların uygulama kalınlığının yangından korunmaya etkisi hakkında araştırmalar yapılmıştır. Çalışma kapsamında 10 mm kalınlığında, korunmasız (referans) ve 2 kat, 4 kat ve 6 kat yangın boyası ile korunan çelik plaka numuneleri hazırlanmıştır. Termokupullar kullanılarak fırın içi sıcaklık ve çelik malzeme sıcaklıkları kayıt altına alınmış ve deney sonrasında aralarındaki ilişkiler tespit edilmiştir. Numunelerin yüksek sıcaklıklara (650-750 ˚C) maruz bırakıldığı deneyler sonucunda elde edilen sıcaklık grafikleri yorumlanmıştır.  Çalışmanın sonucunda 6 kat boyalı numunelerin çeliği 55-60 dk koruyarak 4 kat boyalı numunelerden 20-25 dk daha uzun, 2 kat boyalı numunelerden ise 25-30 dk daha uzun süre yangından koruduğu belirlenmiştir. Mevcut bir depo projesine yalnız intümesan boya kullanarak ikinci bir seçenek olarak intümesan boya ve alçı levha kullanarak yangın koruması yapılmış ve maliyetler karşılaştırılmıştır. Alçı ve intümesan boya uygulaması daha ekonomik çözüm sağlamıştır.
Anahtar Kelimeler: İntümesan Yangın Boyası, Yangın, Sıcaklık, Çelik Profil, Boya Kalınlığı

Abstract:
The advantages of steel as a building material have been the subject of many researches to date. In addition to its advantages, the biggest disadvantage of steel is its sensitivity to heat. New researches are carried out on this mechanical property every day. It is possible to gain sufficient time to evacuate the building by delaying the deformation of the steel carrier systems, which rapidly lose their load carrying capacity at temperatures of 550 °C and above, for a certain period of time (between 30 minutes and 3 hours). Many methods have been developed to save this time. Passive protection methods, which are classified in two ways as active and passive, aim to protect the carrier system from fire before fire. Active protection methods, on the other hand, aim to extinguish the fire and/or minimize the loss of life and property during a fire. Intumescent paint, which is applied as a thin layer on steel materials, is a passive protection method in fire protection and swells with the effect of heat and can reach 80 times the thickness of the applied layer, depending on the application conditions. This delays the fire from reaching the steel, saving time for building evacuation during a fire. 
In this study, investigations were carried out on intumescent paints, which are one of the passive protection methods that are widely used today. Within the scope of the study, 10 steel plate samples with a thickness of 10 mm, unprotected (reference) and protected with 2 layers, 4 layers and 6 layers of fire paint, were prepared. The temperature graphs obtained as a result of the experiments in which the samples were exposed to high temperatures (650-750 ˚C) were interpreted. The temperature inside the oven and the steel material temperatures were recorded using thermocouples and the relationships between them were determined after the experiment. As a result of the experiments, it was determined that the 6-layer painted samples protected the steel for 55-60 minutes, protecting the steel from fire for 20-25 minutes longer than the 4-layer painted samples and 25-30 minutes longer than the 2-layer painted samples. An existing warehouse project was fire protected using intumescent paint alone, as a second option using intumescent paint and plasterboard, and costs were compared. Plaster and intumescent paint application provided a more economical solution.