Endüstriyel Zeminler Sanayi Zemin Kaplamaları Mimarlar Makaleler

Depolar ve lojistik tesis binalarında beton plaka ve zemin kaplaması, çalışmaların etkin bir işlevselliğe sahip olması için kritik önem arz eder. Ancak, genel algı, beton zeminin projenin en dolaysız elemanı olduğu yönündedir ve çoğunlukla tasarım ve inşaat detaylarına gösterilen dikkat, bu hususların tesisin verimli bir şekilde işletilmesindeki nihai önemi ile orantılı değildir. Beklentiler, geniş alanlardaki zeminlerin mümkün olan en düşük maliyetle inşa edilmesi ve yıllar geçmesine rağmen sorunsuz bir kullanım sağlamasıdır.

Zemin Plakasının İşlevi

Zemin plakası, üzerinde verimli ve emniyetli çalışmalar yapılabilecek uygun bir
aşınma tabakası sağlamak üzere inşa edilir. Zemini taşıyan plakalarla ilgili olarak, beton plakalar, daha zayıf olan alt zeminde deformasyon ya da çatlama olmaksızın uygulanan yükleri dağıtır. Plakaları destekleyen kazıklar, asma zemin plakaları olarak tasarlanmıştır.

Bu gereklilikler, gerek yük trafiğine maruz kalan beton gerekse yüksek
performanslı zemin kaplama sistemleri dâhil olmak üzere diğer tüm ticari
kullanıma yönelik zeminler için de geçerlidir. Aşağıdaki kontrol listesi,
lojistik tesisleri için kullanılan zemin plakalarının seçimi ve tasarımında
dikkate alınması gereken başlıca hususları göstermektedir. Özel plaka inşa özellikleri, sektörler arasında ve hatta aynı sektör içerisinde dahi değişkenlik
gösterebilir.

Depo ve Lojistik Tesisleri İçin Tipik Zemin Plakası Gereklilikleri:   

  • Çatlama veya deformasyon olmaksızın operasyonel ve sabit yükleri destekler
  • Açık derz sayısını en aza indirger
  • Aracın çalışma hızını engellemeyen bakım yalıtım derzlerini kullanır
  • Dayanıklı aşınma direnci ve tozsuz yüzey sağlar
  • Malzeme taşıma sistemlerini ("MHE") destekleyecek uygun yüzey düzgünlüğü ve düzlük sağlar
  • Yüzey dokusu çekişini temizlenebilirlik ile dengeler
  • Operasyonlarda olası değişikliklere uyum sağlaması amacıyla esnektir
  • Güvenli ve hoş bir çalışma ortamı sağlar

Zemin Yükleri

Taşıyıcı beton zemin plakaları, iki tür yükle karşı karşıyadır: Statik ve dinamik yükler. Statik yükler, örneğin blok istifleme, ekipman ve makineler ve depo raf sistemlerini içerir. Dinamik yükler, malzeme taşıma sistemlerini ("MHE") ve forkliftler, paletli istifleyiciler ve diğer araçlar dâhil olmak üzere diğer trafik unsurlarını içerir.

Statik zemin yükleri

Statik zemin yükleri, üç farklı türe ayrılabilir:

Eşit etkili yükler

Eşit etkili yükler, genellikle ayak izi daha geniş biçimde dağıtılmış yüklerdir. Örneğin, ahşap paletler veya birbirine istiflenmiş kâğıt ruloları.Diğer ticari binaların çoğunda zeminler, nominal yükleme için tasarlanmış olup, bu yükler endüstriyel alanlarda dağılmış yüklerden önemli ölçüde daha düşüktür.Makineler ve üretim ekipmanlarının doğrudan zemine monte edildiği durumlarda, bunların temelleri eşit dağılmış bir yük olarak kabul edilebilir.  Böyle bir durumda, potansiyel titreşimi dikkate almak ve bunu azaltmak önemlidir.


Örnekle:

  • Blok halinde istiflenmiş palet yükleri ve kâğıt ruloları (birim yükler)
  • Sabit makine ve ekipmanların yükleri
  • Hafif ticari ve eğlence amaçlı kullanıma yönelik nominal yükler
Nokta yükleri 

Nokta yükleri, taban plakalı ayaklara monte edilen herhangi bir ekipman veya yapıdan kaynaklanır. Sabit konveyör sistemleri değişken nokta yükü sağlar ve titreşimin dikkate alınmasını gerektirir. En yaygın statik nokta yükleri depo raflarından kaynaklanır. Geleneksel bir statik raf sisteminde yük, taban plakaları aracılığıyla plakaya iletilir. Taban plakaları, zemine ile nispeten az etkili bir temas alanına sahiptir. Taban plakalarının çoğu, yükü dağıtan cıvatalarla zemine sabitlenir.

 

Örnekler:

  • Tribün koltukları
  • Dış giydirme raf sistemli binalar
  • Ara kat ayakları
  • Sabit makinelerin nokta yükleri
  • İstifleyici vinç montajları
  • Depolama rafı ayakları
  • Taşıma ekipmanlarının tekerlek yükleri
Çizgisel yükler

Çizgisel yükler, adından da anlaşıldığı gibi bir hat üzerinde (örneğin, bir zeminde duran bir iç bölme duvarının ağırlığı) hareket eden,birim uzunluk başına kuvvet birimleriyle hesaplanan yüklerdir. Bazı depolama sistemleri ya da raylar üzerine kurulu ekipmanlar, bir zeminde herhangi bir yere yerleştirilebilen ve eşit, basamaklı veya değişken büyüklüklerde olabilen çizgisel yüklerdir.

 

Örnekler:

  • Gezici yoğun raf sistemleri
  • Bölme duvarları
  • Raya monte edilmiş sabit ekipmanlar
Dinamik zemin yükleri
Dinamik Zemin Yükleri

Yük trafiğinin zemin ve zemin tasarımı üzerinde büyük bir etkisi vardır. Malzeme taşıma ekipmanları, dinamik yükler ve nokta yükleri doğururlar. Forkliftler, transpaletler ve istifleyiciler, dökme yüklerde veya sipariş toplamada palet ve konteynerleri hareket ettirirler. Depodan tekil ürünler toplanır ve ambalajlamaya, ardından sevkiyata gönderilir. Farklı trafik türleri, işlevlerine ve türlerine göre aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir: Serbest hareketli alanlarda ve geniş koridorlarda çalışan malzeme taşıma ekipmanları ve çok dar koridorda çalışan malzeme taşıma ekipmanları.

"Zemin seviyesinde" çalışan tipik araç, genellikle maksimum 3 ton kapasiteli veküçük yük taşıyan poliüretan tekerleklere sahip bir transpalet, el arabası veyatreylerdir. Küçük ve sert tekerlek temas yüzeyi, zemin yüzeyinde yüksek derecede bölgesel basınç oluşturur. Bu ekipmanın üzerinde çalıştığı zemin yüzeyleri tipik olarak düz ve dengelidir. Bu hafif yük taşıma ekipmanları, yaygın olarak gıda dağıtım ve diğer lojistik merkezlerinde bulunur. Derz hasarını ve sonrasında oluşabilecek çökmeleri önlemek için, büzülme derzleri dar açıklıklarla tasarlanmalı ve/veya yük trafiğini desteklemek için yük taşıyan esnek reçine ile doldurulmalıdır.

Çok dar koridorlarda (VNA) çalışan forkliftler, ileri derecede düzlük ve dengeli zemin toleransları gerektirir. Bu ekipman, yüksek raflarda palet alma veya koyma amacıyla dar ve sabit bir koridorda çalışır. Bu ekipmanın tekerlekleri tipik olarak sert neopren kauçuktan üretilir. Araç sabit bir yolda çalışır ve genellikle zemin yüzeyinde aşırı ve agresif bir aşınmaya neden olmaz. Bu kamyonun tipik olarak üç tekerleği vardır ve koridorun kenarlarındaki raylar veya endüktif kılavuz teller vasıtasıyla yönlendirilir.  VNA alanlarındaki zemin yüzeyleri düz ve dengeli olmalı, geniş, basamaklı veya dengesiz derzler bulunmamalıdır. Yarı otomasyonlu tesislerde, özellikle üçüncü tekerlek yerinde döndüğünde, aracın sık sık dönüş yaptığı alanlara özen gösterilmelidir.

Serbest hareket sağlayan alanlarda ve geniş koridorlarda, malzeme taşıma için çoğunlukla teleskopik direkler (forkliftler) ile donatılmış olan karşı ağırlık kaldırma makineleri kullanılır. Yük taşıma kapasitesi 10 ton veya üzeri olabilir. Ancak, endüstriyel binalarda yük dağılımına bağlı olarak normalde 4 tonu aşmaz. Kaldırma yükseklikleri sınırlıdır ve normalde 7 metreyi geçmez.Lastikler, ya sert kauçuk ya da pnömatik lastikler olup, küçük sert tekerleklerden daha az yüzey basıncı oluşturur. Bu araçlar dengesiz yüzeyleri karşılar ve sert tekerlekli MVE'den daha geniş derz açıklıklarına uygundur. Bununla birlikte, daha yumuşak lastikler, yüksek aşınma nedeniyle aşırı zemin aşınmasıyla sonuçlanan döküntü ve birikintileri toplamaya eğilimlidir.

 

Concrete floor in warehouse

Yapısal Tasarım ve Plaka Türleri

Beton zeminin varsayılan yükünü başarılı şekilde taşımaya devam etmesini sağlamak için, zeminin kendisi kadar dikkatli bir şekilde tasarlanması ve inşa edilmesi hayati önem taşımaktadır. Beton zemin plakalarının sertliği ve forklift tekerleklerinden veya yüksek raf ayaklarından kaynaklanan yükler geniş alanlara yayıldığı için, yükleme nedeniyle alt zemine uygulanan basınçlar genellikle düşüktür. Bundan dolayı, beton zeminler mutlaka alt zeminden güçlü bir desteğe ihtiyaç duymaz.  Bununla birlikte, alt zemin desteği, boşluksuz şekilde, makul derecede eşit olmalıdır. Aksi takdirde ani değişiklikler desteği yumuşatır.

 Alt zemin toprakları, makul derecede eşit destek sağlamayan silt ve killer gibi oldukça geniş veya yüksek derecede sıkıştırılabilir olduklarında sorunlu topraklar olarak kabul edilir. Alt zemin sorunlarını önlemek için alt zemin toprağının sınıflandırması uygun bir biçimde yapılmalıdır. Sınıflandırma raporu, gerekli alt zemin iyileştirme önlemleri ve beton plaka seçimi için tasarım parametreleri hakkında bilgi sağlar.

Zemindeki beton zemin plakasının yapısal tasarımında alt zemin koşulları ve zemin yükleri hâkimdir. Zemini taşıyan bir plaka veya kazık destekli bir asma plaka kullanılması tasarım seçeneklerinden ikisidir. Plastik toprakların konsolidasyonunun potansiyel bir sorun teşkil ettiği belirlenirse, bir asma plaka kullanımı,zemin plakasının kazıklar üzerinde veya zemin kirişleri arasında kurulduğu tek etkili çözüm olabilir.

Her iki tasarım tipinde de çelik hasır veya fiberlerle güçlendirme veya sonradan germe yapılabilir. Polipropilen makro fiber teknolojisi, zemin taşıyıcı plakalar için daha yaygın hale gelmektedir.

Floor joint in warehouse floor
Görsel: Sika® FloorJoint S, -XS ve -EX derz sistemleri, her türlü lojistik tesisi zemini için mükemmel çözümlerdir. Bunlar, her türlü forklift için düz, gürültüsüz ve neredeyse titreşimsiz bir sürüş sağlar ve forklift yüklerinden etkilenmeyerek düz bir yük trafiğine olanak sağlar.

Derz Tasarım Gereklilikleri

Depo ve lojistik merkezlerinin yüksek bir araç trafiği yükü mevcuttur. Bu tesisleri uzun süreliğine işlevsel kılmak ve güvenli operasyonlarını sürdürmek için,planlanmamış beton çatlakları en aza indirilmeli ve onarılmalı, öte yandan planlanan genleşme ve büzülme derzleri yük trafiğini destekleyecek şekilde detaylandırılmalıdır. Beton karışımının uygun şekilde tasarlanması, beton takviye kullanımı, tatmin edici kürlenme ve uygun derz aralıkları faktörlerinin tümü çatlakların önlenmesine katkıda bulunur. Plakanın bir bölümündeki gerilme betonun gerilme mukavemetini aştığında çatlama meydana gelir. Bir depo veya lojistik tesis zemininde meydana gelen beklenmeyen çatlaklar, güvenlik sorunlarına ve olası ürün hasarına neden olarak hızla şekilde bozulmaya yol açacaktır. Çatlaklar oluştuğunda temizlenmeli ve yük trafiğine karşı destek sağlayan yarı esnek reçineyle doldurulmalıdır.

Normal yapısal hareketi karşılama amaçlı yalıtım derzleri tasarımı genellikle oldukça esnek bir sızdırmazlık maddesi ile kapatılır. Bu uygulama, depolarda ve lojistik tesislerinde yalıtım derzi bir trafik modelinde olduğunda kullanışlı olmayacaktır. Düz yüzeyde bir düzensizlik yaratmadan hareketi karşılayacak ve trafiği destekleyecek özel bir derz sistemi belirlenmelidir.

Teorik olarak büzülme derzleri, beton plakanın kürlendikçe büzülmesinin yarattığı hareketi karşılar. Pratikte ise bu derzler, sıcaklık ve nem değişiklikleri nedeniyle meydana gelen hareketi görmeye devam eder. Bu derzler, araç trafiği olması beklenen alanlara doldurulmalıdır. İşlem görmemiş olarak bırakıldığında,sert tekerlekler derz kenarlarını etkileyerek çöküntülere yol açar. Çatlaklara uygulanan işleme benzer şekilde, bu derzleri doldurmak için yük trafiğine karşı destek sağlayan yarı esnek bir reçine kullanılır.

Yüzey Özellikleri

Bir depo zemininin en önemli ve gerekli yüzey özelliği, aşınmaya ve tozlanmaya direnç gösterebilmesidir. Günümüzde iyi görünüm ve estetik ve yönlendirme kontrolü için açık yansıtıcı renk kullanımı önemli hususlardır.

Aşınma direnci
Applying dry shake aggregate floor hardeners on freshly placed concrete
Görsel: Sikafloor®-2 SynTop kuru karışımlı sertleştiricinin yaş beton üzerinde mekanik yayılımı.

Aşınma veya yıpranma direnci, bir yüzeyin sürtünme, yuvarlanma, kayma, kesme ve darbe kuvvetlerinden kaynaklanan bozulmaya karşı dayanabilme kabiliyetini ifade eder. Aşınma mekanizmaları, farklı uygulamalara göre büyük ölçüde değişiklik gösterir.Farklı hareketlerin komplike kombinasyonları meydana gelebilir (örneğin, kamyon trafiği, adım trafiği ve kazınma). Yanlış seçilmiş ya da güçsüz beton veya inşaat koşullarına bağlı düşük yüzey kuvvetinden dolayı aşırı ve erken yıpranma meydana gelebilir.

Kuru karışımlı yüzey sertleştiriciler, kimyasal sertleştiriciler ve yüksek performanslı kaplamalar, yüksek derecede aşınma dayanımı elde etmek için uygun maliyetli çözümlerdir. Bu unsurların her biri beton zeminin performansını iyileştirerek ihtiyaç duyulan özel uygulamaların gerekliliklerini karşılayabilir.

Zeminin aşınma direnci, büyük ölçüde betonun kompozisyonuna ve yüzey kaplamaları dâhil olmak üzere kaplama malzemesinin sertlik ve dayanıklılığına bağlıdır. Aşınma ve darbe dayanımını ölçmek için bir dizi testler mevcuttur. Bunlardan bazısı malzemenin kendi sertliğini ölçerken bazısı da yüzey aşınma direnç kapasitesini ölçer. EN BS 8204-2:2002 ve ASTM C779 ve ASTM C944 standartları, aşınma dayanımı, performans sınıfları, kullanım koşulları ve tipik uygulamalar hakkında kılavuzluk sağlar.

Kimyasal direnç

Beton,sınırlı kimyasal dirence sahip gözenekli bir malzemedir. Organik ve mineral asitler alkalin çimentolu malzeme ile reaksiyona girerek yüzeyi aşındırır.Gıdalar, yağlar ve bazı kimyasallar dâhil olmak üzere diğer birçok madde zaman içinde betonu aşındırır. Kimyasal aşınmanın muhtemel olduğu durumlarda zemin, kimyasal dirence sahip malzeme ve aşındırıcı maddeye dirençli kaplama malzemesiyle korunmalıdır.

Renk ve görünüm
Dry shake hardeners broadcasted directly onto fresh concrete floor in warehouse

Bir beton zeminin nihai görünümü asla kaplamalı bir yüzey gibi düzgün olmayacaktır.Beton zeminler, doğal yollarla oluşan malzemelerden yapılır; bir fabrika işleminde olduğu kadar kontrol edilemeyen tekniklerle yüzey işlemi gerçekleştirilir ve döşeme sırasındaki koşullar değişkendir.

Tipik bir beton zemin gri renktedir. Bununla birlikte, renklerle beton zeminler üretmenin ve farklı görünümler sağlamanın birtakım yolları bulunmaktadır. Kuru karışımlı sertleştiriciler, zemine renkli bir yüzey işlemi sağlayan pigmentler içerir. Beton zemin, beton karışımına renklendirici eklenerek veya yüzeye renk vermek üzere asit boyama yoluyla veya su bazlı boyalar kullanılarak renklendirilebilir. Son zamanlarda kullanılan yeni bir yöntemde, suda asılı ince pigmentleri, sıvı zemin sertleştiricileri ile karıştırılarak renkli bir sertleştirici kullanılır. Sarı, bej, açık gri veya hatta beyaz gibi açık renk tonları, odada daha yüksek derecede yansıtıcılık ve parlaklık sağlar. Bu sayede aydınlatma gereksinimlerini azaltılabilir ve enerji maliyetlerinden tasarruf edilebilir. Büyük depolarda, sürdürülebilirlik derecesi üzerinde bu uygulamanın büyük etkisi olabilir.

 

Mala izleri ve parlatmadan kaynaklanan renk atmaları, genellikle betonun dökülmesinde veya aşırı malalama gibi kötü yüzey işlemlerinden kaynaklanan normal değişikliklerin bir sonucudur. Fazla derecede kürlenen bileşik, daha koyu kısımlar meydana getirebilir. Bunlar zeminde bir etki bırakmaksızın zaman içinde ve kullanımla birlikte aşınır ve kaybolur.

Sonuç Notları

Yalnızca yük taşıma kabiliyeti, çatlakların kontrolü, derzlerin bakımı, uygun toleranslar ve aşınma tabakası performansının doğru bir kombinasyonu ile bir beton zemin, çalışmaların beklendiği şekilde ve maksimum verimlilik ve uygun maliyetle sürdürülmesine olanak sağlayacaktır. Seçimde veya işçilikte yapılacak her türlü hata, bu ortamlarda bulunan sabit ve zorlu yük trafiğine maruz bırakılmış olacaktır. Bundan dolayı, depo ve lojistik tesislerindeki en önemli gereklilik, işlevsel, dayanıklı ve ekonomik şekilde yapılacak çalışmalar için sorunsuz bir platform sağlamaktır.

Sika Expert - Ari Tanttu

Yazar
Ari Tanttu
Pazar Geliştirme Müdürü
Zemin Kaplamaları Hedef Pazarı
Sika Services AG