Genleştirilmiş polistiren (EPS) geofoam (geofoam blok) kapalı hücreli yapısı sayesinde düşük su emme özelliğine sahiptir. Genleştirilmiş polistiren (EPS) geofoam, Geofoam blok, hacminin yaklaşık %98’inin hava boşluklarından oluştuğu göz önüne alındığında, çok hafif bir geoteknik dolgu malzemesidir. Kapalı hücre yapısı suyun malzeme içerisine serbest şekilde nüfuz etmesini önemli ölçüde sınırlandırır (Horvath, 1994; Stark vd., 2004).
Kapalı hücre yapısı nedeniyle geofoam “hidrofobik” olarak tanımlanır. Hidrofobik davranış, malzemenin suyu itme eğiliminde olması ve düşük su emmesi anlamına gelir. Ancak bu durum geofoam’un tamamen su geçirmez olduğu anlamına gelmez. Uzun süreli suya maruz kalma, sürekli su altında kalma veya blok yüzeylerinde oluşabilecek fiziksel hasarlar durumunda belirli oranlarda su emilimi gerçekleşebilir (Borsatto vd., 2020).
Laboratuvar çalışmaları, geofoam’un su emme davranışının yoğunluğa ve maruz kalma süresine bağlı olarak değiştiğini göstermektedir. ASTM C272 standardına göre yapılan deneylerde, Borsatto vd. (2020) 10, 20 ve 30 kg/m³ yoğunluklu numunelerde 24 saatlik su emme oranlarını sırasıyla %3.8, %1.7 ve %0.7 olarak rapor etmiştir. Aynı numunelerde 28 günlük daldırma sonunda bu değerler %4.3, %2.6 ve %1.6’ya ulaşmıştır.
Bu sonuçlar, geofoam yoğunluğu arttıkça su emme kapasitesinin azaldığını açıkça göstermektedir. Bunun temel sebebi, yüksek yoğunluklu geofoam bloklarda boncuklar arası boşluk hacminin azalması ve suyun ilerleyebileceği yolların daha sınırlı hale gelmesidir.
Ossa ve Romo (2012) tarafından yapılan çalışmalar, yalnızca yoğunluğun değil, çevresel gerilme seviyesinin de su emme davranışını etkilediğini göstermiştir. Farklı düşey gerilmeler altında yapılan deneylerde, geofoam’un su emme kapasitesinin uygulanan gerilmeye bağlı olarak değiştiği görülmüştür. Buna karşın, su emiliminin geofoam’un basınç dayanımı üzerinde belirgin bir olumsuz etkisi olmadığı belirlenmiştir.
Norveç’te yapılan uzun dönem saha gözlemleri, geofoam’un hidrofobik davranışını gerçek koşullarda doğrulamaktadır. Aabøe ve Frydenlund (2011), 20 yıldan uzun süredir sahada bulunan geofoam blokları incelemiş ve drenajlı bölgelerde hacimce su içeriğinin %1’in altında kaldığını rapor etmiştir. Buna karşılık periyodik su altında kalan bloklarda yaklaşık %4’e kadar su içeriği ölçülmüştür.
Bu sonuçlar, geofoam’un iyi drenaj koşullarında hafiflik avantajını uzun yıllar boyunca koruyabildiğini göstermektedir.
Geofoam’un hidrofobik olması, tasarım açısından önemli avantajlar sağlar:
- Düşük su emmesi sayesinde hafifliğini korur.
- Donma-çözülme etkilerine karşı dayanımını sürdürür.
- Isı yalıtım performansında süreklilik sağlar.
- Kapiler su taşınımını büyük ölçüde sınırlar.
- Uzun dönem deformasyon davranışında stabilite sağlar.
Bununla birlikte geofoam uygulamalarında drenaj detayları ihmal edilmemelidir. Çünkü hidrofobik yapı, hidrostatik kaldırma kuvveti riskini ortadan kaldırmaz. NCHRP (2004) raporunda, geofoam dolguların tasarımında özellikle taşkın seviyeleri, drenaj hatları ve olası su birikimleri dikkate alınması gerektiği belirtilmektedir.
Geofoam suyu iten, düşük oranda su emen ve hidrofobik karakterli bir dolgu malzemesi olup, uygun drenaj detayları ile birlikte tasarlanmalıdır.
Bu özellikler, geofoam’u hafif dolgu, köprü yaklaşım dolguları, istinat yapıları, zayıf zemin iyileştirmeleri ve betonarme döşeme üzeri hafif dolgu uygulamalarında öne çıkaran temel avantajlardan biridir.
KAYNAKLAR
- Horvath, J. S. (1994). Expanded Polystyrene (EPS) Geofoam: An Introduction to Material Behavior. Geotextiles and Geomembranes, 13(4), 263–280.
- Stark, T. D., Arellano, D., Horvath, J. S., & Leshchinsky, D. (2004). Geofoam Applications in the Design and Construction of Highway Embankments. NCHRP Web Document 65.
- Borsatto, M. B., Carneiro Neto, M. M., Rodrigues, R. A., Nogueira, C. G., & Lodi, P. C. (2020). Evaluation of the Water Absorption of Expanded Polystyrene After Different Periods. GeoAmericas 2020.
- Ossa, A., & Romo, M. P. (2012). Confining Stress Influence on EPS Water Absorption Capability. Geotextiles and Geomembranes, 35, 132–137.
- Aabøe, R., & Frydenlund, T. E. (2011). 40 Years of Experience with the Use of EPS Geofoam Blocks in Road Construction.