SÜRTÜNME KATSAYISI NEDİR ?

Sürtünme Kuvveti Nedir ?

Sürtünme kuvveti, temas halinde olan iki nesnenin arasında oluşan ve harekete karşı koyan kuvvete verilen isimdir. Bu kuvvetin ortaya çıkması için hareket gerekmez.

Sürtünme Katsayısı Nedir ?

Sürtünme katsayısı, iki cisim arasındaki sürtünme kuvvetinin iki cismi birbirine bastıran kuvvete oranı olarak belirtilebilir. Sürtünme katsayısı kullanılan materyale göre değişir. Sürtünme katsayısı genellikle 0 ile 1 arasında olur. Eğer sürtünme katsayısı 0 ise obje yüzeye temas etmiyor demektir, yani tepki kuvveti yoktur. Yüzey yapışkan ise sürtünme katsayısı genellikle doğru ölçülemez.

Statik Sürtünme : Cismi hareket haline getirene kadarki kuvvettir.

Dinamik Sürtünme : Cismin hareket halindeki sürtünme kuvvetidir.

Zemin Ölçümünde hangi Sürtünme Katsayısı ?

Bilindiği üzere Kaymaz Zemin Sistemleri ile birlikte Türkiye'de artık DIN 51131 Standardının belirlemiş olduğu değerlerle zemin ölçümü yapılabilmektedir. Ancak bunun için Dinamik mi ya da Statik sürtünme katsayısı mı olması gerektiği henüz tüketici tarafından bilinmemekte ve sektörde zemin ölçümü yapan firmalar tarafından sadece statik değerler ölçülmektedir. Bu durum da müşteriyi yanıltmaktadır. Peki nedir iki ölçüm arasındaki fark ? Hangi sürtünme katsayısı daha doğrudur ? Bugün sizlere "bu konu hakkında bilinmesi gerekenler nelerdir ?", bunları paylaşacağız.

Bilindiği üzere Fizikte iki farklı sürtünme kuvveti değeri vardır. Bunlar Statik ve Dinamik sürtünme değerleridir. Peki nedir bu değerler ? Dilerseniz önce tek tek ne anlama geldiklerini açıklayalım.

Statik Sürtünme : Bir cisim bir yüzey üzerinde durur iken, onun zemin üzerindeki ilk hareketini sağlayan sürtünme kuvvetidir. Yani bir cismi, durma halinden hareket haline geçmesi için harcanan kuvvettir.

Dinamik Sürtünme : Bir cismin yüzey üzerindeki ilk kalkış hareketinden sonraki sürekli olan sürtünme kuvvetidir. Yani bir cismi, hareket haline geçtikten sonra, onu sürekli itmek için harcanan kuvvettir.

Bir örnek vermek gerekir ise;
Duran bir masayı hareket ettirene kadarki kuvvet Statik, hareket ettikten sonra onu sürekli hareket halinde tutan kuvvet de Dinamik ( Kinetik ) kuvvettir.

Peki zemin kaydırmazlık uygulamalarında hangi ölçüm değerlerini doğru sonucu verir ?
Zemin kaydırmazlık uygulamalarında doğru değer Dinamik sürtünme katsayısıdır. Çünkü zemin üzerinde kayma eylemi dinamik sürtünmeyi kapsar. Statik sürtünmede zaten kayma eylemi gerçekleşmez. Daha doğrusu duran bir kişi kayarak düşmez. Dolayısı ile Statik sürtünme katsayı değerinin bir önemi yoktur.

Dinamik ve Statik sürtünme değerleri arasında nasıl bir fark vardır ?
Dinamik sürtünme ile statik sürtünme arasında yaklaşık olarak % 40 ile % 60 fark bulunmaktadır. Dinamik sürtünme katsayısı bir zemin üzerinde 0,64 µ ise, aynı zemin üzerindeki statik sürtünme katsayısı yaklaşık olarak 0,90 µ'dır.

Zemin kaydırmazlık uygulamaları yaptırırken ölçüm değerlerinizi Dinamik sürtünme değeri olarak talep ediniz. Aksi durumda yaptırmış olduğunuz uygulamalardan istenilen sonucu alamayabilirsiniz.

Zemin Kaydırmazlık Ölçüm Cihazı Kriterleri Nedir?

Zeminlerin kaydırmazlık sürtünme katsayısının Dinamik değerlere göre ölçülmesi gerektiğini daha önceki yazılarımda paylaşmıştım. Bugün konu ile ilgili Standardın detaylarını sizlerle paylaşacağım. Kaygan zeminleri ölçmek için kullanılan cihazların hangi özelliğe sahip olması gerektiği ( DIN51131 ) hakkında bilgiler vereceğim. Vereceğim bilgiler Deutsche Institut für Norm ( Alman Standartları Enstitüsü ) den alıntıdır.

DIN 51131 - Sürtünme Katsayısı Ölçüm Yöntemi

Zemini ölçen cihazların standarda göre olması gereken özellikleri;

Zemine basınç uygulayan ölçüm kızağı; zemine toplam 9±1/cm² kuvvet uygulaması gerekmektedir. Kızak üzerindeki her bir ayağın üzerine düşen kuvvet 9±3/cm² olması gerekmektedir.
Kızak üzerinde bulunan zemin ölçüm ayakları; zemine en az 5 cm² alan ile temas etmesi gerekmektedir. Temas eden ayaklar birden fazla iste, ayak başına temas alanı en az 2,5 cm² olması gerekmektedir.
Zemin ölçümü için; cihazın sabit bir hız ile ( 0,20 m/sn ile 0,25 m/sn arası ) yüzey üzerinde en az 50 cm ölçüm yapabilmesi gerekmektedir.
Ölçüm cihazı; yere basan ağırlığı en fazla % ±1 sapma ile çekmesi gerekmektedir.
Ölçüm tartısı (tribometre); itilen kuvveti en fazla % ±1 sapma ile belirlemesi gerekmektedir.

Ölçüm Kızaklarının özellikleri;

Islak alanların ölçülmesinde kullanılan ayaklar Stiren Bütadien Kauçuk'tan (SBR) mamül, 1,23±0,02 gr./cm³ yoğunlukta ve DIN EN ISO 868'e göre 49±2 Shore sertlikte olması gerekmektedir.
Kuru alanların ölçülmesinde kullanılan ayakların eskitilmiş deriden mamul (kösele), 1,04±0,08 gr./cm³ yoğunlukta ve DIN EN ISO 868'e göre 60±5 Shore sertlikte olması gerekmektedir.

Ölçüm Sıvısının özellikleri;

%99 İyonize ya da distile edilmiş su ve %1 Natriyumdodesilsülfat (Saflık Derecesi ≥ %99) karışımı.

Ölçüm Metodu:

Ölçüm yapılacak zemin; tüm kir ve yağlardan arındırıldıktan sonra 5 dakika Ölçüm sıvısı ile tamamen üzerini kaplayacak şekilde ( 1 m²'ye 100 ml.) ıslatılır.
Ölçüm yapılacak kızaklar; Silisyum Karbür P120 ve P320 ile kirden arındırıldıktan sonra 10 dakika süre ile ölçüm sıvısı içerisinde bekletilir. ( Kızaklar her ölçüm öncesinde zımpara ile temizlenmelidir.)
Cihaz, ölçüm yapılacak ortam şartlarına uyumluluk için yaklaşık 30 dakika ortam sıcaklığına alıştırılır.
Zemin, cihazın aynı ölçüm güzergahı üzerinde 5 kez ölçülerek, çıkan değerlerin ortalaması alınır.

Ölçüm Raporu:

EN ISO/IEC 17025 Standardına göre ölçüm raporlamasında belirtilmesi gereken detaylar;

Detayı belirten referans. ( EN ISO/IEC 17025).
Ölçüm yapılan zeminin tipi, kökeni, rengi, üreticisi ve yeri hakkında bilgi.
Ölçüm metodu ( Pendulum, Mobil ( DIN51131), Rampa Testi gibi).
Ölçüm esnasındaki ortamın sıcaklık ve nem değerleri.
Ölçüm Değerlerinin ortalaması.(µ cinsinden).
Ölçüm değerini etkileyen faktörler ( derz aralığı, tesviyesi gibi )
Ölçüm yapılan kızağın ve sıvının adı ( SBR-Kauçuk, Kösele, NaDS, Su gibi).