Düşük ve normal dayanımlı betonların farklı lif katkıları ve sargı tipleri ile eğilme dayanımının iyileştirilmesi

Abstract

Yeryüzünde en çok kullanılan yapı malzemelerinden biri olan beton; mühendislik özellikleri, kolay ulaşılabilirliği, ekonomik oluşu ve farklı yapı uygulamalarında geniş kullanım alanına sahip olması nedeniyle yaygın olarak tercih edilmektedir. Ancak beton, gevrek bir malzeme olduğundan, çeşitli katkı malzemeleriyle desteklenerek sünek hale getirilmesi gerekmektedir. Farklı lif katkıları ve sargı tipleri kullanılarak betonun basınç dayanımı ile eğilme dayanımının iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Betonun mekanik özelliklerini geliştirmek amacıyla çelik ve polipropilen liflerin kullanımı giderek yaygınlaşmaktadır. Kaplama amacıyla kullanılan elyaf liflerinin, kesitteki çatlak gelişimini önemli ölçüde engellediği ve sünekliği artırdığı çeşitli çalışmalarla ortaya konmuştur. CFRP ve TRM gibi kompozit malzemelerin kullanımı ise; hafif olmaları, kolay uygulanabilirlikleri, korozyona karşı dayanıklı olmaları ve yüksek mukavemet sağlamaları nedeniyle artış göstermektedir. Bu bağlamda, lifli betonların ve farklı sargı türlerinin normal ve düşük dayanımlı betonlarda eğilme dayanımına etkisinin hangi faktörlere bağlı olduğu ve bu faktörlerden hangilerinin daha belirleyici olduğu büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, düşük ve normal dayanımlı betonların farklı lif katkıları ve sargı tipleriyle eğilme dayanımlarının iyileştirilmesi deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada iki farklı beton sınıfı (C16 ve C30) kullanılmıştır. Bu amaçla, 100×100×500 mm boyutlarında toplam 52 adet kiriş numunesi üretilmiştir. Çelik ve polipropilen lifler, beton hacmi oranında her lif türü için %0.3 ve %0.6 oranlarında kullanılmıştır. Sargı malzemesi olarak karbon lif takviyeli polimer kumaş (CFRP) ve tekstil takviyeli harç (TRM) seçilmiş; kirişler dört farklı sargılama yöntemiyle (alt yüzey, yan yüzeyler, U tipi ve tam sargılama) kaplanmıştır. Üretilen kiriş numuneleri, üç nokta eğilme testine tabi tutulmuştur. Maksimum yük, maksimum yükte deplasman, maksimum deplasman, rijitlik, enerji yutma kapasitesi ve eğilme dayanımı değerleri elde edilmiş ve karşılaştırmalar yapılmıştır. Bu veriler doğrultusunda, deneysel çalışma kapsamında incelenen değişkenlerin betonun eğilme dayanımını iyileştirme üzerindeki etkileri ve geliştirilen detayların performansları değerlendirilmiş ve yorumlanmıştır.Concrete, which is one of the most widely used construction materials in the world, is extensively preferred due to its engineering properties, accessibility, cost-effectiveness and wide range of use in different structural applications. However, since concrete is a brittle material, it must be supported with various additives to be made ductile. It is aimed to improve the compressive strength and flexural strength of concrete by using different fiber additives and wrapping types. The use of steel and polypropylene fibers is becoming increasingly common to improve the mechanical properties of concrete. Various studies have demonstrated that fiber fibers used for coating significantly inhibit crack propagation in the section and increase ductility. The use of composite materials such as CFRP and TRM is increasing due to their lightweight nature, ease of application, corrosion resistance and high strength. In this context, it is of great importance to determine which factors influence the effect of fiber-reinforced concretes and different wrapping types on the flexural strength of normal and low-strength concretes and which of these factors are more decisive. In this study, the improvement of the flexural strength of low and normal strength concretes with different fiber additives and wrapping types was experimentally investigated. Two different concrete classes (C16 and C30) were used in the experimental study. For this purpose, a total of 52 beam specimens with dimensions of 100×100×500 mm were produced. Steel and polypropylene fibers were used at ratios of 0.3% and 0.6% by volume of concrete for each fiber type. Carbon fiber reinforced polymer (CFRP) fabric and textile reinforced mortar (TRM) were selected as wrapping materials; the beams were coated using four different wrapping methods (bottom surface, side surfaces, U-wrap and full wrap). The produced beam specimens were subjected to three-point bending tests. Maximum load, displacement at maximum load, maximum displacement, stiffness, energy dissipation capacity and flexural strength values were obtained and comparisons were conducted. In accordance with these data, the effects of the variables examined within the scope of the experimental study on the improvement of the flexural strength of concrete and the performances of the developed details were evaluated and interpreted.