Farklı lif katkılı SIFCON'un mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Abstract

İnşaat mühendisliği, teknolojinin de ilerlemesiyle her geçen gün daha da gelişmekte ve artan ihtiyaçlara çözüm üretmektedir. Bu ihtiyaçlardan biri de betonun darbeye karşı dayanımının arttırılmasıdır. Darbe dayanımının önemli olduğu savunma yapılarında, nükleer santral gibi alanlarda beton; patlamalara, yüksek sıcaklıklara, yüksek hızda mermiye maruz kalabilir. Lif kullanımıyla betonun sünekliğinin ve enerji yutma kapasitesinin arttığı bilinmektedir. Gevrek bir malzeme olan geleneksel betonun bu koşullara dayanımının ve dayanıklılığının artması için karbon fiber lif, cam lifi, çelik lif gibi takviyeler yapılmış ve betona alternatif olarak çimento bulamacı emdirilmiş lifli beton (SIFCON) karşımıza çıkmıştır. Bu çalışmada; betonun darbe etkilerine karşı özelliklerinin iyileştirilmesi için kullanılabilecek malzemeler ve yöntemler araştırılmıştır. Önce işlenebilirlik deneyleri yapılarak en uygun karışım oranları tespit edilmiştir. Ardından farklı lif türleri farklı oranlarda kullanılarak SIFCON’un mekanik ve fiziksel özelliklerine etkisi incelenmiştir. Çelik ve polipropilen lifler ayrı ayrı hacimce %3, %5 ve %7 oranlarında kullanılmış olup lifsiz referans numunesi ile birlikte 7 seri numune üretilmiştir. Basınç dayanımını ölçmek için küp (100x100x100 mm), eğilme dayanımını ölçmek için kiriş (100x100x50 mm) ve darbe dayanımını ölçmek için disk (64x150 mm) SIFCON numuneleri üretilip 28 ve 56 gün standart küre tabi tutulmuştur. Kür sürelerinin sonunda uygulanan deneylere bakılarak kullanılan lif oranının arttıkça basınç dayanımının düştüğü, eğilme ve darbe dayanımlarının arttığı sonucuna ulaşılmıştır. En yüksek basınç dayanımı değeri referans numunesinde, en yüksek eğilme ve darbe dayanımları değerleri hacimce %7 çelik lif içeren numunede ölçülmüştür. Kür süresinin artması mekanik özellikleri olumlu etkilemiştir. Çelik lif, polipropilen life göre mekanik özellikleri daha çok arttırmıştır. Tüm bu sonuçlara bakılarak lif kullanımının çimento esaslı kompozitlerde darbe dayanımını arttırmada etkin bir rol oynadığı görülmüştür.

With the development of concrete technology in the world, new methods have been discovered for needs. One of these needs is to increase the resistance of cocrete against impact. Concrete can be exposed to explosions, high temperatures, high velocity bullets in defense structures or nuclear power plants. Concrete is a brittle material. Carbon fiber, glass fiber, steel fiber are used to increase the strength and durability of concrete. So slurry infiltrated fiber concrete (SIFCON) was discovered. In this study; materials and methods that can be used to improve the impact properties of cocrete have been investigated. First, workability tests were carried out and the most suitable mixing ratios were determined. Then, the effect of SIFCON on mechanical and physical properties was investigated by using different fiber types at different rates. Steel and polypropylene fibers were used separately at %3, %5 and %7 volume and 7 series were produced together with the fiber-free reference sample. Cube, beam and disk speciments were produced for compressive, flexural and impact strength tests. Then cured for 28 and 56 days. By looking at the tests applied at the end of the curing periods, it was concluded that as fiber ratio increased compressive strength decreased, flexural and impact strength incereased. The highest compressive strength value was measured in reference sample. The highest flexural and impact strength values were measured in sample containing %7 volume of steel fiber. Increasing the curing time had a positive effect on the mechanical properties. Steel fiber increased mechanical properties more than polypropylene fiber. Considering all these results, it has been seen that the use of fiber has an active role in increasing the impact strength of cement-based composites.