Kendiliğinden yerleşen beton davranışının sayısal model ile benzetimi

Abstract

Günümüzde kendiliğinden yerleşen betonlar (KYB) beton teknolojisinde önemli bir yer tutmaktadır. Özellikle katkı teknolojisindeki gelişim sayesinde elde edilen yüksek işlenebilirlik KYB’nin en önemli avantajıdır. Sertleşmiş beton özellikleri dikkate alındığında yüksek doluluk, düşük geçirimlilik ve yüksek dayanımla birlikte elde edilen kalıcılık performansı KYB’nin diğer olumlu yönleridir. KYB’nin özel tasarım parametrelerine uygun akış özelliklerinin belirlenmesinde birçok farklı deney yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntemler taze KYB karışımının doldurma, akış, geçiş ve viskozite gibi özelliklerin belirlenmesi için kullanılmaktadır. Bu konuda taze beton davranışının deneyler ile belirlenmesi dışında sayısal model ile incelemesi üzerine yapılan çalışmalar oldukça yeni bir alandır. Bu tez çalışmasında deneysel verilerden elde edilen taze betonun akış davranışının sayısal olarak modellenmesi amaçlanmıştır. Modellemede öncelikle homojen akışkan kabulü yapılarak KYB’nin sayısal benzetimi reometre, L-kutusu, V-hunisi ve J-halkası deneylerinde elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılarak hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) modelinin doğruluğu ve hassasiyeti test edilecektir. Daha sonra mevcut HAD modeline, agrega etkilerini içeren uygun bir “parçacık taşınım modeli” dahil edilerek KYB’nin daha gerçekçi sayısal benzetimleri yapılacaktır. Böylece laboratuvar deneyinin mümkün olmadığı geometri ve koşullardaki KYB uygulamalarında sayısal benzetim yolu ile elde edilen sonuçlara dayalı olarak KYB karışımı için uygun reolojik parametreleri belirlenebilecektir. Böylece elde edilmesi amaçlanan HAD yöntemi sayesinde standart laboratuvar deneylerinde önceden belirlenmesi mümkün olmayan ve KYB’nin uygulanacağı geometrinin boyut etkisine bağlı olarak değişen ayrışma ve blokaj risklerini azaltabilmek mümkün olabilecektir.

Nowadays, self-compacting concrete (SCC) plays an important role in concrete echnology. Especially the most important advantage of SCC is high workability due to the developments in additive technology. High compactness ratio, lower permeability and durability performance achieved by higher strength are the other advantages of SCC when hardened concrete properties are considered. Several different testing methods are developed for the determination of the appropriate flow properties of the SCC due to specific design parameters. These methods are used to determine the filling, flow, passing and viscosity properties of the fresh SCC. In this regard, determination of the behaviour of fresh SCC rather than testing methods by numerical modeling is a new field. This thesis is intended to study the experimental data obtained from numerical modeling of flow behavior of fresh concrete. Modeling done primarily homogeneous fluid acceptance PUK numerical simulation rheometer, L-box, V-funnel and J-ring should be calculated by comparing with the results obtained in experimental fluid dynamics (CFD) the accuracy of the model and accuracy will be tested. Later existing CFD model, containing the appropriate aggregate effect of a "particle transport model" including the more realistic numerical simulations will be carried out by the SCC. Thus, in laboratory experiments in the geometry of the PUK and the conditions to be able to practice, based on results obtained by numerical simulation way to be able to determine the appropriate mix of rheological parameters for the PUK. Thus, the determination to achieve the intended advance in the CFD method through standard laboratory tests, depending on the size of the effect which can not be applied geometry and SCC will be possible to reduce the risk of changing segregation and blockage.