Lif katkılı çimento esaslı kompozitlerde lif sıyrılma davranışının incelenmesi

Abstract

Çimentonun bağlayıcı malzeme olarak kullanıldığı harç, beton vb. malzemeler gevrek malzemelerdir. Çimento esaslı malzemelerin sünekliğini artırmak amacıyla karışımlara farklı tip ve miktarlarda çelik, plastik, cam vb. esaslı kısa kesilmiş lifler katılmaktadır. Liflerin bu malzemelere sağladığı süneklik, tokluk ve dayanım artışları, liflerin çimento esaslı matristen sıyrılma davranışı ile ilişkilidir. Tez kapsamında deneysel bir çalışma yürütülmüştür. Çimento esaslı harçlara lifler gömülerek numuneler hazırlanmış ve bu numunelerden lifler çekip çıkarılarak sıyrılma davranışları incelenmiştir. Sıyrılma davranışı üzerine lif özeliklerinin, matris özeliklerinin ve deney parametrelerinin etkileri araştırılmıştır. Çalışma kapsamında, farklı özelliklere ve geometrilere sahip çelik ve plastik lifler kullanılarak lif narinliği, kanca ucu, kanca boyu, lif dayanımı ve lif türünün etkileri, 3 farklı agrega (Doğal kum, kırma kum, pomza) türü, 5 farklı çimento/kum oranı ve 4 farklı S/Ç oranı (0,3 – 0,4 – 0,5 – 0,7)'da hazırlanan harçlarla matris dayanımı ve matris bileşiminin etkileri ve 2 farklı gömme boyu (20 mm, 30 mm) ve 2 farklı numune boyutu (4x4x4 cm, 5x5x5 cm) ile deney parametrelerinin sıyrılma davranışı üzerine etkileri araştırılmıştır. Sıyırma (pull–out) deneyi sonucu elde edilen yük-sıyrılma eğrilerinden tepe yükü ve eğri altında kalan alan değerlerine göre liflerin sıyrılma performansları belirlenerek, sıyrılma davranışı üzerinde etkili parametreler ve etki yüzdeleri ortaya konmuştur.

Paste, mortar, concrete etc. where cement is used as binder, are brittle materials. In order to increase the ductility of cement-based materials, different types and quantities of steel, plastic, glass, etc. based short-cut fibers are added in to the mixture. The ductility, toughness and strength increases provided by the fibers to these materials are related to the pull-out behavior of the fibers from the cement-based matrix.An experimental study was conducted within the scope of the thesis. Samples were prepared by embedding fibers into cement-based mortars and pull-out behavior was examined by pulling fibers out of these samples. The effects of fiber properties and matrix properties on pull-out behavior were investigated using 10 different fibers, 3 different aggregates at 3 different cement/aggregates and 4 different water/cement ratios. Additionally, effect of the test parameters was investigated using different embedding length (20 mm, 30 mm) and different specimen sizes (4x4x4 cm, 5x5x5 cm). The pull-out performance of the fibers was determined according to the peak load and the area under the load vs pull-out curve, and the effective parameters on the pull-out behavior were revealed.