Effect of polypropylene fiber on the strength properties of structural lightweight concrete with different unit weights

Abstract

Taşiyici hafif ağırlıklı beton (THAB) genellikle normal betona göre daha düşük ısıl iletkenliğe, daha iyi yangın dayanımına ve daha düşük birim hacim ağırlığa sahip olduğundan dolayı inşaat mühendisliği uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu çalışmada, tane büyüklüğü 0.5-2 mm olan pomza agregası ile farklı oranlarda (0.0%, 0.25%, 0.50%) polipropilen lif katkılı farklı birim hacim ağırlığa sahip taşıyıcı hafif beton üretilerek, beton birim hacim ağırlığının taşıyıcı hafif betonların basınç, eğilme ve yarmada çekme dayanımları, ile termal iletkenlik ve yangın dayanımları üzerindeki etkileri belirlenmiştir. Üretilen numunelerin ultrasonik hız (UPV) ölçümleri ile basınç dayanımları arasındaki ilişki ayrıca incelenmiştir. Çalışma sonucunda, taşıyıcı hafif betonların işlenebilirlik özellikleri birim hacim ağırlığı ile ters orantılı olduğu polipropilen lif miktarının artmasıyla da azaldığı görülmüştür. Lif katkılı taşıyıcı hafif betonların optimum eğilme dayanımları %0.5 lif katkısı ile 2.5 MPa olarak elde edilmiştir. Sonuç olarak, birim hacim ağırlığı 1585 kg/m3 ve silindirik basınç ve yarmada çekme dayanımları sırasıyla 30 ve 2.11 MPa olan taşıyıcı hafif beton üretilmiştir.

Structural Lightweight Concrete (SLWC) is a commonly used type of concrete in the civil engineering field due to its significant properties such as: better thermal fire resistance and lower unit weight compared with conventional concrete. In this study, pumice stone as a type of lightweight aggregate is used in different sizes from 0.5 to 2 mm to produce three different unit weights of lightweight concrete (G1, G2, and G3) with various percentages of polypropylene fiber volume (0.0 %, 0.25%,0.50%). This study investigated the effect of unit weight and polypropylene fiber on the fresh properties of lightweight concrete such as workability. The effects on the mechanical properties of lightweight concrete were also studied such as compressive strengths, flexural strengths, split tensile strength, thermal conductivity and evaluated temperatures (200, 400, 600 and 800oC). With the reduction of the unit weight of lightweight concrete an increase in workability is observed while the higher the volume of pp fiber the workability increases. With an increase in the volume of polypropylene fiber from 0% to 0.5% and a decrease in the unit weight of lightweight concrete the compressive strength and the split tensile strength decreases. However, the flexural strength, thermal conductivity and evaluated temperatures (200, 400, 600 and 800oC) are all improved. When the percentage of polypropylene fiber is increased from 0.0% to 0.50% the optimum vale of flexural strength is obtained and found to be 2.5 MPa. Without the addition of pp fiber, the maximum values of compressive strength and split tensile strength are obtained to be 30 MPa and 2.11 MPa respectively.