Naylon 66 lif kullanımının betonda mekanik parametreler ve rötreye etkisi

Abstract

Bu çalışmada naylon 66 liflerle takviye edilmiş betonun mekanik özelikleri, kırılma parametreleri ve kuruma ile otojen rötre davranışları araştırılmıştır. İlk deney grubunda hacimce %1 oranında makro boyutta 0,55 mm çapında ve 54 mm uzunluğunda naylon 66 lifler, su/çimento oranı sırasıyla 0,28, 0,35 ve 0,42 oranlarında karışımlarda denenmişlerdir. Daha sonra 0,05 mm çapında ve 12 mm uzunluğundaki mikro lifler 0,35 ve 0,42 su/çimento oranındaki karışımlara eklenmiştir. Son olarak 0,42 su/çimento oranına sahip karışıma makro liften hacimce %1 ve mikro liften hacimce %0,5 olmak üzere eklenen lifler ile karma bir karışım elde edilmiştir. Deney sonucunda üretilen kiriş numunelerde dört noktalı eğilme testi uygulanmış, yük-şekil değiştirme ve yük-çatlak genişliği eğrileri elde edilmiştir. Bunun yanı sıra üretilen betonların kuruma ve otojen rötreleri de ölçülmüştür. Deney sonuçları, su/çimento ve lif oranlarının değişiminin numuneler üzerinde önemli ölçüde etkileri olduğunu göstermiştir. Düşük su/çimento oranı ve makro liflerin kullanıldığı örneklerde lifler, yük taşıma kapasitelerinin aşılması sonucu kopmuşlar ve bu liflerin matristen sıyrılmaya uğramadan ayrıldığı görülmüştür, bunun yanında ise kırılma sünekliğinin azaldığı gözlemlenmiştir. Diğer yandan 0,42 su/çimento oranında hazırlanan numunelerde lif sıyrılma mekanizması daha sık karşımıza çıktığı gibi, gerilme-çatlak genişliği eğrileri de daha dik olduğu görülmüştür. Sabit su/çimento oranı altında hem basınç hem de eğilme testlerinde mikro lifler makro liflerden daha yüksek değerler vermişlerdir. Ancak eğilme altındaki toplam kırılma enerjileri hemen hemen aynı olarak gözlemlenmiştir. Her iki lif türü de rötre üzerinde azaltıcı etki gösterirken mikro liflerin otojen rötre üzerinde özellikle de erken yaş döneminde olmak üzere daha etkili olduğu gözlemlenmiştir.

In this study, mechanical properties, fracture behaviour, and drying and autogenous shrinkage behaviours of nylon fibre reinforced concretes were investigated. First series, 1 volume percent of nylon macro fibres with a diameter of 0,55 mm and length of 54 mm were added three concretes with variable water to cement ratios. Then, 0,5 volume percent of micro fibres with a diameter of 0,05 mm and length of 12 mm added the concretes. In a third series, hybrid fibre reinforced concrete produced. The load-crack width and load-displacement at the mid-span curves of beam specimens were simultaneously recorded with using displacement controlled bending tests. In addition, drying and autogenous shrinkage of concretes were measured. It is shown that both the size of nylon fibres and water to cement ratio have significant effects on the residual stresses in the post-peak response of concretes in bending. In concrete with low water to cement ratio and with macro fibres, the cracks usually cut the fibres without pull-out mechanism, and fracture tends to be less ductile in nature. On the other hand, concrete with water to cement ratio of 0,42, fibre pull-out mechanisms was found to be more effective, and steeper gradients of the stress-crack width curves were obtained. It was found that the compressive and bending strengths were higher in concretes with micro fibres than in those with macro fibres. Concretes with two types of fibres have similar total fracture energy under bending. Both of fibre types had a diminishing effect on the shrinkage of concretes.