An experimental study on the workability of carbon fiber reinforced self-compacting concrete

Abstract

Bu çalışma karbon lif hacim oranının ve silis dumanının kendiliğinden yerleşen betonun taze özellikleri üzerine etkisini deneysel olarak incelemeyi hedefledi. Bunun için iki farklı kendiliğinden yerleşen beton grubu bu çalışmada üretildi. Birinci kendiliğinden yerleşen beton grubu silis dumansız üretilirken ikinci grup ise toplam bağlayıcı miktarının %10'u kadar silis dumanıyla üretildi. Her iki kendiliğinden yerleşen beton grubunda da toplam bağlayıcı miktarı ve su bağlayıcı oranı sırasıyla 530 kg/m3 ve 0.37 olmak üzere sabit tutuldu. Ayrıca, toplam bağlayıcı miktarının ağırlıkça %30'u kadar uçucu kül kullanıldı. Bir de karbon lif miktarının ektisini incelemek için bu çalışmada %0, %0.5, %1.0 ve %1.5'lik 4 karbon lif hacim oranı seçildi. Toplamda 8 karbon lifle güçlendirilmiş kendiliğinden yerleşen beton karışımı tasarlandı. Kendiliğinden yerleşen beton karışımlarının taze özellikleri yayılma çapı, T50 slump akma süresi, V-hunisi akma zamanı ve L-kutusu yükseklik oranı açısından incelendi. Bu testlere ek olarak, karbon lif takviyeli kendiliğinden yerleşen betonların reoloji özellikleri deneysel olarak incelendi. Sonuçlar kendiliğinden yerleşen betonların işlenilebilirlik özelliklerinin karbon lif katılmasından önemli bir şekilde etkilendiğini gösterdi. Ayrıca, karbon lif kullanımın akışkanlaştırıcı ihtiyacını arttırdığı da gözlemlendi.Anahtar kelimeler: Karbon lif; Reoloji; Kendiliğinden yerleşen beton; Silis dumanı; İşlenilebilirlik özellikleri.

This study aimed to experimentally investigate the effect of carbon fiber volume fraction and silica fume on the fresh properties of self-compacting concrete. For this, two different self-compacting concrete series were manufactured in this study. First self-compacting concrete series was produced without silica fume while the second series was manufactured with 10% silica fume by weight of total binder content. In both self-compacting concrete series, the total binder content and water-to-binder ratio was kept constant as 530 kg/m3 and 0.37, respectively. Besides, Portland cement was substituted with fly ash at the level of 30% by weight. Moreover, to explore the effect of carbon fiber content, four carbon fiber volume fractions of 0%, 0.5%, 1.0%, and 1.5% were considered in this study. In total, eight carbon fiber reinforced self-compacting concrete mixtures were designed. The fresh properties of self-compacting concrete mixtures were evaluated in terms of slump flow diameter, T50 slump flow time, V-funnel time, and L-box height ratio. In addition to these test, the rheological properties of the carbon fiber reinforced self-compacting concretes were experimentally investigated. The results indicated that the workability properties of self-compacting concretes significantly affected by the carbon fiber addition. It was also observed that the use of carbon fiber increased the superplasticizer demand.Keywords: Carbon fiber; Experimental study; Self-compacting concrete; Silica fume; Workability properties.