Farklı lif tipleriyle tasarlanmış çimentolu kompozitlerin (ECC) fiziksel ve mekanik özeliklerinin araştırılması

Abstract

Çimentolu kompozitlerin gevrekliği hep dezavantaj ve sorun olduğu bilinmektedir. Bu kırılganlığı gidermek ve en aza indirmek için çimentolu kompozitlere fiber ilavesi yapılmaktadır. Genel olarak son yıllarda yüksek dayanımlı olan betonların üretimi ve kullanımı yaygın duruma gelmiştir. Yüksek dayanımlı betonlardan birisi de tasarlanmış çimentolu kompozitlerdir (ECC). Bu tez çalışmasında farklı liflerle ECC'ler tasarlanmıştır. Kompozitlerin üretiminde lif olarak bazalt, cam, çelik, Polipropilen (PP) ve Poli vinil Alkol (PVA) kullanılmıştır. Lifler belli miktarlarda hacimsel olarak %0, %2, %3 ve % 4 oranlarla karışım harçların içerisine eklenerek ECC numuneler üretilmiştir. Üretilmiş olan numunelerde taze halde iken çökme ve yayılma tablası deneyiyle işlenebilirlikleri belirlenmiştir. Standart kür havuzuna tabi tutulan 28 günlük numunelerin üzerinde sertleşmiş beton deneylerden su emme belirlenmesi, boşluk oranı, kapilarite, ultrases, basınç, eğilme, kırılma tokluğu ve çatlak genişliği belirlenmesi deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre lif miktarı arttıkça işlenebilirliğin azaldığı, su emme ve boşluk oranlarının da arttığı görülmüştür. Ultrases deneyinde, geçiş hızı en yüksek değere sahip olan çelik lif katkılı harçlar görülürken en düşük değere sahip olan ise cam lif katkılı harçlardadır. Lif miktarı arttıkça basınç dayanımının azaldığını görülmüştür. Ancak çelik ve PVA lif katkılı harçlarda tam tersi olduğu görülmüştür. Eğilme deneyinde polipropilen lif katkılı harçlar en iyi performans gösteren harçlardır. Lif miktarı arttıkça hem eğilme dayanımı hem de numunelerin aldığı şekil değiştirmede artış görülmüştür. Eğilme dayanımında çelik ve cam lif katkılı harçların şekil değiştirmede verimli performans göstermediği, daha az şekil değiştirerek kırıldığı görülmüştür. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde Poli Vinil Alkol (PVA) lif katkılı harçlarına göre en yakın olan harçlar polipropilen lif katkılı harçlar olduğu görülmüştür.

It is known that the brittleness of cementitious composites is always a disadvantage and a problem. In order to eliminate and minimize this fragility, fiber is added to cementitious composites. In general, the production and use of high-strength concrete has become widespread in recent years. One of the high strength concretes is engineered cementitious composites (ECC). In this thesis, ECCs with different fibers are designed. Basalt, glass, steel, Polypropylene (PP) and Poly vinyl Alcohol (PVA) were used as fibers in the production of composites. ECC samples were produced by adding fibers in certain amounts at 0%, 2%, 3% and 4% volumetric ratios into the mixed mortars. The workability of the produced samples was determined by the collapse and spreading table test while they were fresh. Tests for determining water absorption, void ratio, capillarity, ultrasound, pressure, bending, fracture toughness and crack width from hardened concrete tests were carried out on 28-day-old samples subjected to a standard curing pool. According to the results obtained, it was observed that as the amount of fiber increased, the processability decreased, and the water absorption and void ratios increased. In the ultrasound test, steel fiber added mortars with the highest pass rate were observed, while glass fiber added mortars had the lowest values. It was observed that the compressive strength decreased as the fiber content increased. However, the opposite was observed in steel and PVA fiber reinforced mortars. Polypropylene fiber reinforced mortars are the best performing mortars in the bending test. As the fiber content increased, both the flexural strength and the deformation of the samples increased. It has been observed that the steel and glass fiber reinforced mortars do not perform efficiently in deformation in bending strength, and they break with less deformation. When the results obtained were examined, it was seen that the closest mortars compared to Poly Vinyl Alcohol (PVA) fiber added mortars were polypropylene fiber added mortars.