Üç boyutlu farklı polimer kafes yapılı çimento esaslı kompozitlerin mühendislik özelliklerinin araştırılması
Investigation of engineering properties of cement-based composites with different three dimensional polymer lattice structures
- Tez No: 1011752
- Danışmanlar: PROF. DR. SALİH YAZICIOĞLU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mühendislik Bilimleri, İnşaat Mühendisliği, Engineering Sciences, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gazi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada üç boyutlu (3B) farklı polimer kafes yapılı çimento esaslı kompozitlerin mühendislik özellikleri araştırılmıştır. Bu amaçla üç boyutlu yazıcı ile termoplastik poliüretan (TPU) ve Polietilen Tereftalat Glikol (PETG) filamentler kullanılarak gyroid ve fluorite kafes yapı formunda numuneler hazırlanmıştır. Ayrıca kafes yapı formunda üretilen numunelerin kıyaslanabilmesi için kontrol (K), sentetik lifli (SL) ve çelik lifli (ÇL) numuneler üretilmiştir. 70x70x70 mm ve 70x70x270 mm boyutlarında toplamda 21 adet prizma ve 42 adet küp numunesi test edilmiştir. Küp numuneler üzerinde basınç dayanımı ve darbe dayanımı deneyleri yapılmış olup prizmatik numuneler üzerinde ise eğilme dayanımı deneyleri gerçekleştirilmiştir. Çalışma ile elde edilen sonuçlara göre; sentetik lif katkılı numunelerin basınç dayanımının en yüksek olduğu, PETG gyroid kafes yapılı numunelerin ise en düşük basınç dayanımına sahip olduğu belirlenmiştir. Darbe dayanımı deneylerinde TPU fluorite kafes takviyeli yapının kullanıldığı numunelerin en yüksek darbe dayanımı değerine ulaştığı görülmüştür. Eğilme dayanımı deney sonuçlarına göre, TPU filament kullanılan gyroid kafesli numunelerde, kontrol ve lif katkılı numunelere kıyasla eğilme dayanımında bir miktar azalma görülmüştür. Buna karşın, kafes yapının sağladığı artan deformasyon kapasitesi sayesinde numunelerin tokluk değerlerinde kontrol ve lifli numunelere göre önemli bir artış meydana geldiği belirlenmiştir. Bu çalışma, üç boyutlu yazıcı ile tasarlanan ve üretilen kafes yapıların katmanlı imalat teknolojilerinin inşaat sektöründe yenilikçi bir şekilde kullanılabileceğini ortaya koymuştur. Araştırmanın sonuçları, özellikle yüksek darbe dayanımı ve tokluk gerektiren altyapı ve özel yapı projelerinde yeni nesil kompozit sistemlerin geliştirilmesine öncülük edebilecek niteliktedir.
Özet (Çeviri)
This study investigates the engineering properties of concrete based composites incorporating three-dimensional (3D) polymer lattice structures. For this purpose, specimens with Gyroid and Fluorite lattice geometries were fabricated using thermoplastic polyurethane (TPU) and polyethylene terephthalate glycol (PETG) filaments via additive manufacturing. In addition, control (C) synthetic fibre reinforced (SyFR), and steel-fibre reinforced (StFR) specimens were produced to enable comparison with the lattice-structured specimens. A total 21 prism specimens and 42 cube specimens with dimensions of 70x70x270 mm and 70x70x70 mm were subjected to experimental testing. Compressive strength and impact resistance test were conducted on the cubic specimens, while flexural strength test was performed on the prismatic specimens. According to the results obtained from the study, the specimens containing synthetic fibre exhibited the highest compressive strength, whereas the PETG Gyroid lattice structured specimens demonstrated the lowest compressive strength values. In impact resistance tests, specimens reinforced with the TPU Fluorite lattice structures achieved the highest impact resistance values. Based on the flexural strength results, a slight reduction in flexural strength was observed in Gyroid lattice specimens produced using TPU filament compared to the control and fibre-reinforced specimens. However, owing to the enhanced deformation capacity provided by the lattice structures, a significant improvement in toughness was observed relative to both control and fibre reinforced specimens. This study demonstrates that lattice structures designed and fabricated using 3D printing technology can be effectively integrated into concrete based composites, offering innovative applications for additive manufacturing in the construction industry. The outcomes of this research suggest that such lattice reinforced composite systems have strong potential for use in infrastructure and specialized structural applications requiring high impact resistance and enhanced toughness.
Benzer Tezler
- Re-entrant şekilli ökzetik yapıların ve bor nitrür katkılı filamentlerin katmanlı imalat ile üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of re-entrant shaped auxetic structures and boron nitride mixed filaments by additive manufacturing
ABDULLAH TAHA ÖZEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER KELEŞ
PROF. DR. ZAFER EVİS
- Design of multifunctional architected cellular structures under dynamic loads
Dinamik yükler altında çok fonksiyonlu mimarilendirilmiş hücreli yapıların tasarımı
ZANA EREN
Doktora
İngilizce
2024
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Additive manufacturing of inherently porous polymers: Polymerized high internal phase emulsion (polyHIPE) structures via vat photopolymerization
Doğal olarak gözenekli polimerlerin eklemeli imalatı: Tekne fotopolimerizasyonu yoluyla polimerize edilmiş yüksek iç fazlı emülsiyon (polyHIPE) yapılar
NİHAN ŞENGÖKMEN ÖZSÖZ
Doktora
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve TeknolojisiThe Unıversıty Of SheffıeldMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FREDERİK CLAEYSSENS
- Synthesis and characterization of boron-acrylate/SBA-15 polymer composites
Bor-akrilat/SBA-15 polimer kompozitlerinin sentez ve karakterizasyonu
NARGIZ ALIYEVA
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ERSİN SERHATLI
- Grafen esaslı kompozit kaplamaların korozyon ve aşınma özellikleri
Corrosion and wear properties of graphene based composite coatings
KUBİLAY KILIÇÇI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET UYSAL