Fiber ve perlit katkılı beton yol kaplamalarında sıcaklık gradyanlarına bağlı termal gerilme ve deplasmanların laboratuvar ve arazi ortamında incelenmesi
Investigation of thermal stress and displacements due to temperature gradients in fiber and perlite modified concrete pavements under laboratory and field conditions
- Tez No: 1023351
- Danışmanlar: PROF. DR. MUHAMMET VEFA AKPINAR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Ulaşım, İnşaat Mühendisliği, Transportation, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Beton yol, Termal gerilme, Deplasman, Polipropilen lif (fiber), Perlit, Beton yollar, Polipropilen lif, Concrete pavement, Thermal stress, Displacement, Polypropylene fiber, Perlite, Concrete roads
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Karadeniz Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Ulaştırma Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Beton yollarda çevresel sıcaklık değişimlerine bağlı olarak gelişen termal çekme gerilmeleri, betonun çekme dayanımını aştığında çatlaklar meydana gelmektedir. Bu çalışmada laboratuvar ortamında, biri şahit numune (C25) olmak üzere toplam 6 adet beton yol plağı hazırlanmıştır. Deney plaklarının karışımlarında beton yol hacminin sırasıyla %30'u oranında ham perlit, %15'i oranında genleştirilmiş perlit, diğer numunelerde ise %3, %4 ve %7 oranlarında polipropilen lif (fiber) kullanılmıştır. Arazi ortamında ise biri şahit numune (C35) olmak üzere beton yol hacminin %12'5'i oranında ham perlit ve polipropilen lif (fiber) katkısı kullanılmıştır. Laboratuvar ve arazi ortamından alınan sıcaklık değerleri kullanılarak literatürdeki teorik formüller yardımıyla yapılan hesaplamalar sonucunda, beton yolun çekme gerilme sınırının altında kaldığı ve tasarım açısından güvenli olduğu görülmüştür. Genleştirilmiş perlit dozajındaki artışın ısıl iletkenliği azaltıp ΔT değerini (beton yol yüzeyi ile tabanı arasındaki sıcaklık farkını) artırarak çekme gerilmelerini yükselttiği, buna karşın elastisite modülünü ve ısıl genleşme katsayısını düşürdüğü saptanmıştır. Polipropilen lif (fiber) katkısı oranındaki artışın ise beton içerisinde topaklanma (kümelenme) ve hava boşlukları oluşturarak basınç dayanımlarında düşüşe neden olurken çekme dayanımını artırdığı görülmüştür. Bununla birlikte, fiber kullanımının beton yollarda meydana gelebilecek mikro çatlakların makro çatlaklara dönüşmesini engelleyerek stabilitenin korunması açısından perlit katkısına göre daha avantajlı olduğu sonucuna varılmıştır. Ayrıca, laboratuvar ortamındaki şahit numune (C25) üzerinde komparatör cihazı ile yapılan deneysel deplasman ölçümlerinin, teorik formüllerle hesaplanan değerle tam uyum sağlayarak 0,03 mm olduğu saptanmıştır. Bu durum, çalışmada kullanılan teorik yaklaşımın deneysel verileri yüksek doğrulukla temsil ettiğini doğrulamıştır.
Özet (Çeviri)
Cracks occur in concrete pavements when thermal tensile stresses induced by environmental temperature changes exceed the tensile strength of the concrete. In this study, a total of 6 concrete road slabs, including one reference (control) sample (C25), were prepared under laboratory conditions. In the mixtures of the experimental slabs, raw perlite and expanded perlite were used at rates of 30% and 15% of the concrete volume, respectively, while polypropylene fibers were used at rates of 3%, 4%, and 7% in the other samples. In the field environment, raw perlite and polypropylene fiber additives were used at a rate of 12.5% of the concrete volume, alongside a reference sample (C35). Calculations using theoretical formulas and measured temperature data from laboratory and field environments showed that the concrete pavement remained below the tensile stress limit, ensuring a safe design. Increasing the expanded perlite dosage decreased thermal conductivity and raised the ΔT value (temperature difference between the pavement surface and base), thereby elevating tensile stresses while reducing the modulus of elasticity and thermal expansion coefficient. Conversely, an increased polypropylene fiber ratio caused clumping and air voids within the concrete, decreasing compressive strength but improving tensile strength. However, fibers proved more advantageous than perlite in maintaining stability by preventing the propagation of microcracks into macro-cracks. Furthermore, experimental displacement measurements on the laboratory reference sample (C25) using a dial indicator yielded 0.03 mm, perfectly matching the theoretically calculated value. This confirms that the theoretical approach utilized in the study represents the experimental data with high accuracy.
Benzer Tezler
- Yüksek sıcaklık etkisinden hasar görmüş lifli, hava sürükleyici katkılı ve perlit agregalı betonların dayanım özellikleri ve GFRP ile onarımı ve güçlendirilmesi
Strength properties of concretes with fiber, entrained air and expanded perlite aggregates after exposure to high temperatures and confinement with GFRP
OZAN SEÇER
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM TÜRKMEN
- Yapı malzemelerinin radyasyon geçirgenliği ve mühendislik özelliklerinin araştırılması
Investigation of radiation permeability and engineering properties of building materials
ŞEYMA BİBER TEMİRCİK
Doktora
Türkçe
2015
Fizik ve Fizik MühendisliğiKahramanmaraş Sütçü İmam ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ADNAN KÜÇÜKÖNDER
- Farklı lif katkılı hafif betonların bazı özelliklerinin araştırılması
Researching some specifications of lifghtweigt concrete produced with different fibres
ERSİN OKUYUCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. RÜSTEM GÜL
- Polipropilen lifli, hava sürükleyici katkılı ve yöresel hafif agregalarla üretilen yüksek dayanımlı betonların yüksek sıcaklıklar altında bazı fiziksel ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of some physical and mechanical properties of high strength concrete produced with polypropylene fiber, air entraining agent and regional lightweight aggregates at elevated temperatures
SERBÜLENT YAŞAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2008
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM TÜRKMEN
- Köpük beton üretiminde farklı mineral katkıların fiziksel ve mekanik özelliklere etkisinin araştırılması
Investigation of the effects of different mineral admixtures on physical and mechanical properties in foam concrete production
FATMA KOCAKERİMOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL DEMİR