Geri Dön

Yüksek performanslı lif donatılı çimento esaslı kompozitlerin mekanik davranışı ve kırılma parametreleri

Mechanical behaviour and fracture parameters of high performance fiber reinforced cementitious composites

  1. Tez No: 166244
  2. Yazar: GÖZDE GÜVENSOY
  3. Danışmanlar: PROF.DR. MEHMET ALİ TAŞDEMİR
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2005
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 81

Özet

YÜKSEK PERFORMANSLI LİF DONATILI ÇİMENTO ESASLI KOMPOZİTLERİN (YPLDÇEK) MEKANİK DAVRANIŞI VE KIRILMA PARAMETRELERİ ÖZET Son yıllarda, beton teknolojisinde önemli gelişmeler kaydedildi. Sadece 40 yıl önce, betonarme yapılarda kullanılan betonun basınç dayanımı en fazla 40 MPa idi. Böyle bir beton, küp basınç dayanımları 200-800 MPa arasında, çekme dayanımları 25- 150 MPa arasında ve kırılma enerjileri ise yaklaşık 30000 J/m2 olan yüksek performanslı modern betonlarla kıyaslandığında, şu anda gerçekten oldukça düşük dayanımlı malzeme olarak kabul edilebilir. Son beş yıl içinde İTÜ'de basınç dayanımları 200 MPa' aşan Yüksek Performanslı Çelik Tel Donatılı Çimento Esaslı Kompozit Malzemeler üretildi. Beton teknolojisinde söz konusu yüksek dayanımlı bu malzemeler Reaktif Pudra Betonları (RPB) olarak adlandırılırlar ve dikkate değer eğilme dayanımına ve oldukça yüksek sünekliğe sahiptirler. Süneklilikieri normal betona kıyasla yaklaşık 300 kat daha fazladır. Çok düşük poroziteleri, bu tip betonlara önemli dürabilite ve düşük zararlı iyon taşıma özelikleri sağlamakta ve bunları beton yapıların güçlendirilmesinde kullanılan yeni bir teknik için potansiyel olarak uygun hale getirmektedir. Bu malzemeler mükemmel darbe dayanım özelliklerine sahip olmaları nedeniyle, askeri yapılarda, betonarme yapıların onarımında ve küçük veya orta büyüklükteki prefabrik elemanların üretiminde kullanılırlar. Bu çalışmada 5 farklı karışım hazırlandı. Silis dumanı çimento ağırlığının % 25'i oranında kullanıldı. Kullanılan agregalar; Silisli Kum-1 (0.50mm) Silisli Kum-2 (0- 0.25mm), Deniz kumu (0-0.25 mm) ve Podima kumu (0-2 mm)'dur. Su/bağlayıcı oranı 0.17-0.25 aralığında tutuldu. Üstü pirinç kaplı düz şekilli kısa kesilmiş çelik lifler kullanıldı. Kullanılan çelik liflerin narinliği 40, çekme dayanımları 2250 N/mm2'dir. Çelik tel oranı hacimce % 5 ile %7.8 arasında kullanıldı. Numunelere 2 gün 90°C ± 2°C'de ısıl işlem uygulandı ve ardından 20°C ± 2°C'de kirece doygun su içine alınarak burada 28 + 2 gün bekletildi. Eğilme deneyleri için 70x70x280 mm'lik kiriş numuneler hazırlandı. Üretilen YPLDÇEK malzemelerin çekme ve eğilme dayanımları belirgin biçimde artmış ve çok sünek bir davranış göstermişlerdir. Kırılma enerjileri normal harca göre 218 kat daha fazladır ve 220 N/mm2 'ye kadar ulaşan basınç dayanımı değerleri elde edilmiştir. Tekrarlı yükler altında, yükleme - boşaltma döngülerinden sonra rijitlikde azalma görülmemiştir. Döngülerin eğimi yük-sehim eğrisinin başlangıçtaki eğimine hemen hemen paraleldir. Çelik tel donatışız yüksek dayanımlı betonlarda (YDB) odak noktası gevrekliğin bir ölçüsü olarak alınabilir. YDB'lerle karşılaştırıldığında, YPLDÇEK malzemeler için bu nokta orijinden çok uzakta oluşmakta veya oluşmamaktadır. Üretilen YPLDÇEK malzemeler bazı stratejik yapılarda, betonarme yapıların onarım ve güçlendirmesinde ve sanayi atıklarının depolandığı yapılarda kullanılabilirler. Laboratuar sonuçlarının mühendislik uygulamasına dönüşebilmesi beklenmektedir. vııı

Özet (Çeviri)

MECHANICAL BEHAVIOUR AND FRACTURE PARAMETERS OF HIGH PERFORMANCE FIBER REINFORCED CEMENTITIOUS COMPOSITES (HPFRCC's) SUMMARY In recent years, incredible advances in concrete technology have been recorded. Only 40 years ago, the maximum compressive strength at the construction site was about 40 MPa, such a concrete is now really quite low strength material in relation to modern very-high strength concretes with cube compressive strengths between 200 MPa and 800 MPa, tensile strengths between 25 MPa and 150 MPa, fracture energies about 30000 J/m2. Within the past five years, High Performance steel Fiber Reinforced Cementitious Composites which have compressive strengths over 200 MPa have been developed at ITU. In concrete technology, they are also called Reactive Powder Concretes (RPCs). These materials allow remarkable flexural strength and extremely high ductility; their ductility is more than about 300 times greater than that of conventional concrete. Their very low porosity gives them important durability and low transport properties, and makes them potentially suitable for being used in new technique for retrofitting reinforced concrete structures. Since these materials have excellent impact resistance properties, they can be employed for military structures and in repairing of reinforced concrete structures and also for small or medium size prefabricated elements. The main objective o this work is to investigate mechanical behaviour of HPFRCC's under cyclic loading condition using three point bending test. Five HPFRCC mixtures were cast for research. Silica fume was used in the amount of 25% of the cement by weight. Siliceous sands (Sand 1 : 0-0.5 mm and Sand 2 : 0-0.25 mm), sea sand (Sand 3 : 0-0.25 mm), and round siliceous sea sand (Sand 4 : 0-2 mm) were used as aggregate. Water/binder ratio of the mixtures was in the range of 0.17 and 0.25. Straight, short cut and brass coated steel fibers were used. Aspect ratio of steel fibers was 40. The tensile strength of the steel fibers was 2250 N/mm2. The volume fractions of steel fibers were varied between 5.0% and 7.8%. Hot curing was applied to the specimens at 90°C ± 2°C for two days. After thermal treatment, all the specimens were restored in water saturated with lime at 20 °C ± 2°C until 28 days of age. Beam specimens were prepared for the fracture energy tests in the dimensions of 280 mm in length and 70x70 mm in cross section. HPFRCCs allow remarkable compressive and flexural strengths and very high ductility. The fracture energy of HPFRCC is 218 times that of conventional mortar and the compressive strength of this cementitious composites reaches up to 220 N/mm2. There is no significant loss in the initial compliance of HPFRCCs, the slopes of the unloading-reloading loops are almost the same of the slope of the initial ascending part of the load-deflection curve. Although the residual strength decreases gradually after the peak stress in HPFRCCs, the stiffness degradation is not significant under cyclic loading condition. In high strength concretes (HSCs) without steel fibers, the focal point can be taken as a measure of concrete IXbrittleness. In HPFRCCs, however, this point is far from the origin or does not exist, in contrast to that of HSCs without steel fibers. HPFRCCs produced can be used at some strategic structures and for retrofitting damaged and/or under strength reinforced concretes, and also building of containers for industrial waste materials. It is hopefully expected that the laboratory findings can be transformed to the engineering practice.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    444859

    Atık lastik liflerinin çimento esaslı kompozitlerin mekanik özelliklerine etkisinin araştırılması

    Investigation of effects on mechanical properties of cementetitious composite of waste tire fibers

    SAIDU UMAR ZUBAIRU

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Teknik EğitimSüleyman Demirel Üniversitesi

    Yapı Eğitimi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. EMRE SANCAK

  2. Tez No

    246686

    Çelik tel donatılı ultra yüksek performanslı çimento esaslı kompozitlerin mekanik davranışı

    Mechanical behaviour of ultra high performance steel fiber reinforced cement based composites

    CAN ARDA KİREMİTÇİ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2008

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ALİ TAŞDEMİR

  3. Tez No

    222138

    Karma lif içeren çimento esaslı kompozitlerin mekanik davranışı-Bir optimum tasarım

    Mechanical behavior of cement based composites with hybrid fibres-An optimum design

    MURAT ARAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. CANAN TAŞDEMİR

  4. Tez No

    223858

    Ultra yüksek performanslı betonların mekanik davranışı

    Mechanical behaviour of ultra high performance concrete

    FATİH ÖZALP

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MEHMET ALİ TAŞDEMİR

  5. Tez No

    283341

    Effect of aggregate size and amount on the mechanical properties of engineered cementitious composites incorporating fly ash and slag

    Agrega boyutu ve oranının uçucu kül ve cürüf içeren tasarlanmış çimento esaslı kompozitlerin mekanik özellikleri üzerine etkileri

    MEHMET TURHAN ARIK

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2011

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

Geri Dön