Mechanical performance of glass textile reinforced cementitious composites
Cam tekstil donatılı çimentolu kompozitlerin mekanik özellikleri
- Tez No: 455401
- Danışmanlar: DOÇ. DR. BEKİR YILMAZ PEKMEZCİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Tekstil ve Tekstil Mühendisliği, İnşaat Mühendisliği, Textile and Textile Engineering, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 96
Özet
Son on yılda beton yapı geliştirilmesinde verimlilik ve yenilikçiliğin artırılması öncelik taşıdı. Bu gelişimin önemli amacı, betonun zayıflığını güçlendirmek ve bu malzemenin azami fayda sağlanması için yeni bir yol sağlamaktır. Betonun önemli problemlerinden biri de işlenebilirlik ve sıkıştırmadır. Günümüzde pek çok yapıda, insanlar kalıpta betonun yerleştırmesi için titreşimi kullanıyor ancak birçok proje titremenin segregasyon, zaman kaybı ve gürültü gibi birçok soruna neden olduğunu göstermektedir. Bu sorunu çözmek için bilim insanları, sertleşme, yüzey kalitesi, dayanıklılık ve son olarak mukavemet açısından beton kalitesini geliştiren kendiliğinden yerleşen beton teknolojisini buldu. Beton, özellikle Portland çimentosu, en yaygın kullanılan dolgu malzemesi, ve sudan sonra dünyada ikinci en çok kullanılan malzemedir, ancak çimento klinker üretiminden kaynaklanan CO2 emisyonu nedeniyle % 4.8 oranında toplam hava kirliliğine sebep olmuştur (Küresel CO2 emisyonları: 2014 Raporu). Portland çimentosunun kullanım miktarını azaltmak ve aynı zamanda betonun mukavemetini ve işlenebilirliğini arttırmak için bazı katkı maddeleri betona eklenebilir. Katkı maddeleri genellikle, işlenebilir betonlarda gerekli suyun azaltılması ile mukavemeti arttırırken, mineral katkılar da, işlenebilirlik, plastisite ve mukavemeti artırır. Mineral katkılar arasında, uçucu kül ve Yüksek Fırın Cürufu betonda yaygın olarak kullanılan en güvenilir bağlayıcılardır. Betonun bir başka güçsüzlüğü, betonun kırılgan doğasıdır. Bugün birçok araştırmada, fiber gibi malzemeler takviye malzemesi olarak belirtilmektedir. Takviye fazı genellikle daha iyi rijitlik ve mukavemet davranışı gösterir. Özellikle sürekli tekstil lifleri yapının daha sünek olmasına yardımcı olmak için daha iyi bir seçimdir. Sürekli lifler arasında, cam bir doğal malzeme olarak daha iyi bir çözüm olarak görülmektedir. Bu malzeme halihazırda uçak ve otomotiv endüstrisinde ve makine mühendisliğinde kullanılmaktadır. Bu teknolojinin uygun bir şekilde kullanımı, maliyetleri büyük ölçüde azaltmaktadır. Günümüzde birçok bilim insanı, üretim maliyetlerini düşürmek ve lif üretimi için verimli bir yapı bulmak için çalışmalar yapmaktadır. Örneğin; maliyet açısından verimli bir lif üretimi, yüksek entegre bir performansa ve kısa sürede üretim sürecine ihtiyaç duymaktadır. 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. Betonun gerilme mukavemeti temel ve önemli özelliklerden biridir. Beton silindirde çekme mukavemet testinin ayrılması, betonun gerilme mukavemetinin belirlenmesinde kullanılan bir yöntemdir. Beton gevrek doğası nedeniyle gerginlikte çok zayıftır ve doğrudan gerginliğe direnmesi beklenmemektedir. Beton, gerilme kuvvetlerine maruz kaldığında çatlaklar geliştirir. Bu nedenle, beton elemanların çatlayabileceği yükü belirlemek için betonun gerilme mukavemetini belirlemek gerekir. Cam elyaf, polimerler ve karbon elyaf gibi diğer elyafa kabaca kıyaslanabilir mekanik özelliklere sahiptir. Karbon fiber kadar güçlü veya katı değilse de, kompozitler halinde kullanıldığında çok daha ucuz ve daha az gevrektir. Cam elyafları bu nedenle pek çok polimer ürünü için takviye edici bir madde olarak kullanılır; Cam elyaf takviyeli polimer kompozit malzeme olarak da bilinen, cam takviyeli plastik olarak da bilinen, oldukça kuvvetli ve nispeten hafif bir fiber oluşturmak için kullanılır. Bu yapısal malzeme ürünü, çok az veya hiç hava veya gaz içerir, daha yoğundur ve cam yünü çok daha zayıf bir termal yalıtkandır. Bu araştırmada, matriks reolojisini, akış hızını ve davranışını incelemek için minislump testi uygulanmış ve video kaydı yapılmıştır. Akış süresini elde etmek için bir test masasında T115, T150 ve T170'de olmak üzere üç paralel daire çizilip bunun sonucunda, matriksin nihai yayılma çapı ölçülmüştür. İkinci aşamada, akışkanlığı daha iyi olan iki matriks numunesi seçilmiş ve bu iki numuneyi kullanarak basınç dayanımı ve eğilme testi örnekleri üretilmiştir. Bu iki matriksin performansını ve kalitesini kontrol etmek adına basınç dayanım testi uygulanmıştır. Son aşamada, sürekli cam tekstille takviye edilmiş numunelere üç nokta eğilme testi uygulanmıştır. Bu araştırmanın temel amacı cam tekstil donatılı çimentolu kompozitlerin performansını incelemektir. Bu sebeple, kompozitin tekstil yönü, iki çeşit tekstil ve matris kalitesi dikkate alınarak performansını araştırdık. Farklı tipte tekstil, farklı matris tipi ve farklı tekstil yönü etkisi araştırılmıştır. Son bölümünde, gelecekte yapılacak çalışmalar için öneriler bulunmaktadir.
Özet (Çeviri)
Increase productivity and innovation working in the environment have had priority in the development of concrete construction over the last decade. The important aim of this development is to fortify the weakness of concrete and making a new way to maximum benefits of this material. One of the important problems of concrete is workability and compaction. Nowadays in many constructions, people use vibration to settle concrete in the mold but many articles show this fact that vibration causes many problems like segregation, time assuming and making noise. In order to solve these problem scientists found Self Compact Concrete technology, which improved the ability of concrete in term of hardening, quality of the surface, durability and finally strength. Concrete, especially Portland cement (PC) based, is the most widely used building material and the second most used materials in the world after water, but because of CO2 emission from cement clinker production and contributed to 4.8% total air pollution(Trends in global CO2 emissions: 2014 Report). Some admixture can be added to concrete in order to decrease the portion of PC or increase the strength and workability of concrete. Superplasticizer (SP) usually increase strength by decrease water needed for workable concrete and mineral admixtures improve workability, plasticity, and strength. Among mineral admixtures, Fly ash (FA) and Ground Granulated Blast.Furnace Slag (GGBFS) are the most reliable binder widely used in concrete. Another besetting weakness of concrete is the brittle nature of concrete. Today many types of researchers indicate some additional material like fibers. The reinforcement phase usually shows better stiffness and strength behavior. Especially textile continuous fibers are the better choice for helping structure to be more ductile. Among all continuous fibers, glass has been seen as a better solution because of characteristics of this natural material. This material currently used in aircraft and automotive industry and mechanical engineering. Providing use this technology in an appropriate way, the costs will reduce drastically. The main costs of this technology related to manufacturing costs such as textile cutting, handling and layer construction. Nowadays, many scientists work on manufacturing process in order to decrease costs of production and find an efficient structure for fiber productions, for example, a cost.efficient production of fiber needs a high integrated performing and short.time manufacturing process. In this research, the rheology of the mixture was investigated by applying the mini.slump test and by recording; we calculated the flow rate behavior of matrix. We pointed out three parallel circles on a testing table in order to capture the flow time at T115, T150 and T170. Consequently, the flow properties were measured by the final spreading diameter of the cementitious matrix. In the second step, two matrix samples, those samples with better flowability, are chosen and the compressive strength and flexural test specimens were produced by using these two samples. In order to obtain the performance of these two matrixes, the compressive strength test was applied to them. In the final step, three points bending test was applied to samples which reinforced by continuous glass textile. The main goal of this research is obtaining the performance of glass textile reinforced cementitious composite.
Benzer Tezler
- Dayanım ve dayanıklılık açısından yüksek performanslı çimento esaslı tabakalı kompozitlerin geliştirilmesi
Development of high performance cementitious laminated composites in terms of high strength and high durabilty
ESMA GİZEM DAŞKIRAN
Doktora
Türkçe
2018
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU
- Kompozit panel yapı malzemelerinin mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation on the mechanical properties of composites panel materials
EGEMEN ARABACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BEKİR YILMAZ PEKMEZCİ
- Çimento esaslı kompozit plakalarla güçlendirilmiş bölme duvarlarının kayma dayanımının belirlenmesi
Determination of shear strength of infill walls strengthened by cement based composite plates
MUSTAFA GÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiDeprem Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA GENÇOĞLU
- Karbon kumaş takviyeli hibrit kompozit yapıların mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation about mechanical properties of hybrid carbon fabric reinforced composites
CANSU VAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiPamukkale ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ SERKAN SOYDAN
- Betonarme kolonların deprem performansının tekstil donatılı / donatısız cam lifli püskürtme harçla iyileştirilmesi
Improvement of seismic performance of reinforced concrete columns using glass fiber reinforced sprayed mortar with / without textile reinforcement
ALİ OSMAN ATEŞ
Doktora
Türkçe
2022
Deprem Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALPER İLKİ