Mechanical and durability properties of glass fiber reinforced concrete
Cam elyaf takviyeli betonun mekanik ve durabilite özellikleri
- Tez No: 597491
- Danışmanlar: DOÇ. DR. NİHAT KABAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 94
Özet
Cam elyafı takviyeli beton (CETB) inşaat sektöründe prekast dış cephe elemanı olarak kullanılan kompozit bir malzemedir. CETB, genellikle çimento, kum, su ve cam elyaf karışımından oluşur. CETB'de yüksek miktarda çimento kullanılması malzemenin uzun vadeli durabilitesini etkiler. Çimento üretimi yüksek enerji tüketimine ve CO2 emisyonuna neden olduğundan bu çalışmada, çimento kullanımını azaltmak ve çevre dostu bir ürün elde etmek için çimentonun uçucu kül ve yüksek fırın cürufu ile ikame edilmesinin etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla üretilen 12 farklı CETB karışımında çimento %50'ye kadar uçucu kül ve yüksek fırın cürufu ile ağırlıkça ikame edilmiş ve fiziksel, mekanik ve durabilite özellikleri araştırılmıştır. CETB karışımları, durabilite özelliklerini belirlemek amacı ile donma-çözülme çevrimlerine, ıslanma-kuruma çevrimlerine ve yüksek sıcaklık etkilerine maruz bırakılmıştır. Ayrıca, beton karışımlardan alınan örneklerde içyapı özelliklerimi belirlemek amacıyla SEM görüntüleri alınmıştır. Deney sonuçlarından elde edilen verilere göre çimentonun uçucu kül ile ikamesi ve akrilik polimer kullanılması işlenebilirliği önemli ölçüde artırmıştır. Karışımların su emme oranı ve porozitesi sırasıyla 8-12% ve 16-24% arasında ve kuru yoğunlukları 1870 ile 2018 kg/m3 arasında değişmiştir. Toplam boyutsal değişimler 1,08 ile 1,47mm/m arasında değişmiş, çimentonun puzolan malzemelerle ikame edilmesi toplam boyutsal değişimleri referans karışımlara kıyasla azaltmıştır. Çimentonun uçucu kül ve cüruf ile ikamesi erken dayanımı düşürmesine rağmen puzolan katkılı serilerin eğilme dayanımındaki artış oranı kür süresi ve lif oranındaki artış ile birlikte referans serilere oranla daha yüksek olmuştur. En yüksek eğilme dayanımı C100PG3 serisinde 90 günde 15.1 MPa olarak belirlenmiş ve en yüksek eğilme dayanımı gelişimi lif oranının %0'dan %4'e artması ile F25S25PG4 serisinde 28 günde %93 olarak tespit edilmiştir. Puzolan malzeme içeren seriler durabilite deneylerinde daha iyi performans göstermiştir. CETB serilerin eğilme dayanımı donma-çözünme etkisi altında beklenmedik şekilde artmıştır. Puzolan malzeme içeren serilerin eğilme dayanımı donma-çözünme çevrimleri neticesinde %39'a kadar artmıştır. Islanma-kuruma çevrimleri ise dayanımda ciddi düşüşlere yol açmıştır. Ancak puzolan malzeme içeren seriler daha iyi performans göstermiş ve bu serilerde dayanımdaki düşüş referans serilere göre daha az olmuştur. Yüksek sıcaklık beton serilerde ciddi dayanım kaybına yol açmış, akrilik polimer ve lif oranındaki artış yüksek sıcaklığa dayanıklılığı olumsuz yönde etkilemiştir.
Özet (Çeviri)
Glass fiber reinforced concrete (GFRC) is a composite material generally used as a precast exterior element in the construction sector. GFRC is a material which is typically composed of cement, sand, water and glass fibers. The use of high amounts of cement in GFRC affects the long-term durability of the material. Cement production causes high energy consumption and CO2 emissions. In this study, the effect of replacing cement with fly ash and blast furnace slag was investigated with the specific aim to reduce cement content and obtain a more environmentally friendly material. For this purpose, 12 different GFRC mixtures were produced and their physical, mechanical, and durability properties were investigated by replacing cement at a fixed ratio of 50% with fly ash and blast furnace slag. GFRC mixes were exposed to freeze-thaw cycles, wet-dry cycles, and high-temperature effects to determine their durability. In addition, SEM micrographs were taken to determine the microstructure of the samples taken from the concrete mixes. Test results showed that the replacement of cement with fly ash and incorporation of acrylic polymer significantly increased the workability. The water absorption and the apparent porosity values of the mixtures varied between 8-12% and 16-24% respectively, and their dry densities varied between 1870 and 2018 kg/m3. Replacement of cement with pozzolanic materials reduced the extreme dimensional variations compared to reference mixes, the values varied between 1.08 and 1.47 mm/m. Although substitution of cement with fly ash and slag reduced the early age strength, the flexural strength improvement ratio of the mixes with pozzolanic materials with age and with the increase of glass fiber content were found to be higher than those of the reference mixes. The highest flexural strength was observed in C100PG3 mix as 15.1 MPa at 90 days and the highest flexural strength improvement was observed in F25S5PG4 mix as 93% at 28 days by an increase in fiber content from 0% to 4%. The mixes incorporating pozzolanic materials showed better performance in durability tests. The exposure to freeze-thaw cycles improved the flexural strength of GFRC mixes. The flexural strength of mixes incorporating pozzolanic materials increased up to 39% after the freeze-thaw cycles. The wet-dry cycles, on the other hand, caused dramatic loss of strength. However, mixes incorporating pozzolanic materials performed better and the loss of the strength was decreased compared to the reference mixes. The high temperature exposure caused significant loss in flexural strength of the mixes. Acrylic polymer addition and the increase in fiber content reduced the durability against high temperature.
Benzer Tezler
- Cam lifi kullanımının betonun mekanik özeliklerine ve korozyon dayanıklılığına etksi
The effect of glass fiber usage on mechanical properties and corrosion durability of concrete
M. YOUSAF AGHA MUJADIDI
Yüksek Lisans
Türkçe
2020
İnşaat MühendisliğiKütahya Dumlupınar Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ABDULLAH DEMİR
- Cam elyaf takviyeli betonlarda sepiyolit kullanımının mekanik, fiziksel ve durabilite özelliklerine etkilerinin araştırılması
Investigation on effects of sepiolite usage on mechanical, physical and durability properties of glass fiber reinforced concrete
RASİM CEM SAKA
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
İnşaat MühendisliğiDüzce Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERKAN SUBAŞI
- Alkali ile aktive edilmiş harç ve atık çelik tel donatılı betonların (SIFCON) fiziksel, mekanik ve dayanıklılık özelliklerinin araştırılması
A study on the investigation of physical, mechanical and durability properties of alkali activated mortars and waste steel fiber reinforced concretes (SIFCON)
SAADET GÖKÇE GÖK
Doktora
Türkçe
2020
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. ÖZKAN ŞENGÜL
- Strength and durability properties of high-strength concrete containing synthetic fibers
Sentetik fiber içeren yüksek dayanımlı betonun dayanım ve dayanıklılık özellıkleri
SAJA YOUSIF MOHAMMED BEKGAMBERLE
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. NİHAT ATMACA
- Cam tozu kullanılarak üretilen lifli betonların asit etkisi altında mühendislik özelliklerinin incelenmesi
Examination of engineering properties of fiber-reinforced concretes produced using glass powder under acid attack
YELİD BÜYÜKKURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiOsmaniye Korkut Ata Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BEHCET DÜNDAR