Geri Dön

Çoklu çatlak davranışı gösteren farklı polimerik lifli çimento esaslı kompozitlerin mikromekanik tabanlı tasarımları ve kıyaslanması

Micromechanical based designs and comparison of different polymeric fiber cement-based composites exhibiting multiple cracking behavior

PDF İndir

  1. Tez No: 728629
  2. Yazar: MUHAMMER KESKİNATEŞ
  3. Danışmanlar: PROF. DR. BURAK FELEKOĞLU
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 597

Özet

Çimento esaslı matrislerin gevrek yapısını“çoklu çatlama mekanizması”ile azaltmaya yönelik çalışmalar, dayanıklı ve sürdürülebilir yapıların tasarımı açısından son yıllarda önem kazanmaktadır. Bu bağlamda çimento esaslı matrislerle uyumlu mikro polimerik lif kombinasyonları ile kompozitler tasarlanmıştır (patent ismi, Engineered Cementitious Composites – ECC). ECC, çoklu çatlama mekanizması ile çekme gerilmesi altında düktil davranan yeni nesil bir kompozit olarak tanımlanabilir. Bu tez kapsamında öncelikle ECC için geliştirilen mikro mekanik tasarım teorisi hakkında detaylı bir literatür taraması yapılmıştır. ECC tasarımında; S/B oranı, mineral katkı tipi, lif türü, matris reolojisi, lif dağılımı ve maksimum kusur boyutu gibi parametrelerin kompozitlerin mekanik performansı ve çatlama davranışı üzerindeki etkileri bütüncül bir yaklaşımla incelenmiştir. Deneysel çalışmalar kapsamında lif türüne göre değişen S/B oranlarında, 3 farklı polimerik lif (PE, PVA ve HTPP) ve 2 farklı mineral katkı (Öğütülmüş Yüksek Fırın Cürufu ve Uçucu Kül) kullanılmıştır. 20 farklı ECC'de (6 PE-ECC, 8 PVA-ECC ve 6 HTPP-ECC) mekanik performans, istatistiksel analiz, maliyet, karbon ayak izi, gömülü enerji başlıkları altında değerlendirmeler yapılmıştır. Lif-matris etkileşimini araştırmak için ECC tasarımında kullanılan“köprüleme gerilmesi - çatlak açıklığı”ilişkileri çıkartılmıştır. Çekme numunelerin göçme kesitindeki lif dağılım katsayıları, SEM ve floresans mikroskopu yardımıyla belirlenmiştir. Aynı çekme numuneleri çekme yönüne dik olarak dilimlenip kesitlerdeki maksimum doğal kusur boyutları optik mikroskop ile ölçülmüştür. Matris reolojisinin, göçme kesitindeki lif dağılım katsayısının ve maksimum doğal kusur boyutu dağılımının çekme performansı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Numunelerin maksimum çekme gerilmesi anındaki yüzey görüntülerinden DIC tekniği ile çatlak analizleri gerçekleştirilmiş ve çatlak genişliği histogramları oluşturulmuştur. Son olarak kompozitlerin çekme performansları ile basınç dayanımları arasındaki ilişkiler araştırılmıştır.

Özet (Çeviri)

In recent years, studies focusing to reduce the brittleness of cement-based matrices via“multiple cracking mechanism”have gained importance from the view point of durable and sustainable structural design. In this context, composites were designed with micro polymeric fiber combinations that are compatible with cementitious matrices (patent name, Engineered Cementitious Composites – ECC). ECC can be defined as a new generation composite that exhibit ductile behavior under tensile stress thanks to its multiple cracking mechanism. Within the scope of this thesis, a detailed literature review was performed on the micromechanical design theory developed for ECC. In ECC design; the effects of parameters such as W/B ratio, mineral additive type, fiber type, matrix rheology, fiber distribution and maximum flaw size on the mechanical performance and cracking behavior of the composites were investigated with a holistic approach. Within the scope of the experimental studies, 3 different polymeric fibers (PE, PVA and HTPP) and 2 different mineral additives (Ground Blast Furnace Slag and Fly Ash) were used in varying W/B ratios depending on the fiber type. Discussions have been performed on mechanical performance, statistical analysis, cost, carbon footprint and embedded energy of 20 different ECC mixtures (6 PE-ECC, 8 PVA-ECC and 6 HTPP-ECC). In order to investigate the fiber-matrix interaction, the“bridging stress - crack opening”relationships of ECCs were determined. The fiber distribution coefficients at the failure section of the tensile specimens were determined with the aid of SEM and fluorescence microscopy. The same tensile specimens were sliced perpendicular to the tensile direction and the maximum natural flaw sizes at each section were measured with an optical microscope. Crack analyzes were performed with DIC technique from the surface images of the samples at the moment of maximum tensile stress and crack width histograms were plotted. Finally, the relationships between the tensile performance and compressive strength of composites were investigated.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    438818

    Pratikte kullanılabilir polimerik lif katkılı ve çimento esaslı kompozitlerin geliştirilmesi

    Development of practical polymeric fiber reinforced cementitious composites

    EREN GÖDEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BURAK FELEKOĞLU

  2. Tez No

    769012

    Tasarlanmış çimento esaslı kompozitlerin Alkali silika reaksiyonu direncinin araştırılması

    Investigation of Alkali silica reaction resistance of engineered cementitious composites

    SABRİ KÖKMEN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Yapı Malzemesi Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

  3. Tez No

    666113

    Dijital görüntü korelasyonu tekniğinin yapı malzemelerinin yük altında şekil değişiminin ölçümünde kullanılabilirliğinin araştırılması

    Investigation of the applicability of digital image correlation method for measuring the deformation of construction materials under load

    TARIK YILDIRIM

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    İnşaat MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Yapı Malzemesi Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU

  4. Tez No

    477739

    Development of optimal deflection hardening cementitious composites mixture for highway bridge decks to address shrinkage cracking problem

    Otoyol köprü tabliyelerindeki rötre çatlak problemlerine çözüm getirecek şekil değiştirme sertleşmesi gösteren çimento bağlayıcılı kompozitlerin en uygun karışım tasarımı

    QAIS SAHIB KAREEM BANYHUSSAN

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    İnşaat MühendisliğiGaziantep Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA GÜNAL

  5. Tez No

    651270

    Influence of self healing on the mechanical properties of geopolymer binder composites

    Kendiliğinden iyileşmenin jeopolimer bağlayıcılı kompozitlerin mekanik özellikleri üzerine etkileri

    BEHLÜL FURKAN ÖZEL

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    İnşaat MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MUSTAFA ŞAHMARAN

Geri Dön