Determination of tensile softening characteristics of cellulose nanofiber-modified cement paste from experimental CMOD data using numerical modelling
Sayısal modelleme kullanılarak deneysel CMOD verlilerinden selüloz nanofiber katkılı çimento macununun çekme yumuşamasının özelliklerinin belirlenmesi
- Tez No: 921428
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÇAĞRI MOLLAMAHMUTOĞLU, PROF. DR. JIŘÍ NĚMEČEK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Mekanik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Günümüzde beton, dünyada en çok tüketilen ikinci malzemedir. Betonun ana bileşeni olan çimento, betona mukavemetini veren bağlayıcıdır. Bu nedenle, çimento macununu incelemek, çekme dayanımları da dahil olmak üzere özelliklerinin optimize edilmesine olanak tanır. Çimento macununun çekme özellikleri, onun dayanıklılığını ve büzülme çatlaklarına karşı direncini belirlemede önemli bir faktördür. Ek olarak, çeşitli yükleme koşulları altında yapıların davranışını anlamak için beton kırılma davranışını tahmin etmek çok önemlidir. Bu nedenle, beton kırılmasının modellenmesi son yirmi yılda popüler bir konu haline gelmiştir. Nanoselüloz, gezegende en bol bulunan ve yenilenebilir bir polimer kaynağı olan selülozdan türetilen, sürdürülebilir bir nanomalzemedir. Nanofibrile selüloz (CNF) dahil olmak üzere farklı formlarda bulunur ve sertliğini, tokluğunu ve mukavemetini artırmak gibi, kullanıldığı matrisin mekanik özelliklerini iyileştiren özelliklere sahiptir. Çok çeşitli avantajlarına rağmen, çimento macunundaki CNF ile ilgili literatürde boşluklar bulunmaktadır. Örneğin, farklı selüloz nanomalzeme türlerinin çimento özellikleri üzerindeki etkileri tam olarak tanımlanmamıştır. Ek olarak, şu ana kadarki mevcut literatüre göre, CNF modifiyeli çimento macununun mekanik davranışını tanımlamak için sayısal bir model oluşturulmamıştır. Bu çalışmanın amacı, CNF modifiyeli çimento macunu hakkında, literatüre katkıda bulunmak ve sayısal modelleme kullanarak diğer araştırmacılar tarafından sağlanan deneysel CMOD verilerinden (Haddad Kolour, 2019) CNF modifiyeli çimento macununun çekme yumuşama özelliklerini belirlemektir. CMOD testi, bir kirişin orta açıklığında bir çentik oluşturmayı ve kiriş tamamen kırılıncaya kadar üç noktalı burulma testini gerçekleştirmeyi içerir. Öncelikle farklı CNF/çimento oranları kullanılarak, CMOD testi birkaç numune üzerinde gerçekleştirilir. Daha sonra, diğer araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen ve yayınlanan testlerden elde edilen yük-CMOD verileri, sonlu elemanlar modellemesi kullanılarak sayısal bir model oluşturmak, kırılma yayılımını simüle etmek ve CNF modifiyeli çimento hamurunun tek eksenli çekme gerilmesi çatlama değerlerini elde etmek için gereken parametreleri belirlemek amacıyla kullanılacaktır.
Özet (Çeviri)
Today, concrete is the second most consumed material in the world. Concrete's main component, cement, is the binder that gives concrete it's strength. Therefore, studying cement paste allows for the optimization of its characteristics including its tensile properties, which are an important factor in determining its durability and resistance to shrinkage cracks. Additionally, modelling of fracture of this homogeneous, quasi-brittle material has become a popular topic in the last two decades since the prediction of concrete fracture behavior is significant to understand the behavior of structures under various loading conditions. Nanocellulose is a sustainable nanomaterial derived from cellulose, which is the most abundant renewable polymer source on the planet, and exists in different forms, including nanofibrillated cellulose (CNF). It possesses properties that improve the mechanical properties of the matrix its used in such as increasing its stiffness, toughness and strength. Despite the wide range of advantages, the literature on CNF in cement paste contains gaps. For example, the effects of different types of cellulose nanomaterials on cement properties have not been fully delineated. Additionally, according to the current literature so far, no numerical model has been created to describe the mechanical behavior of CNF-modified cement paste. The goal of this study is to contribute to the literature on CNF-modified cement paste and determine its tensile softening characteristics from experimental CMOD data provided by other researchers (Haddad Kolour, 2019) using numerical modelling. The CMOD test comprises of performing the three point bending test on a notched beams with different CNF ratios until complete fracture. Afterwards, the load – CMOD data obtained from the tests, which were performed by other researchers and published, are used to create a numerical model using finite element modelling to simulate the fracture propagation and determine the parameters needed to obtain the stress-strain values of the specimen.
Benzer Tezler
- Çelik lif donatılı betonların performansa dayalı tasarımı ve optimizasyonu
Optimization and performance based design of steel fiber reinforced concretes
MUHSİN YALÇIN
Doktora
Türkçe
2009
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CANAN TAŞDEMİR
- Çelikte Ferrovanadyum Yerine Nitrovanadyum Kullanımının Elektriksel Aşındırma ile İşlenebilirliğe Etkisinin İncelenmesi
Investigation of nitrovanadium effect instead of ferrovanadium in steel on electrical discharge machinability
İSA KESKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Makine MühendisliğiBülent Ecevit ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. NİHAL EKMEKCİ
- Ön deformasyon uygulanmış DP600 kalite çeliklerin punta kaynak özelliklerinin incelenmesi
Investigation of spot welding properties of pre-strained DP600 steel grades
RAMAZAN UZUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ÇİMENOĞLU
- Oto cam temperleme işleminde farklı Reynolds sayılarına göre optimum soğutma ünitesi konfigürasyonunun belirlenmesi
Determination of optimum cooling unit configuration in automobile glass tempering process by different Reynolds numbers
HİLMİ YAZICI
Doktora
Türkçe
2013
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YAKUP SEKMEN
- UHMWPE'nin farklı deformasyon hızları altında eğilme davranışının belirlenmesi: deneysel ve nümerik çalışma
Determination of the flexural behavior of UHMWPE under different deformation velocities: Experimental and nümerical study
KAZIM ERCAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Makine MühendisliğiYozgat Bozok ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAMZA KEMAL AKYILDIZ