Polimerik elyaf takviyeli çimentolu kompozitlerin mekanik özelliklerinin deneysel değerlendirilmesi ve sayısal modellenmesi
Experimental evaluation and numerical modeling of mechanical properties of polymeric fiber-reinforced cementitious composites
- Tez No: 979961
- Danışmanlar: PROF. DR. KASIM MERMERDAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Harran Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, polimerik elyaf takviyeli çimentolu kompozitlerin (PFRCC) mekanik davranışlarını incelemekte ve özellikle elyaf tipi, elyaf dozajı ve su/bağlayıcı (W/B) oranı gibi faktörlerin eğilme dayanımı (FS) üzerindeki etkilerine odaklanmaktadır. Toplam 82 karışım değerlendirilmiş olup, bunların 42'si deneysel harç karışımı ve 40'ı literatürden alınmıştır.Karışımlarda polipropilen (PP) ve polivinil alkol (PVA) elyafları %0–1.4 arasında değişen hacim oranlarında ve iki farklı W/B oranı (0.30 ve 0.45) ile kullanılmıştır. Mekanik özellikler, özellikle basınç dayanımı (CS) ve eğilme dayanımı (FS), standart yöntemlere göre test edilmiştir.Önceki araştırmalardaki boşlukları gidermek amacıyla, elyafın boy/en oranı, elyaf çekme dayanımı, agrega-kum oranı ve bağlayıcı miktarı gibi ek parametreler de dikkate alınarak daha kapsamlı bir değerlendirme yapılmıştır.Öngörüsel modelleme için, elyaf tipi, elyaf miktarı, W/B oranı ve numune geometrisi gibi girdilere dayalı olarak Çoklu Doğrusal Regresyon (MLR) ve Gen İfade Programlama (GEP) yöntemleri uygulanmıştır.Sonuçlar, düşük W/B oranının (0.30) sürekli olarak daha yüksek mekanik performans sağladığını, eğilme dayanımının 9.59 MPa'ya ulaştığını ve FS için optimum elyaf içeriğinin %0.6–1.0 arasında olduğunu göstermiştir.İki elyaf tipi arasında, PVA elyafları, çimento matrisi ile daha güçlü bağlanması sayesinde PP'ye göre daha iyi sonuç vermiştir.Modelleme açısından, GEP, doğrusal olmayan ilişkileri etkili bir şekilde yakalayarak MLR'den üstün performans göstermiş; eğitim için R² = 0.90 ve doğrulama için R² = 0.74 değerine ulaşırken, MLR'nin R² değeri 0.68'de kalmıştır.Genel olarak, bu çalışma polimerik elyafların çimentolu kompozitlerin mekanik özelliklerini geliştirmedeki rolüne ilişkin değerli bulgular sunmakta; özellikle GEP ile geliştirilen öngörüsel modeller, mühendisler için elyaf takviyeli betonun çeşitli yapısal uygulamalarda tasarımını optimize etmeye yönelik pratik araçlarsağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
This study investigates the mechanical behavior of polymeric fiber reinforced cementitious composites (PFRCCs), focusing on how factors such as fiber type, fiber dosage, and water to binder (W/B) ratio affect flexural strength (FS). A total of 82 mixes were examined, including 42 experimental mortar mixes and 40 from the literature, incorporating polypropylene (PP) and polyvinyl alcohol (PVA) fibers in varying volume fractions (0–1.4%) with two W/B ratios (0.30 and 0.45). Mechanical properties, particularly compressive strength (CS) and flexural strength (FS), were tested using standardized methods. To address gaps in previous research, additional parameters including fiber aspect ratio, fiber tensile strength, sand to aggregate ratio, and binder content were considered to provide a more comprehensive understanding of their influence. For predictive modeling, Multiple Linear Regression (MLR) and Gene Expression Programming (GEP) were applied based on input parameters such as fiber type, fiber content, W/B ratio, and specimen geometry. The results showed that a lower W/B ratio (0.30) consistently yielded superior mechanical performance, with flexural strength reaching up to 9.59 MPa, and the optimal fiber content for FS enhancement was between 0.6% and 1.0%. Among the two fiber types, PVA provided better results than PP due to its stronger bond with the cement matrix. In terms of modeling, GEP outperformed MLR by effectively capturing nonlinear relationships, achieving an R² of 0.90 for training and 0.74 for validation, compared with MLR's lower R² of 0.68. Overall, the study offers valuable insights into the role of polymeric fibers in enhancing the mechanical properties of cementitious composites, while the predictive models particularly GEP serve as practical tools for engineers to optimize the design of fiber-reinforced concrete in diverse structural applications.
Benzer Tezler
- Influence of water-cement, polymer-cement and fiber-cement ratios on properties of fiber reinfroced mortars
Su-çimento, polimer-çimento ve fiber-çimento oranlarının fiber takviyeli harçlara etkisi
ARDA ÖZEN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA HULUSİ ÖZKUL
- Lif takviyeli polimer atıkların çimento esaslı kompozitlerin mekanik özelliklerine etkisi
Effect of fiber reinforced polymer wastes on mechanical properties of cement-based composites
MUSTAFA KOYUNCU
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiYozgat Bozok Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HANDAN ADIBELLİ
PROF. DR. FUAT KÖKSAL
- Mechanical performance of glass textile reinforced cementitious composites
Cam tekstil donatılı çimentolu kompozitlerin mekanik özellikleri
HAMED AGHAFAM
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Tekstil ve Tekstil Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BEKİR YILMAZ PEKMEZCİ
- Yangın geciktirici jeopolimer malzeme üretimi ve karakterizasyonu
Fabrication and characterization of fire-resistance geopolymer material
GÜRKAN AKARKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik BilimleriÇanakkale Onsekiz Mart ÜniversitesiBiyomühendislik ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. UĞUR CENGİZ
- FRP ile güçlendirilmiş 7 katlı mevcut betonarme binanın TBDY 2018 kapsamında performansının değerlendirilmesi
Evaluation of the performance of the existing 7-storey reinforced concrete building strengthened with FRP in the scope of TBDY 2018
ZAHRAA NAEEM SAHIB AL-SAEDI
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Mimarlıkİstanbul Aydın Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ OUIAME CHAKKOR