Lif Etkisi Altında Betonların Darbe Direncinin Araştırılması & ACI 544.3R-93 Darbe Deneyi

Bu çalışmada çelik, polipropilen ve makrofiber lifli betonların darbe direncine etkisi incelenmiştir. Çalışmada kalker taşı, granit agregalar kullanılarak, 96 farklı lifli beton üretilmiştir. Üretilen lifli-lifsiz betonlar; su/çimento oranı 0.53, çimento dozajı 350 kg/m3 sabit tutularak ve tüm lifli betonlarda ise hacimce %1.0 oranında narinliği 65 olan iki ucu çengelli çelik lif, polipropilen ve makrofiber lif kullanılmıştır. Üretilen betonlardan hazırlanan 100 mm ayrıtlı küp örnekler üzerinde, 7 ve 28 günlük standart kür sonunda tek eksenli basınç, yarmada çekme ve ultra ses deneyleri yapılarak betonların mekanik özellikleri belirlenmiştir. Çalışma kapsamında üretilen betonların darbe testleri ACI 544.3R-93 ‘ce önerilen darbe deney düzeneği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Darbe testleri için 150 mm çaplı 64 mm yükseklikli örnekler hazırlanmış ve bu örneklerden 28 günlük kür sonrasında darbe testleri yapılmıştır. Deneylerden elde edilen sonuçlar, agrega kökeni, çelik lif, polipropilen lif ve makrofiber lif varlığına bağlı olarak değerlendirilmiştir. Üretilen lifli ve lifsiz betonlarda basınç dayanımı, gözle gözlenen kırılma oluşturan darbe sayıları açısından en iyi sonuçlar makrofiber ile birlikte kullanılan granit agregalı betonlarda elde edilmiştir ayrıca lif kullanımı; betonların darbe direncini önemli oranda yükseltmiştir.

0
91
-Article Top-
- Advertisement -

GİRİŞ

Beton sahip olduğu özellikleri ile çağımızın vazgeçilmez, henüz alternatifi olmayan ve en yaygın kullanılan taşıyıcı malzemelerindendir. Yaşadığımız çevredeki hemen hemen tüm ulaştırma, barınma, sosyal ihtiyaç ve alt yapı tesislerinin yapımında kullanılan temel malzeme betondur. Hızla nüfusu artan dünyada ve ülkemizde önümüzdeki yıllarda da kullanımı, kolay ve basit yapılabilirliğiyle, ekonomikliğiyle, insan ve canlıların sağlığını tehdit etmemesiyle ve sahip olduğu teknik özellikleriyle kullanılmaya da devam edecektir.

Gevrekliği ve çekme dayanımı düşük olan normal betonun kırılmadan önce önemli oranda şekil değiştirme yeteneğini artıracak, plastik deformasyon yapma yeteneğini geliştirecek çözümler günümüzde beton içerisine lifler katmak suretiyle yapılmaktadır. Betona katılan değişik liflerle beton içerisinde değişik nedenlerle oluşan çatlakların dağılımı, gelişimi sınırlandırılmakta davranış ve mekanik özellikler geliştirilmektedir. Özellikle kısa kesilmiş narinliği yüksek çelik liflerin geleneksel betona katılmasıyla betonun kırılmadan önce deformasyon yapma yeteneği, çekme dayanımı, eğilme dayanımı, aşınma dayanımı, darbeye direnci artırılmaktadır. Lif kullanımı ile elde edilen bu avantajlar daha yüksek darbe, aşınma ve mekanik etkilere maruz bu tür yapılarda lifli betonların kullanımına olanak tanımaktadır.

Çelik lifler klasik betonun bazı özelliklerini geliştirmek amacıyla yaygın olarak kullanılmaktadır. Genel olarak, betonda çelik lif kullanımı, klasik betonun çekme, eğilme, darbe, yorulma ve aşınma dayanımları, deformasyon kapasitesi, çatlak sonrası yük taşıma özelliği ve tokluk gibi özelliklerini önemli derecede geliştirmektedir. Geleneksel betona ilave edilen camsı, sentetik, karbon, çelik vb. liflerin en büyük etkisi betonda oluşan çatlakların gelişimini engellemesidir. Bu sayede beton yapısında oluşan içsel gerilmelerin beton tarafından karşılanamamasından dolayı meydana gelen mikro ölçekteki çatlakların genişlemesi ve ilerlemesi, lifler tarafından sağlanan gerilme transferi ile önlenmiş olmaktadır. Lifler çimento hamuru fazında oluşan gerilmelerin bir kısmını miktarlarına ve geometrik şekillerine bağlı olarak kendileri taşır, diğer kısmını da matrisin sağlam bölgelerine aktarırlar. Lifli betonun gerilme altında gösterdiği bu davranış, lifli betonu geleneksel betona kıyasla üstün kılmaktadır. (Bentur v.d., 1990; Mobasher v.d., 1996; ACI 544.3R-93, 1998; Otter ve Naaman, 1988; Zollo, 1997; Gao v.d., 1997; Qian ve Stroeven, 2000; Song and Hwang, 2004; Song v.d., 2005).

Darbe ve patlayıcı madde tesirine maruz yapı ve yapı elemanlarının (hidrolik yapılar, kazıklar, endüstriyel döşemeler, depolama saha betonları, askeri amaçlı yapılar, demiryolu traversleri, hava alanı pistleri v.b.) oluşturulmasında kullanılan kompozit elemanlarda aranan en önemli özelliklerden biri de darbe etkisine karşı dirençtir. Klasik betonun darbe etkisine ve darbeli yüklere karşı direnci oldukça yetersizdir ve betonda darbe etkisi ile oluşan çatlaklar kontrolsüz olarak gelişmektedir. Bunun sonucunda beton dayanım ve dayanıklılık açısından kayba uğrayarak kendinden beklenen performansı yerine getirememektedir.

Çelik lifli betonların darbeli yükler altındaki davranışı değişik araştırmacılar tarafından değişik test yöntemleri ile ele alınmıştır. Bu testlerden biriside basit, ucuz ve uygulanması kolay olan ağırlık düşürme testidir. (Wimal ve Shah, 1982;  Balasubramanian v.d, 1996; Nataraja v.d., 1999; Marar v.d., 2001). Bu testlerde sabit bir ağırlık sabit bir yükseklikten ardışık olarak hazırlanan beton örnek üzerine düşürülerek ilk çatlağı ve kırılmayı oluşturan darbe sayıları belirlenir. Belirlenen bu darbe sayıları kullanılarak darbe etkisini yaratan enerjiler hesaplanır. Ağırlık düşürme testlerinden elde edilen sonuçlar lifli betonlar ile lifsiz betonların darbe etkisindeki davranışlarını karşılaştırma açısından pratik faydalar sağlamakta ve darbe tesirine maruz yapılarda kullanılacak betonların tasarımında ve üretiminde kullanılmaktadır.

Yapılan bu çalışmada darbe ve patlayıcı madde etkisine maruz yapılarda kullanılacak betonlarda, darbe etkisiyle oluşacak hasarların azaltılması ve darbe enerjisini sönümleyecek yöntemlerin elde edilmesi amaçlanmıştır.

GENEL BİLGİLER

Çelik Lif Donatılı Beton

Çelik lifli beton, çimento, ince ve/veya kaba agrega ve gelişigüzel dağılmış çelik liflerden oluşan, gerektiğinde katkı maddesi ilavesiyle de hazırlanabilen bir tür betondur (ACI 544.3R-93, 1998).

Çelik liflerin betona veya harca hacimce % 0.25 ile 2 (yaklaşık 20 ile 150 kg/m3) oranında eklenmesi beton ve harçların mühendislik özelliklerinde önemli iyileşmeler sağlamaktadır. Bu özellikler kısaca şöyle özetlenebilir:

  • Çelik lifler, betonun darbe, eğilme, yorulma mukavemetini ve tokluğunu arttırmaktadır (ACI 544.3R-93, 1998).
  • Basınç ve çekme kuvvetleri etkisi altında, çelik lifler çekme mukavemetleri tam olarak kullanılmadan önce, beton matrisinde olması muhtemel çatlakların meydana gelmesini önler.
  • Çelik lifler, betonda oluşmuş çatlakların matris içinde ilerlemesini yavaşlatır.
  • Çelik lifli beton taşıma gücüne ulaştığı halde yük taşımaya devam eder.
  • Çelik lifli betonlarda maksimum yükten sonra artan deformasyon sonucunda yükün azalma hızı normal betonlara göre daha yavaştır.
  • Çelik lifli betonda çatlama, dökülme, parçalanma ve dağılma azdır.
  • Çelik lifli betonlarda kırılma enerjisi normal betonlara göre yüksektir. İlk kırılma yükünden sonra oldukça yüksek düktilite gösterirler (Taşdemir, 2003).
  • Çelik lifler betonların aşınma, erozyon ve kavitasyon dirençlerini arttırırlar.
  • Çelik lifler, büzülme çatlak genişliklerini azaltmakta ve büzülme hareketlerini sınırlamaktadırlar (Eyyubov v.d., 2003).
  • Bu özelliklerinden dolayı çelik lifli beton kullanılan yerlerde kesitler küçültülerek ekonomi de sağlanabilmektedir (Arslan, 1993).

Çelik Liflerin Tanımı

Betonun mekanik özelliklerini iyileştirmek amacı ile taze beton içerisine çeşitli miktarlarda eklenen çelik lifler değişik boyutlarda ve kesitlerde üretilebilmektedirler. Beton bileşiminde kullanılan çelik lifler çoğunlukla soğuk çekilmiş düşük karbonlu C 1008 çelikten üretilirler. Lifleri tanımlayan en önemli özellikleri görünüm oranı (lif uzunluğu/lif çapı), geometrik yapısı ve çekme gerilmesidir.

Geometrik yapılarına göre çelik lifler üç sınıfa ayrılmaktadır. Düz, pürüzsüz yüzeyli teller, bütün uzunluğu boyunca deforme olmuş teller (üzerinde çentikler açılmış teller, kıvrımlı teller, ay biçimli dalgalı teller) ve sonu kancalı teller (iki ucu kıvrılmış teller, bir ucu kıvrılmış teller) (TS 10513, 1992). Şekil 2.1 de değişik çelik lif tipleri görülmektedir.

Şekil 2.1 Çelik Lif Çeşitleri, a) Düz Lif, b) Çentikli Lif, c) Dalgalı Lif, d) Ay Biçimli Dalgalı Lif, e) İki Ucu Kancalı Lif, f) Bir Ucu Kancalı Lif

Çelik lifler yüksek ve üniform çekme gerilmesine karşılık düşük uzama gösterirler. Çekme gerilmeleri ortalama olarak 1200 MPa, elastik limitleri % 0.2 ‘nin altındadır. Çelik liflerin yüksek çekme gerilmeleri altında kırılıp kopmaları çok zordur (Arslan ve Aydın, 1999). Çelik liflerin çapları 0.25-1.00 mm arasında, boyları 12.7-63.5 mm arasında, görünüm oranları (l/d) ise 20-100 arasında değişmektedir (ACI 544.3R-93, 1998).

Çelik Liflerin Beton İçerisindeki Davranışı

Çelik lifler, betonunu plastik davranışa iten malzemelerdir. Çelik lifli betonun özelliği, onun arttırılmış elastikiyet ve enerji yutma yeteneğidir (Arslan ve Aydın,1999). Lifsiz betonlarda gerilme ile başlayan mikro çatlaklar, gerilmenin artışı ile çeşitli yönde yayılarak belli bir gerilme değerinde betonun parçalanmasına yol açar. Lifli betonlarda ise ilk çatlaktan sonra çimento hamuru fazından liflere doğru bir gerilme transferi olur. Lifler, miktarları ve geometrik şekillerine bağlı olarak bu gerilmelerin bir kısmını kendi taşır, bir kısmını da matrisin sağlam bölgelerine aktarırlar. Özellikle kritik yüklemelerde, beton iç gerilmeleri çökme sınırına geldiğinde çelik liflerin beton içerisindeki davranışı daha iyi açıklanır. Çelik lifli betonlarda  gerilme aktarımı Şekil 2.2’de gösterilmiştir.

Şekil 2.2. Çelik Lifli Betonlarda Gerilme Aktarımı

Lifsiz betonlarda çatlak yayılımı, ilk çatlak oluşumu için gerekli enerjinin yarısı kadar bir enerjiyle olurken, lifli betonlarda çatlak yayılımı için gerekli olan enerji ilk çatlak enerjisinden daha fazladır. Nihai yüke ulaşılıp beton kırıldıktan sonra da lifler kırılan parçaları bir arada tutmaya devam eder. Hatta nihai yükten bir miktar daha fazlasını taşımaya devam eder (ACI 544.4R-88, 1999).

Lifsiz betonda kırılma sonrası yükün azalma hızı çok yüksek olup betonun yapabileceği maksimum deformasyon da çok azdır. Çelik liflerle güçlendirilmiş betonlarda ise maksimum gerilmeden sonra yükün davranışı lifsiz betona göre oldukça değişiktir. Maksimum gerilmeden sonra yükte hafif bir düşüş meydana gelir. Daha sonra meydana gelen gerilmenin bir kısmının lifler üzerinden taşınması nedeniyle betonun gerilme-deformasyon davranışında geleneksel betona göre farklılıklar yaşanır. Çelik lifli betonda yük tedrici olarak azalır. Dolayısıyla liflerin matristen ayrılması ve uzaması nedeniyle emilen enerji ya da başka bir değişle meydana gelen deformasyon işi oldukça büyüktür (Yerlikaya, 1998).

Matristeki çatlaklar, mikro düzeyde başlar. Büyük boyutlu lifler arasındaki mesafe fazla olduğu için bu lifler mikro çatlaklar için etkili olamazlar, ancak çatlaklar gelişip makro düzeye geldiği zaman etkili olurlar. Buna karşın, mikro lifler çatlaklar mikro düzeyde iken arada köprü vazifesi görerek çatlakları durdururlar. Mikro lifler matrisin hemen hemen her bölgesine dağılabilecek kadar küçük oldukları için makro liflerin bulunmadığı ara bölgelerdeki küçük çatlakların başlamasını ve gelişimini kontrol edebilirler, mikro çatlakları kritik çatlak haline gelmeden durdururlar.

Çelik Lifli Betonlarda Darbe Dayanımı

Betonun ani olarak dinamik bir yükle yüklenmesine karşı gösterdiği dirence “darbe dayanımı” denir. Lifli betonlardaki darbe dayanımı normal betonlara göre % 100-1200 arasında artış göstermektedir. Çelik lifler, matris üzerine gelen dinamik yükleri kendi üzerlerine alarak matrisin, çarpma etkilerine karşı daha yüksek bir çarpma mukavemeti göstermesini sağlarlar (Arslan, 1993).

Çekme gerilmesi almadığı kabulüne göre dizayn edilen beton elemanların özellikle dinamik yüklere maruz kaldığı deprem, türbülanslı su akımı, patlama, darbe vb. durumlarda beton elemanlar üzerinde dinamik çekme gerilmeleri ve dolayısıyla çekme gerilmelerinin neden olduğu göçmeye sebebiyet veren çatlaklar meydana gelecektir. Bu gibi dinamik gerilmelere maruz kalabilecek elemanlarda çekme gerilimlerinin daha homojen yayılımını sağlamak, dinamik etkiler sırasında oluşabilecek mikro ve makro düzeydeki çatlak oluşumlarına karşı betonun direncini arttırmak için çelik lif kullanımı uygun bir çözümdür (Arslan ve Aydın, 1999).

Çelik lifli betonun yüksek kırılma enerjisi özelliği sebebiyle özellikle askeri yapılar, hastaneler, köprüler, telekomünikasyon yapıları, okullar, harekât merkezleri, hava yolları gibi herhangi bir savaş durumunda gelebilecek saldırılara karşı veya büyük çaplı afet durumlarında (deprem, sel, kasırga vb.) ayakta kalması istenilen yapılarda, yapıya sünek özellik ve darbe dayanımı kazandıracak çelik liflerin yapı malzemesi olarak kullanımı büyük avantaj sağlayacaktır.

Betonun darbe yükleri altındaki davranışını tanımlayabilmemiz için en önemli parametreler betonun dayanımı ve kırılma enerjisidir. Betonun darbe dayanımı ağırlık düşürme deneyi ya da darbe etkisi veren bir düzenek ile dinamik çekme, eğilme veya basınç yükü uygulanarak yapılır. Ağırlık düşürme deneyinde, ilk çatlak  anındaki darbe sayısı ve malzemenin kırılma anındaki darbe sayısı normal betona göre yorumlanır. Diğer kıyaslama yöntemi ise çelik lifli betonun darbe yükü altındaki davranışı ile statik yükleme altındaki davranışının karşılaştırılmasıdır (ACI 544.1R-96, 1973).

Çelik Liflerin Darbe Direncine Etkisi ile İlgili Yapılmış Çalışmalar

Nataraja v.d. (1999), çalışmalarında 27.5 mm uzunluğunda l/d oranı 55 olan çelik lifleri kullanarak, 150×64 mm boyutlu silindirik lifli ve lifsiz beton örnekler hazırlamışlardır. Beton numunelerdeki lif hacmi %0.5 olarak seçilmiştir. Hazırlanan örneklere ağırlık düşürme yöntemi ile darbe testleri yapılmış ve bu testler sonucunda oluşan ilk çatlak ve kırılma sayıları belirlenmiştir. Lifsiz ve lifli beton numunelerde meydana gelen ortalama ilk çatlak oluşum sayıları sırasıyla 70 ve 103 iken kırılma anındaki ortalama düşü sayıları sırasıyla 77 ve142 olarak tespit edilmiştir.

Marar v.d. (2001), ucu kancalı 60, 75, 83 l/d oranlarına sahip çelik lifi hacimce % 0.5, 1, 1.5 ve 2 oranında kullanarak 150×60 mm boyutlu silindirik beton örnekler hazırlanmışlardır. Hazırlanan numunelerin üzerinde ağırlık düşürme yöntemi ile üretilen betonların darbe dirençleri belirlenmiştir. Darbe testlerinin yapıldığı ağırlık düşürme düzeneği ACI 544 ün önerdiği düzenekten farklı olup, doğal taşların darbe direncini belirlemede kullanılan düzeneğin revize edilmesi ile oluşturulmuştur. Ayrıca numunelerin yuttuğu enerji miktarını belirlemek amacı ile gerilme-şekil değiştirme diyagramları çizilmiştir. Deneyler sonucunda, çelik lif hacmindeki artışın, betonun darbe direncini arttırdığı gözlenmiştir. Lif hacmi %2, görünüm oranı 60, 75 ve 83 olan betonların darbe direnci, lifsiz betona kıyasla sırasıyla 38, 55 ve 74 kat artmıştır. Betonların tokluk değerlerinde de artış görülmüştür. Ayrıca betonun darbe direnci ile tokluk değerleri arasında regresyon analizi yardımıyla ilişki de türetilmiştir.

Song v.d. (2004), ucu kancalı 40 mm boyunda ve 0.5 mm çapında çelik lifleri hacimce %0.5 oranında kullanarak betonlar üretmiştir. Bu üretilen betonlardan hazırlanan 150×300 mm boyutlu silindir örnekleri dört parçaya keserek elde ettikleri diskler üzerinde ACI 544 ‘ce önerilen ağırlık düşürme yöntemi ile darbe testleri yapmıştır. Deneyler sonucunda, lifli betonlarda ilk çatlak darbe sayısındaki artış ortalama olarak yüzde 48 olarak elde edilmiştir. Lifli betonların ilk çatlak  darbe sayıları ise 70 ile 870 arasında değişmiştir.

Yıldırım (2003), cam lif, çelik lif ve çelik ile cam liflerin beraber kullanıldığı karma lif içeren betonların darbe direncini araştırmıştır. Darbe testleri, 100/100/100 mm ayrıtlı küp örnekler üzerinde 380 mm düşü yükseklikli, 14 kg düşü ağırlıklı deney düzeneği ile yapmıştır. Deneyler sonucunda çelik lif içeren betonlarda kırılma darbe sayıları daha yüksek elde edilmiştir. Bu duruma, kullanılan çelik lif hacminin (%    0.5, 0.75 ve 1), cam lif hacminden (%0.1) fazla olması ve çelik liflerin uçlarının kancalı olmasının neden olduğu rapor edilmiştir. Sadece cam lif eklenmiş betonlarda bile lif hacmi düşük olmasına rağmen kırılma darbe sayılarında lifsiz betona kıyasla % 100 artış sağlanmıştır. Liflerin beraber kullanımı, artan lif sayısı ile birlikte kırılma darbe sayısını doğru orantılı olarak arttırmıştır.

Özyurt v.d. (2002), hazırladıkları yüksek dayanımlı çelik lifli betonları 7 gün   20 oC ’de, sonraki 2 gün 90 oC ’de ve ardından 13 gün 20 oC ’de kür etmişlerdir. Kontrol numuneleri ise standart kür sıcaklığı olan 20 oC ’de saklamışlardır. 100/100/500 mm ’lik prizmatik numuneler üzerinde eğilme testi yaparak kırılma enerjilerini belirlemişlerdir. Testler sonunda yüksek sıcaklık kürünün, normal kür koşullarına göre çelik lifli betonun eğilme dayanımını ve kırılma enerjisini önemli ölçüde arttırdığını gözlemlenmiştir.

Özyurt v.d. (2002), hazırladıkları yüksek dayanımlı çelik lifli betonları 7 gün 20 oC ’de, sonraki 2 gün 90 oC ’de ve ardından 13 gün 20 oC ’de kür etmişlerdir. Kontrol numuneleri ise standart kür sıcaklığı olan 20 oC ’de saklamışlardır. 100/100/500 mm ’lik prizmatik numuneler üzerinde eğilme testi yaparak kırılma enerjilerini belirlemişlerdir. Testler sonunda yüksek sıcaklık kürünün, normal kür koşullarına göre çelik lifli betonun eğilme dayanımını ve kırılma enerjisini önemli ölçüde arttırdığını gözlemlenmiştir.

MALZEME VE YÖNTEM

Çimento

Bu çalışmada, bağlayıcı malzeme olarak CEM I 42.5 R tipi çimento kullanılmıştır. Kullanılan çimento, Bilecik Sançim Çimento Fabrikasından torbalar halinde temin edilmiştir. Çimentonun üretici firmadan temin edilen bazı kimyasal, mekanik ve fiziksel özellikleri Çizelge 3.1 ‘de verilmiştir.

Çizelge 3.1 CEM I 42.5 tipi çimentonun fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri

Agrega

Üretilen betonlarda, ince agrega olarak 0-5 mm boyutlu kırma kireçtaşı kökenli agrega ile iri agrega olarak ise en büyük tane boyutu 10 mm, 15 mm, 20 mm ve 25 mm olan iki farklı kökende (kalker, granit) kaba agrega kullanılmıştır. Agregalar yerel ocaklardan özel siparişle 0-5 mm, 5-10 mm, 5-15 mm, 5-20 mm ve 5-25 mm dağlıma sahip olacak şekilde gruplara ayrılmış olarak temin edilmiştir. Agregaların elek analizi deney sonuçları ve bazı fiziksel özellikleri Çizelge 3.2-3.3 ’de verilmiştir.

Çizelge 3.2. Kalker agreganın elek analizi
Çizelge 3.3. Granit agrega elek analizi

Çelik Lif

Deneysel çalışmalarda %1 oranında çelik lif içeren betonlarda; Bekaert firmasının ürettiği l/d oranı 65 olan Dramix RC-65/60-CN marka soğukta çekilmiş, iki ucu kancalı, düşük karbonlu ve yüksek çekme dayanımlı çelik lif kullanılmıştır. Kodlamada kullanılan R harfi lifin ucu kancalı olduğunu, C harfi lifin suda eriyebilen özel tutkal ile birbirine yapıştırılmış demetler halinde olduğunu, sayısal değerler lifin performans sınıfını ve uzunluğunu, diğer C harfi kaplama tipini ve de N harfi lifin düşük karbonlu çelik olduğunu ifade etmektedir. Çalışmada kullanılan çelik liflerin mekanik ve fiziksel özellikleri Çizelge 3.4.’de verilmiştir. Çizelgelerda sunulan veriler üretici firmadan temin edilmiş katalog verileridir.

Çizelge 3.4. Çelik liflerin mekanik ve fiziksel özellikleri

Polipropilen Lif

Deneysel çalışmalarda %1 oranında polipropilen lif içeren betonlarda; Polyfibers firmasının üretmiş olduğu lifler kullanılmıştır. Çalışmada kullanılan polipropilen liflerin mekanik ve fiziksel özellikleri Çizelge 3.5.’de verilmiştir. Çizelgelerda sunulan veriler üreti firmadan temin edilmiş katalog verileridir.

Çizelge 3.5. Polipropilen liflerin mekanik ve fiziksel özellikleri

Makrofiber Lif

Kuantum teknolojisi ile üretilen makrosentetik fiber donatılar, çelik tel donatıların uzun vadede sağladığı performansı daha düşük bir katılım oranı ile sağlayarak bu alanda devrim niteliğinde bir değişime neden olmuştur.  Her lif, sinüs dalgasına benzeyen şekli sayesinde, beton içinde sıkıca tutunur.  Aynı zamanda fiber donatıların, şekilleri sayesinde birim hacimde bulunma oranı yükselir, buna bağlı olarak, betonun tokluğu ve enerji eğilimi artar. Deneysel çalışmalarda %1 oranında makrofiber lif içeren betonlarda; Polyfibers firmasının üretmiş olduğu lifler kullanılmıştır.  Çalışmada kullanılan makrofiber liflerin mekanik ve fiziksel özellikleri Çizelge 3.6.’da verilmiştir.  Çizelgelerda sunulan veriler üretici firmadan temin edilmiş katalog verileridir.

Çizelge 3.6. Makrofiber liflerin mekanik ve fiziksel özellikleri

Kimyasal Katkı

Karışımlarda su/çimento oranının düşük olması ve karışıma lif ilavesi ile zorlaşan işlenebilirliği arttırmak amacıyla akışkanlaştırıcı katkı kullanılmıştır. Katkı Grace firmasının Daracem 200 adlı ürünüdür. Karışımlarda kullanılan katkı miktarı tüm lifli ve lifsiz betonlarda çimento ağırlığının % 1’i oranındadır.

 

Uçucu Kül

Beton içerisinde puzolanik katkı maddesi olarak Çayırhan Termik Santrali atığı uçucu kül (UK) kullanılacaktır.  Kimyasal özelikleri TS 687’ye göre fiziksel özelikleri ise TS 639’a göre bulunmuş ve kimyasal bileşimi çizelgede ASTM C 618 ve TS 639’daki sınırlamalarıyla birlikte verilmiştir.

Çizelge 3.7 UK numunesinin fiziksel ve kimyasal özellikleri (Topçu, 2001)

YÖNTEM

Beton Karışımlarının Hazırlanması ve Üretimi

Çalışmada; çimento dozajı 350 kg/m3, su/çimento oranı 0,53 olan 24 adet lifsiz, 72 adet lifli (MFL,ÇL,PP) olmak üzere toplam 96 adet 10x10x10 hacminde beton üretilmiştir. Ayrıca her deney seti için 2’şer adet olmak üzere toplam 32 adet 64x150mm silindir ve 15x15x15 hacminde beton üretildi. Beton karışım hesapları TS-802’ya uygun olarak yapılmıştır. Lifli beton karışım hesabında çelik lifler, hacimce agrega yerine kullanılarak hesaba dahil edilmiştir. Yine kimyasal katkı miktarı da hacim hesabına dahil edilmiştir. (TS-802, 2009).

Beton üretiminde, laboratuar tipi düşey eksenli 45 lt kapasiteli betoniyer kullanılmıştır. Betoniyere önce agregalar konularak yaklaşık 2 dakika, daha sonra çimento ilavesiyle agrega-çimento karışımı yine yaklaşık 2 dakika  karıştırılmıştır. Çelik lifler, agrega-çimento karışımına kuru olarak katılmış ve bu şekilde yaklaşık olarak homojen bir karışım elde edilene kadar 2 dakika karıştırma işlemi uygulanmıştır. Karışım suyu, akışkanlaştırıcı ile betoniyere en son ilave edilmiş ve ıslak karışım yaklaşık olarak 3 dakika homojen olarak karıştırılmıştır. Bu işlem tüm betonlarda aynı şekilde uygulanmaya çalışılmıştır.

Numunelerin Döküm ve Yerleştirme İşlemi

Bu çalışma kapsamında 3 farklı tipte beton örnek hazırlanmıştır. Bu örnekler 100 ve 150 mm ayrıtlı küp ve 150/64 mm boyutlu silindirdir. Üretilen betonların kalıplara yerleştirilme işlemi, küp numunelerde iki katman halinde, silindirik numunelerde ise tek katman halinde yapılmıştır. Betonun sıkıştırılmasında 16 mm çapında 50 cm uzunluğunda standart şişleme çubuğu kullanılmış, küp ve silindirik numuneler her katmanda 25 defa şişleme işlemine tabi tutulmuşlardır.

Numunelerin Kür İşlemi

Tüm beton numuneler; döküm işlemlerinden 24 saat sonra kalıplarından  çıkarılıp standart kür süresi olan 7 ve 28 gün boyunca ortalama 20 oC ’deki kür havuzlarında su içerisinde muhafaza edilmişlerdir. Tek eksenli basınç, yarmada çekme ve ultra ses deneyine tabi tutulacak örnekler 7 ve 28 gün sonunda kür havuzundan çıkarılıp 1 saat sonra teste tabi tutulmuştur. Darbe testine tabi tutulacak numuneler ise  yine 28 gün sonunda kür havuzundan çıkarılıp teste tabi tutulmuştur.

Öngörülen Deneyler

Bu çalışma kapsamında üretilen 96 adet 10mm ayrıtlı küp, 32 adet 15mm ayrıtlı küp ve 32 adet 150mm/64mm ölçülerinde silindir  beton üzerinde, tek eksenli basınç, yarmada çekme, ultra ses ve darbe deneyleri yapılmıştır. Deneysel çalışmada deneylerde kullanılan örnekler Çizelge 3.8’ de belirtilmiştir.

Çizelge 3.8 Çalışmada kullanılan örnekler ve sayıları

Tek Eksenli Basınç Deneyi

Bu deneyde 200 ton kapasiteli hidrolik pres kullanılmıştır. Deneylerde presin yükleme hızı 3.5 kN/s dir. Tek eksenli basınç deneyi TS 3114 Standardına uygun olarak gerçekleştirilmiştir. Basınç deneyinde her seri betondan 7 ve 28 günlük yaşa sahip 100 mm ayrıtlı 3 adet küp örnek test edilmiştir. (TS 3114, 1992).

Şekil 3.1 Basınç Deneyi Cihazı

 

Yarmada Çekme Deneyi

Yarmada çekme deneyi; 150 mm ayrıtlı 28 günlük yaşa sahip küp numuneler üzerinde TS 3129 standardına göre yapılmıştır. Deneyde örnekler 3.5 kN/s ‘lik hızla yüklenmiştir. Örneklerin yarmada çekme dayanımlarını belirlemek için her seri betondan 2 adet örnek test edilmiştir (TSE-3129 1992).

Ultra Ses Hızı Deneyi

Ultrases hızı yöntemi beton elemana doğru gönderilen vibrasyonel enerjinin hızının ölçülmesinden ibarettir. Pulser kısa aralıklı yüksek voltajlı sinyalleri verici rezonans frekansı titreştirmesi için gönderir. Elektriksel itki başladığında elektronik saat çalışır. Verici, vibrasyonları viskoz sıvı başlıklarıyla betonun içine iletir. Vibrasyonel dalga eleman içerisinde ilerleyerek beton yüzeyinin diğer ucunda bulunan alıcıya ulaşır. Dalga alıcı kafa tarafından algılandığında elektronik saat kapanır ve ulaşma süresi tespit edilir. Verici ve alıcı arasındaki direk mesafe ulaşma süresine bölündüğünde beton içindeki ultrases hızı elde edilmiş olur. Betonun içerisinden geçen ses üstü dalgasının hızı ile beton dayanımı arasında doğrudan bir ilişki yoktur. Ancak ses üstü dalganın hızı ile betonun yoğunluğu arasında dolaylı da olsa belirli bir ilişki bulunmaktadır. Yoğunluğu az olan bir betonda, yani içerisinde daha çok boşluk bulunan bir betonda, ses üstü dalganın betonun bir yüzeyinden diğerine ulaşabilme süresi daha uzundur. Bir başka deyişle, betonun içerisindeki boşluk miktarı arttıkça, ses üstü dalganın hızı daha az olmaktadır.

Bilindiği gibi, betonun yoğunluğu ile basınç dayanımı arasında belirli bir ilişki bulunmaktadır. Yoğunluğu yüksek olan betonların basınç dayanımları da genellikle yüksek olur. Su/çimento oranı yüksek olan betonlar daha çok kapiler boşluk içerdiğinden, bu betonların yoğunluğu ve basınçları da yüksek değildir.

Şekil 3.2 Ultra Ses Deney Cihazı

Darbe Düzeneği Projelendirme

Darbe deneyi düzeneği ACI Commitee 544 tarif edilen standartlar üzere Autocad proğramında projelendirilip uygunluğu test edildikten sonar imal edilmiştir. Taşıyıcı sistemin imalatı 10 mm saç profillerin projeye uygun şekilde işlenmesinden elde edilmiştir. Yükümüzü tek eksenden numuneye aktarmak için kullandığımız bilya 63,5mm çapında olup çelik dökümdür. Taşıyıcı sistem imalatı ilk once geçici kaynak kullanılarak test edilip ardından kalıcı kaynak yapılmıştır. Kaynak olarak oksijen kaynağı kullanılmıştır. Proje çizimleri aşağıda gösterilmiştir (ACI Commite 544, 1973).

Şekil 3.3 Darbe Cihazı Ön Detay

 

Şekil 3.4 Tabla Ayak ve Bırakma Kolu Detayı

Darbe Deneyi

Darbe deneyleri, ACI Commitee 544 ‘ün önerdiği darbe test düzeneği  yardımıyla yapılmıştır. Bu düzenekte darbe deneyi, 4.94 kilogramlık ağırlığa sahip bir kütlenin 45.7 cm yükseklikten aşağıdaki şekilde görüldüğü gibi darbe testi yapılan örnek üzerine yerleştirilmiş 64 mm çaplı çelik bir kürenin üzerine düşürülmesi   ile  yapılmaktadır.  Darbe   etkisine   maruz  bırakılan   beton  örnekler; çalışmada üretilen betonlardan hazırlanmış 28 günlük yaşa sahip 150mm çaplı 64 mm yükseklikliğinde ki silindirlerdir. Yapılan deneyde önerilen ağırlık ardışık olarak test edilen örnek üzerine düşürülmüş ve örnek yüzeyi gözle kontrol edilerek ilk çatlak oluşturan darbe tespit edilmiş ve nihai kırılma oluşturan darbe sayısı belirlenmiştir. kırılma enerjileri  E = N x h formülü ile hesaplanır  (ACI Commitee 544, 1973).

N = darbe sayısı x düşürülen kütle

Şekil 3.5 Bilya ve Bilya Yatağı Detay
Şekil 3.6 Kuvvet ve Kuvvet Tutmacı Detayı
Şekil 3.8 Darbe Düzeneği Numuneleri

DENEYSEL ÇALIŞMA SONUÇLARI

Beton Karışım Hesabı ve Gradasyon Eğrisi

Beton karışım hesabımızdaki gradasyon eğrimiz ve karışım oranları aşağıda verilmiştir.  Tablodaki değerler 1 m3 içindir, kompasitemiz % 80 olarak hesaplanmıştır.

Şekil 4.1 Karışım Gradasyon Eğrisi
Çizelge 4.1 Beton Karışım Değerleri

Tek Eksenli Basınç Deneyi Sonuçları

Yaptığım çalışmada elde ettiğim basınç dayanımı sonuçlarını incelediğimizde her iki kökene sahip agregalar da erken dayanımların iyileşme göstererek artığını (Şekil 4.2 – 4.3’de) görmekteyiz.

Granit ve kalker numuneler de uçucu kül ihtavası erken yaşlarda dayanımı azalttığı fakat ileri ki yaşlarda dayanımda belirgin artışların gözlemlendiği de ortadadır. Granit numunelerde lif etkisi altında basınç dayanımları sadece makrofiber lif ile artış göstermekte olup, çelik ve polipropilen liflerde dayanımlarda azalma göstermiştir. Bunu çelik lif kullanmanın yerleşmeyi olumsuz etkilediğini nedenine dayandırabiliriz.  Geç yaşlarda dayanımların artışının tüm numunelerde aynı düzeyde olduğunuda şekil 4.2 ve 4.3 ’de görmekteyiz.

Şekil 4.4 incelendiğinde granit agreganın kalker agregaya kıyasla basınç dayanım değerlerinin daha yüksek olduğu her deney setinde görülmektedir. Bu sonuç bize granit agreganın mekanik özelliklerinin kalkere nazaran daha iyi olduğunu göstermektedir.

Şekil 4.2 Granit Basınç Dayanımları
Şekil 4.3 Kalker Basınç Dayanımları
Şekil 4.4 Basınç Dayanımları Kıyaslaması

 

 

 

 

Yarmada Çekme Deney Sonuçları

Şekil 4.5’ü üncelediğimizde yine granit numunelerin kalker numunelere nazaran daha iyi bir yarmada çekme dayanımı elde ettiğini görmekteyiz. Lif etkisi altında ki numuneleri incelediğimizde de değerlerin referans numunemize göre çok belirgin artışlar kaydettiğide ortadadır. Lif etkisinin beton matrisi içindeki yerleşme şekli betonun çekme dayanımını iyileştirmesinden kaynaklanan bu artış darbe dirençleri incelendiğinde de kendini göstermiştir.

Şekil 4.5 Yarmada Çekme Deney Sonuçları

Ultrases Hızı Deneyi Sonuçları

Şekil 4.6 incelendiğinde ultrases hızı değerlerimizin aynı deney setlerinde birbirine yakın değerler göstermektedir. Ultrases hızının basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı yada darbe direnci dayanımı ile doğrudan bir bağlantısı olup olmadığını saptamış değilim.

Şekil 4.6 Ultrases Hızı Sonuçları

Darbe Direnci Deney Sonuçları

Darbe direnci grafiklerimiz incelendiğinde (şekil 4.7-4.8) darbe direncinin lif etkisi altında kademeli artışlar gösterdiği görülmektedir.  Bu kademe MFL’de en üst düzeye ulaşmakta, çelik lif de ise ikinci sıraya gerilmektedir. Darbe direnci vuruş sayıları MFL’de 1700 üst limit olarak belirlenmiş ve deney sonucunda üst sınırda aşılarak deney sonlandırılmıştır.  Çelik lif ve polipropilen lifin değerlerinin birbirine çok yakın olmalarıda gelişen teknolojinin malzemeleri hafifleterek yine aynı üstün özellikleri onlara ekleyebilmiş olmasının bir kanıtıdır.

Şekil 4.7 Darbe Deneyi vuruş Sayıları
Şekil 4.8 Darbe Direnci İşi

SONUÇ ANALİZLER

Agrega Kökeninin Darbe Direncine Etkisi

Çalışmamda kullandığım iki farklı kökene sahip agregalar mekanik özellikleri bakımından birbirinden net bir şekilde ayrılmaktadır.  Birim ağırlıkları kalker için 2,5gr/cm3 iken bu değer granit için 2.72 gr/cm3 olarak belirlenmiştir.

Darbe dirençleri ölçüldüğünde granitin kalkere nazaran daha yüksek değerlere ulaştığının kanısına varıyoruz.  Bu durum granitin mekanik özelliklerinin kalkere göre daha iyi durumda olduğunun bir göstergesidir.

Lif etkisi altında dahi kalker numunelerin, granit numunelere darbe direnci bakımından yetişemeği de elde ettiğim sonuçlar içerisindedir.  Katkısız kalker numunelerin darbe dirençleri ortalama 372 vuruş iken bu sayısı granit numunelerde ortalama 390.5 dolaylarında olduğu tespit edildi.  Bu aşamadaki tespitimiz bu çalışmamızda bize referans ölçü olmuştur.  Uçucu kül etkisi altındaki kalker numunelerde darbe direnci 456 vuruş iken bu sayı, uçucu kül etkisi altındaki granit numuneler de 466 vuruş olarak tespit edilmiştir.

Darbe dirençlerininin, uçucu kül etkisi altında 80-100 vuruş kadar arttığınız görmekteyiz.  Bu artışın sebebi olarak, uçucu külün kapiler boşlukları doldurarak betonun mekanik özelliklerini iyileştirdiği sonucuna varabiliriz.

Polipropilen Lif ve Uçucu Kül Etkisi

Çalışmamda kullandığım liflerden olan %1 Polipropilen ile %15 Uçucu külün birlikte ve ayrı ayrı etkisi altında; Polipropmailen lifler için kalker numuneler darbe direnci ortalama 714 vuruş iken granit numunelerde vuruş sayısı ortalama 758,5 olarak tespit edilmiştir.

Bu tespit PP lif etkisinin darbe direncini iyileştirdiğini bize sumaktadır.  Numuneler arasındaki vuruş farkının granitin mekanik özelliklerinin kalkere nazaran daha üstün olduğunun bir göstergesidir. PP lif etkisi kalker ve granit numunelerde darbe direncini % 190 – % 194 arasında iyileştirme göstermiştir.

PP lif ve U.K etkisi altında darbe direnci, granitte kalkere nazaran daha iyi bir iyileşme göstermiştir.  PP lifin betonun mekanik özelliklerini iyileştirdiğinide tespitlerimiz arasına ekleyebiliriz. Aynı şekilde U.K ile beraber kullanıldığında da mekanik özelliklerde iyileşmeler göstermiştir.

Çelik Lif ve Uçucu Kül Etkisi

Çalışmamda kullandığım liflerden olan  %1 Ç.L ve %15 U.K ‘ün birlikte ve ayrı ayrı etkileri incelendiğinde; Çelik lif için darbe direnci kalker numunelerde 816 vuruş granit numunelerde ise bu sayı ortalama 934 vuruş olarak tespit edilmiştir.  Bu tespit çelik lifin darbe direncine olan etkisinin gayet olumlu olduğunu bize göstermektedir. Çelik Lif ve U.K etkisi altında değerlerimiz kalker için 850 vuruş, granit için ise 973 vuruş olarak bulunmuştur.  U.K etkisinin betonun mekanik özelliklerini iyileştirdiği tespitine burada da varılmaktadır fakat darbe direncine etkisi kesin olarak var diyemeyiz.  Ayrıca çelik lifin darbe direncini artırırken betonun basma dayanımında azalma etkisi yarattığı gözlemlenmiştir.  Bu azalma çelik lifin beton içerisinde boşluklu yerleştiğinin bir kanıtı olabilmekle beraber kesinlik taşımamaktadır.

Makrofiber Lif ve Uçucu Kül Etkisi

Çalışmamda kullandığım liflerden olan %1 MFL ve %15 U.K’ün birlikte ve ayrı ayrı etkileri incelendiğinde; MFL’nin beton darbe direncini kalker numunelerde 1200 vuruş, granit numunelerde ise ortalama 1450 vuruş olarak bulmaktayız. Beraberinde U.K ihtivası ile darbe direnci granit numunelerde 1700’lere kadar çıkmatadır.  MFL’nin U.K ile beraber çok uyumlu çalıştığıda tespitlerimizin arasında kendine yer bulmuştur.  MFL etkisi altında diğer puzolanlarında bu denli uyum içerisinde çalışıp çalışmadığıda başka bir projede araştırılabilir.

Uçucu Kül Etkisi ve Agrega

Çalışmamda kullandığım 2 tip agreganın U.K ile beraber mekanik özellere önemli bir katkısı olduğu söylenebilir.  Fakat U.K’ün kalkerin iç yapısından kaynaklandığını düşündüğüm bir sebepten ötürü uçucu külle daha iyi çalıştığını kesin olmamakla beraber söyleyebilirim.

Uçucu Kül Etkisi ve 3 Lif

Çalışmamda kullandığım üç tip lifin U.K etkisinde darbe direncinde artışlar gözlemlenmiştir. PP ve ÇL’de bu artışın mekanik özelliklerin iyileşmesinden kaynakladığını düşünmekteyim fakat MFL’de  darbe direncine etkisinde azımsanmayacak kadar fazla olduğunun tespitindeyim.

Üç Lifin Kıyası

Çalışmamda kullanıdığım 3 farklı lifin darbe deneyleri sonucunda üçününde darbe direncine olumlu etkisi ortaya konulmuştur.  PP liflerde bu değerler en altta kalırken, çelik lifler ikinci sırayı almaktadır.  Yeni teknoloji makrofiber lifler ise gayet üstün özelliklerini darbe direncine etkisiyle göstermektedir.  Çelik lifin yerleşme problemlerinden ötürü basma dayanımını azalttığınıda tekrar belirmekte fayda var.

 

SONUÇ 

Bu çalışma sonucunda; agrega tipinin ve üç farklı lif etkisinin betonların özelliklerine olan etkisi ile ilgile elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir.

  • Agrega tipinin betonun basınç ve yarmada çekme dayanımları ile gözle gözlenen kırılma oluşturan çatlak darbe sayıları üzerinde etkili olduğu görülmüştür.
  • Üretilen lifli ve lifsiz betonlarda basınç dayanımları, darbe direnci dayanımları ve yarmada çekme dayanımları açısından en iyi sonucu makrofiber lif ile beraber kullanılan granit numuneler vermiştir.
  • Uçucu kül etkisinin betonun geç yaş mekanik özelliklerini iyileştirdiği kaçınılmaz bir gerçekken, darbe direnci üzerinde etkili bir rolü yoktur.
  • Çelik lif kullanımı numuneleri ağırlaştırmakta, bununla beraber yerleşme problemleri getirmektedir bu nazaran polipropilen lif hafif ve sıfır yerleşme problemiyle çelik lifin değerlerine ulaşmaktadır.
  • Hacimce %1 oranında narinliği 65 olan çelik lif kullanımı; üretilen lifli betonların basınç ve yarmada çekme dayanımları ile özellikle gözle gözlenen kırılma oluşturan darbe sayılarını olumlu etkilerken, beklendiği gibi ultra ses hızını düşürdüğü anlaşılmıştır.
  • Granit agreganın, kalkere nazaran mekanik özellikleri daha iyi durumdadır.
  • Ultrases hızının doğrudan yada dolaylı beton mekanik özellikleri ve darbe direnci ile bir bağlantısı görülmemiştir.
  • Uçucu kül kullanımı, mikro boşlukları doldurma yeteneğinden ötürü ultrases hızlarında artış meydana getirmiştir.
  • Hacimce %1 oranında polipropilen lif kullanımı üretilen betonların basınç, yarmada çekme ve darbe direnç değerlerinde artış meydana getirmiştir.
  • Hacimce %1 makrofiber lif lullanımı üretilen betonların basıç, yarmada çekme ve darbe dirençlerinde diğer liflere nazaran daha yüksek artışlar meydana getirmiştir.

Öneriler;

  • Farklı puzolonik malzemelerin darbe direncine etkisi incelenebilir.
  • Su/Çimento oranı değiştirilerek darbe direnci etkisi araşıtırılabilir.
  • Sürekli ve/veya yayılı darbe etkisi araştırılabilir.

G = Granit
K = Kalker
U.K = Uçucu Kül
PP = Polipropilen Lif
ÇL = Çelik Lif
MFL = Makrofiber Lif
PU = Polipropilen ve Uçucu kül
MFU = Makrofiber ve Uçucu kül
ÇU = Çelik lif ve Uçucu kül

 

Beton Kodu Örnek 7. Gün Basınç Dayanımı (Mpa) Basınç Dayanımı (Mpa) artış % Yarmada Çekme Kırılma Yükü kN Ultra ses Hızı km/sn Kırılma Darbe Sayısı Kırılma Darbe işi (kNm)
G 1 32,24 44,25 37,25186 2767,5 3,846153846 368 825,336
2 33,4 39 16,76647 2655 3,816793893 413 926,26
3 33,16 46,79 41,10374   3,816793893    
Ort. 32,93333 43,34667 31,61943 2711,25 3,826580544 390,5 875,798
GU 1 33,24 45,05 35,52948 2565 3,816793893 452 1020,43
2 34,2 44,9 31,28655 2835 3,95256917 480 1083,64
3 34,3 47 37,02624   3,95256917    
Ort. 33,91333 45,65 34,60782 2700 3,907310744 466 1052,03
GP 1 30,73 42,5 38,30133 3735 4,347826087 760 1715,76
2 31,08 43,5 39,96139 3667,5 3,95256917 751 1695,44
3 27,38 44,9 63,98831   3,846153846    
Ort. 29,73 43,63333 46,76533 3701,25 4,048849701 755,5 1705,6
GPU 1 34,1 42,3 24,04692 4072,5 4,347826087 843 1903,14
2 34,73 44,2 27,26749 4230 3,95256917 839 1894,11
3 34,98 45,5 30,07433   3,95256917    
Ort. 34,60333 44 27,15538 4151,25 4,084321476 841 1898,62
GMF 1 36,58 37,6 2,788409 5818,5 3,968253968 1700 3837,89
2 35 42,6 21,71429 5550,75 4,385964912    
3 32,27 42,3 31,0815   4,310344828    
Ort. 34,61667 40,83333 17,95859 5684,625 4,221521236 1700 3837,89
GMFU 1 34,2 52,6 53,80117 5557,5 3,891050584 1700 3837,89
2 32,5 46,38 42,70769 5490 3,95256917   0
3 36,6 49,3 34,69945   3,95256917    
Ort. 34,43333 49,42667 43,54308 5523,75 3,932062975 1700 1918,94
1 26,3 36,5 38,78327 5512,5 4,132231405 934 2108,58
2 24,53 33,6 36,97513 6030 3,921568627   0
3 24,5 33,1 35,10204   3,921568627    
Ort. 25,11 34,4 36,99721 5771,25 3,991789553 934 1054,29
GÇU 1 26 36,1 38,84615 6187,5 3,891050584 973 2196,63
2 25,88 38,3 47,99073 5535 3,921568627   0
3 26,18 37,5 43,23911   3,921568627    
Ort. 26,02 37,3 43,35127 5861,25 3,911395946 973 1098,31

 

Beton Kodu Örnek 7. Gün Basınç Dayanımı (Mpa) Basınç Dayanımı (Mpa) artış % Çekme Dayanımı Mpa Ultra ses Hızı Kırılma Darbe Sayısı Kırılma Darbe işi (kNm)
K 1 31,11 39,5 26,96882 2767,5 3,952569 345 778,8651
2 32,24 38,3 18,79653 2655 4,385965 329 742,7438
3 30,6 36,7 19,93464   4,347826    
Ort. 31,31667 38,16667 21,87334 2711,25 4,228787 337 760,8045
KU 1 28,12 43,6 55,04979 2565 4,201681 474 1070,093
2 29,36 42,3 44,07357 2835 3,952569 438 988,82
3 30,03 44,8 49,18415   3,952569    
Ort. 29,17 43,56667 49,35436 2700 4,035606 456 1029,456
KP 1 30,63 39,33 28,40353 3735 4,201681 743 1677,382
2 31,9 38,86 21,81818 3667,5 4,048583 686  
3 32,2 41,6 29,19255   4,608295    
Ort. 31,57667 39,93 26,45413 3701,25 4,286186 714,5 1677,382
KPU 1 30,1 39,37 30,79734 4072,5 3,891051 841 1898,625
2 29,26 38,6 31,92071 4095 3,846154 784 1769,943
3 30,43 40,1 31,77785   3,952569    
Ort. 29,93 39,35667 31,49571 4083,75 3,896591 812,5 1834,284
KMF 1 33,09 39,4 19,06921 5818,5 4,115226 1200 2709,096
2 34 40,3 18,52941 5550,75 4,166667    
3 33,56 37,63 12,12753   3,952569    
Ort. 33,55 39,11 16,57228 5684,625 4,078154 1200 2709,096
KMFU 1 32 43,26 35,1875 24,7 3,921569 1200 2709,096
2 31,1 42,5 36,65595 25,4 3,796507    
3 33,1 43,28 30,75529   3,660322    
Ort. 32,06667 43,01333 34,13721 25,05 3,792799 1200 2709,096
1 29,1 32,4 11,34021 5535 3,891051 786 1774,458
2 27,63 33,3 20,52117 6030 3,891051 846 1909,913
3 29,3 33,9 15,69966   3,846154    
Ort. 28,67667 33,2 15,77357 5782,5 3,876085 816 1842,185
KÇU 1 27,3 36,4 33,33333 6187,5 3,745318 833 1880,564
2 25,42 35,8 40,83399 5535 3,703704 868 1959,579
3 26,37 34,6 31,20971   3,891051    
Ort. 26,36333 35,6 35,03603 5861,25 3,780024 850,5 1920,072

 

REFERANSLAR

ACI COMMITTE 544.3R-93, Guide for Specifying, Proportioning, Mixing, Placing,  and Finishing Steel Fiber Reinforced Concrete, ACI Report (1998).

ACI COMMITTE 544.1R-96, State of the Art Report on Fiber Reinforced    Concrete”,

ACI Journal, 729-744 (1973).

ACI COMMITTE 544.4R-88, Design Considerations for Steel Fiber Reinforced Concrete, ACI Journal (1999).

Al-ORAIMI, S.K., TAHA, R., HASSAN H.F.,” The effect of the minerology of coarse aggregate on the mechanical properties of high strength concrete”,Construction and Building Materials, 20, 7, 499-503, 2006.

ARSLAN A., Çelik Lifli Betonların Özellikleri ve Kullanım Potansiyeli, Türkiye Mühendislik Haberleri Dergisi, 369, 29-33 (1993).

ARSLAN A., AYDIN A.C., Lifli Betonların Genel Özellikleri, Hazır Beton Dergisi, 36, 67-75 (1999).

AITCIN P.C., MEHTA P.K. “Effect of coarse aggregate charectiristics on mecghanical prperties pf high strength concrete” ACI Materials Journal, 87,2, 103-107, 1990.

AKÇAOĞLU, T., TOKYAY, M., ÇELİK T., “Effect of coarse aggregate size and matrix quality on ITZ and failure behaviour of concrete under uniaxial compression” Cement and Concrete Composite, 26,6, 633-638, 2004.

BALASUBRAMANIAN K., Bharatkumar B.H., Gopalakrishnan S., Parameswaran V.S., Impect resistance of steel fiber reinforced concrete, Indian Concrete Journal, 70, 5, 257-262 (1996).

BENTUR A., Mindness S., Fibre Reinforced Cementitious Composites, Elsevier Applied Science, London and New York (1990).

GAO J., Sun W., Morino K., Mechanical Properties of Steel Fiber-reinforced, High- Strength, Lightweight Concrete, Cement and Concrete Composites, 19, 4, 307-313 (1997).

MARAR K, Eren Ö., Çelik T., Relationship between impact energy and compression toughness energy of high-strength fiber-reinforced concrete, Materials Letters, 47, 4- 5,  297-304 (2001).

ÇİVİCİ F, EREN İ, “Çelik lifli betonun direk çekme dayanımının ölçülmesi üzerine deneysel bir çalışma”, TMH Dergisi, 434, 6, 49-53, 2004.

EZELDIN A.S., AITCIN P.C. “Effect of coarse aggregate on behaviour of normal and high strength concretes”, Cement Concrete and Aggregates, 13, 2, 121-124, 1995

EYYUBOV C., Köksal F., Ünal B., Polipropilen ve Çelik Liflerin Donma-Çözülme ve Aşınma Dirençlerine Ortak Etkisi, 5. Ulusal Beton Kongresi (Betonun Dayanıklılığı), (2003) pp: 345-354.

MINDESS S., Yan C., Bond of Reinforcing Bars in Fiber Reinforced Concrete Under Impact Loading, Performance Fiber Reinforced Cement Composites, ed:    Reinhardt

H.W.  and Naaman A.E., London, (1992). pp. 479-491.

ÖZTURAN T., ÇEÇEN C., “Effect of coarse aggregate type on mechanical properties of concretes with different strengths”, Cement and Concrete Research, 27, 5, 165- 170, 1997.

ÖZYURT N., İlki A., Taşdemir C., Taşdemir M.A., Yerlikaya, M. Mechanical Behavior of High Strength Steel Fiber Reinforced Concretes with Various Steel Fiber Contents, Fifth International Congress on Advances in Civil Engineering, ITU, September, (2002) pp: 885-894.

TABAK, V., “Çelik Lifli Betonlarda lif ve lif boy/çap oranlarının değişiminin betonun mekanik özelliklerine etkisi”, Yüksek Lisans Tezi, DEÜ, 2004, pp. 134.

YERLİKAYA M., Çelik Teller İle Donatılmış Beton Elemanların Düşey Yük Altında Davranışları, Hazır Beton Dergisi, Eylül-Ekim, 72-73 (1998).

YILDIRIM S.T., Lifli Betonlarda Yorulma Tesirlerinin Araştırılması, Kocaeli Deprem Sempozyumu Bildiriler Kitabı, (2003) pp: 294-301.

TSE-802., Beton Karışım Tasarımı Hesap Esasları, (2009)

TSE-3129., Beton-Deney Numunelerinin Yarma da Çekme Dayanımı Tayini, (1992)

TSE 3114., Beton-Deney Numunelerinin Basınç Dayanım Tayini, (1992)

 

Resimler

 

inşaport.com ücretsiz aboneliği

Haftalık bültenimize abone olun, yeni içerikleri kaçırmayın.

Abonelik işleminiz tamamlandı.

Bir hata meydana geldi, lütfen daha sonra tekrar deneyiniz.

CEVAP VER

Please enter your comment!
Please enter your name here

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.