Betonda vakum uygulaması ve poliprolipen lif katkısının beton özelliklerine etkilerinin belirlenmesi
Concrete vacuum implementation and determination of the effects of polypropylene fiber compound on concrete characteristics
Yazar: MEHMET NERGİZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MUSTAFA ÇULLU
Gümüşhane Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Beton hem taşıyıcı bir sistem olarak hem de büyüklük ve şekil belirleyicisi olarak en önemli inşaat malzemesidir. Genellikle sıkıştırma kuvvetlerini engellemek için kullanılır. Ek olarak korozyona, donma-çözülme ve bükülme etkilerine dayanıklıdır. Uygunsuz yükleme veya kötü hava koşulları betonun ekonomik ömrünü kısaltabilir. Yapılan çalışmaların çoğu betonun ekonomik ömrünü uzatmak üstünedir. Dolayısıyla araştırmacılar özellikle su-çimento oranı ve ek içerikler üzerine çalışmaktadırlar. Günümüzde kimyasal katkı maddeleri daha az su ve daha az çimento kullanılarak dayanıklı beton üretmek için en çok tercih edilen malzemelerdir. Polipropilen lif ise bükülme, korozyon, donma/çözülme gibi etkilere dayanıklılığına ek olarak, daha çok enerji kaldırabilme özelliği nedeniyle tercih edilmektedir.
Beton vakum uygulaması yeni karıştırılmış betondan bir miktar suyun çekilmesiyle çalışır. Bu yöntemde su ile birleşme önemli olduğundan bir miktar su içeride kalırken, işlenebilirlik önemli olduğundan bir miktar su çekilir. Betonun enerji kaldırabilme kapasitesini arttırmak için çelik lifler ve sentetik lifler de kullanılmaktadır. Polipropilen lifler, çelik lifler ve diğer sentetik liflerin alternatifleridir. Özellikle çelik lifler dış mekân şartlarına maruz kaldıklarında korozyon gibi etkiler gösterebilirler, dolayısıyla betona yaptıkları katkı da azalmış olur. Dolayısıyla son yıllarda sentetik lifler beton üreticileri tarafından daha çok tercih edilmektedir.
Bu çalışmada, üç farklı beton kuvvet sınıfı üretilmiş, üç farklı birleşim oranı ve iki farklı polipropilen lif normal ve vakumlu betonda kullanılmıştır. 42 farklı beton çeşidi üretilmiş ve sıkıştırma testi, bükme testi, levha testi ve enerji kaldırma kapasitesi testi gibi fiziksel testler uygulanmıştır. Bu çalışmanın amacı vakum testi ve lif uzunluk testi kullanarak beton performansını belirlemekti. Sıkıştırma testinde lifler düşük kuvvetteki betonda olumlu etki gösterirken, orta ve yüksek kuvvetteki betonda olumsuz etkiler gösterdi. Vakum uygulamasının lifli betonda sıkıştırma kuvvetini %20'ye kadar arttırdığı görüldü. Liflerin uzun veya kısa olması anlamlı bir değişiklik yaratması. Öte yandan, en yüksek oranda lif içeren beton en düşük sıkıştırma kuvvetine sahipti. Kiriş bükme testinde en yüksek taşıma değerinde lifsiz beton %30'a kadar daha yüksek sonuç verdi; ancak 3 mm'ye kadar bükülmelerde kiriş bükme testi %60'a kadar daha düşük sonuç verdi. Enerji kaldırma testinde lifli beton lifsiz betondan 8-16 kat daha yüksek değerlere ulaştı. Enerji kaldırma kapasitesinde normal beton ve vakumlu beton arasında anlamlı bir fark görülmedi. Betonda kullanılan polipropilen lif miktarı ve uzunluğu ile vakum kullanımının beton özellikleri üzerinde önemli bir etkisi olduğu sonucuna varıldı.

Anahtar Kelimeler: Basınç Dayanımı, Enerji Sönümleme, Kiriş Bükme, Levha Testi, Lifle Desteklenmiş Beton, Polipropilen Lif, Vakumlu Beton

Abstract:
Concrete is themostimportantbuildingmaterialbothload-bearingsystemanddeterminationshapeand size. Concrete is generallyusedtopreventthecompressionforces. Furthermore, concrete can conveyunderinfluencescorrosion, freezing-thawingandbending. Economic life of concrete can decreasingduetounfavorableloadandunfavorableweatherconditions. Most of theresearch, economic life of concrete is increasing. So, especiallyresearchersresearch on thewater-cementratioandadditive. Nowadays, chemicaladditives is mostpreferredproductforproduction of durableconcretewithlesswaterandlesscement. Moreover, polypropylenefıberprefersforbending, corrosion, freezing - thawingforcontributetomoreenergyabsorption.
Vacuumconcreteapplication is withdrawn an amount of mixingwaterfromthefreshconcrete. Inthismethod, forthehydrationreactionnecessarywaterremains in theconcrete but necessary an importantpart of thewaterwithdrawnswiththevacuumfromfreshconcreteforworkability. Also, steelfibersandsyntheticfibersareusedtoincreasetheenergyabsorptioncapacity of theconcrete. Polypropylenefibersandsteelfibersareusedtype an alternativesynthetic fiber. Inparticular, steelfibersshoweffectssuch as corrosion in concreteexposedtooutdoorconditionstherefore, positiveeffects on concretearealsoshort-lived. So, syntheticfibers is morepreferredbyconcretemanufacturers in recentyears.
Inthisstudy, threedifferentconcretestrengthclassesproducedandthreedifferentratesandtwodifferentlengthpolypropylenefibersareused in normal concreteandvacuumconcrete. Producedover 42 types of concreteareperformtestedphysicaltests, compression test, bendingtests, slab test andenergyabsorptioncapacitytests. Theaim of thisstudy, concreteperformance is determinationwithaplication of vacuum test, fiber length test. Inthecompression test of fibersareshowedpositiveeffects in lowstrengthconcrete but it is showedadverseeffects in normal andhighstrengthconcrete. Aplication of vacuum is increasedupto~20 percentcompressionstrength in the fiber concrete. To be longorshort of fibersare not showedsignificantdifference. However, theconcretethatcontainsthehighestratio of has shownthelowestcompressivestrengthvalue of concrete. Bendingstress in thebeambending test, consideringthemaximumloadvalueUpto~30 percentincreaseareshowed in thenon-fibrousconcrete. However, upto 3 mm deflectionbendingstress in thebeambending test showeddecline of upto~60 percent. Looking at theenergyabsorptionvalues, it showed 8-16 timeshighervalues of thefibrousconcreteaccordingtonon-fibrousconcrete. Between normal concreteandvacuumconcreteare not showedsignificantdifferenceenergyabsorptioncapacity. As a result, theamountandlength of polypropylenefibersandtheuse in the of vacuumconcretehavesignificantinfluence on concreteproperties.

Keywords: CompressiveStrength,EnergyAbsorption,BeamBending, Slab Test, FiberReinforcementConcrete,Polypropylene Fiber, VacuumConcrete