Tekstil donatılı harçlar ile yığma elemanların güçlendirilmesi
Strengthening of masonry members with textile reinforced mortars
Yazar: MUSTAFA ESAT GÜNEŞ
Danışman: PROF. DR. ZEHRA CANAN GİRGİN
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Dayanıklılık = Durability ; Harç = Mortar ; Kompozitler = Composites ; Yığma yapılar = Masonry buildings

Özet:
Yığma yapılar bugün hala dünya genelindeki yapı stoğunun büyük bir bölümünü oluşturur. Yığma yapı söz konusu olduğunda, genellikle tarihi ve kültürel mirasa ait anıtsal yığma yapılar ilk olarak akla gelse de, kırsal kesimlerdeki yığma binaların yığma yapı envanterindeki oranı büyüktür. Anıtsal nitelikte olmayan ve mühendislik hizmeti almamış yığma taşıyıcı sistemli bu binaların çoğunluğunun, büyük depremlere dayanabilecek güçte olmadığı bilinmektedir. Bu yapıları çeşitli yöntemlerle güçlen-direrek deprem dayanımının arttırılması, deprem kaynaklı kayıpların azaltılması bakımından önemlidir. Diğer taraftan, anıtsal yığma yapılar çok uzun yıllar yıkılmadan günümüze ulaşarak deprem dayanımını ispatlamış olsalar da, çeşitli çevresel faktörlere bağlı hasarların bu yapıları zayıflatmış olması söz konusudur. Bu bakımdan yığma yapı güçlendirme, kültürel mirasın geleceğe güvenle aktarılması açısından önem arz eder.
Tekstil takviyeli harçlar (TRM), tipik olarak ince agregalı inorganik esaslı harcın (matris); cam, karbon, bazalt vb. malzemelerin eriyiklerinden çekilen, sürekli ipliklerden oluşan  kompozit bir malzemedir. Çekme dayanımı, kalınlık, maliyet ve ısıl dayanım avantajları ile, yığma yapıların onarım ve güçlendirilmesi için uygun bir teknoloji sunmaktadır. 
Tez kapsamında, öncelikle TRM kompozitler ve yığma elaman güçlendirmeleri üzerine deneysel çalışmalar ve uygulamalar incelenmiştir. İkinci aşamada, özgün katkı olarak; üç farklı lif tipinin tekstilleri, iki tip kaplama ve harç değişkenleri ile aderans düzeyi farklılaşan matris-tekstil ara yüzü ve eğilme karakteristikleri, ve bunlarla ilişkili dayanıklılıktaki değişim araştırılmıştır. Uygulanan yaklaşımın, aynı zamanda, maliyetli büyük duvar numuneleri yerine düşük maliyetli kupon numuneler üzerinden düzlem dışı eğilme için hızlı bir ön kestirim imkanı sunacağı düşünülmektedir. 
Tezin Birinci Bölümü teze giriş niteliğindedir; amaç, kapsam ve hipotez konularına yer verilmiştir.
İkinci Bölümde literatürde yer alan çalışmalar detaylı olarak incelenmiş; tekstil tipleri ve kaplamaları, harçlar, matris-tekstil arayüz karakteristikleri, çekme/eğilme dayanımları, kırılma modları ve dayanıklılık üzerine çıkarımlara yer verilmiştir. 
Tezin özgün deneysel çalışmalarının ilk bölümü Üçüncü Bölümde yer almaktadır. Küçük ölçekli (50 x 250 x 13 mm3) TRM kupon numuneler üzerinde eğilme testleri gerçekleş-tirilmiştir. Bağlayıcı bileşen olarak doğal hidrolik kireç (NHL, Natural Hydraulic Lime) ve çimento esaslı iki tip harç kullanılmış; takviye amaçlı alkali dayanımlı (AR) cam, bazalt ve karbon esaslı beş tip tekstil seçilmiştir. Toplam on farklı TRM kupon serisi, üç farklı kür sürecinde (7.gün, 28.gün ve hızlandırılmış yaşlandırma sonrası) test edilmiştir.
Dördüncü Bölümde, TRM ile güçlendirilmiş yığma kiriş numunesi testleri bulun-maktadır. Eğilme etkinlikleri bulunmuş TRM kupon serisinden hareketle, bu defa orta ölçekli (22 x 55 x 10 cm3) yığma kirişler eğilme testlerine tabi tutulmuştur. Testlerde;  yükün kompozite dolaylı olarak aktarımı sağlanmış, kompozit ile tuğla yüzey arasındaki  aderansın kompozitin eğilme etkinliğine etkisi araştırılmış ve kupon numunelerden elde edilen sonuçlar ile uyumu incelenmiştir.
Beşinci Bölüm tezde ulaşılan sonuçlara ayrılmıştır.

Abstract:
A large part of the worldwide building stock still consists of masonry structures today. Even if the monumental masonry buildings and cultural heritage usually come to mind first, the proportion of masonry buildings in rural areas in the masonry building inventory is significant. It is well known that the majority of these buildings having no monumental property or any engineering service are not strong to resist severe earthquakes. Enhancing their resistance to vulnerable earthquakes through various methods is important to reduce earthquake-induced deaths. On the other hand, although the monumental masonry structures have proved their earthquake resistance for many years, the damage caused by deteriorating environmental factors is under consideration. In this respect, masonry strengthening is important for durable cultural heritage to the future.
Textile-reinforced mortar (TRM) is a composite material, and typically consists of inorganic-based mortar (matrix) with fine aggregates and continuous threads from the pultrusion process of melted materials such as glass, carbon, and basalt. TRM has recently emerged as a suitable technology for the repair and strengthening of masonry structures, as they offer significant advantages on the tensile strength, thickness, cost and thermal resistance. 
Within the scope of the Thesis, first of all, the experimental studies and applications on TRM composites and strengthening masonry members were examined. In the second stage, as the original contribution of this Thesis; the effect of the adherence variations in the matrix-textile interface on flexural characteristics, and durability performance were experimentally investigated on TRM composites which are composed of five textiles from three fiber types with uncoated and two types of coating, and two types of mortar. The approach via low-cost coupon specimens may present a relatively fast prediction for out-of-plane bending rather than costly great-masonry wall specimens as well.
The First Part of this Thesis is an introduction to the thesis; purpose, scope,and hypothesis are included.
In the Second Part, the studies in the literature were examined in detail; the effects of textile type and coating, mortar, and the variations in matrix-textile interface characteristics, tensile/flexural strengths, fracture modes and durability are included.
The first part of the original experimental studies of the Thesis is presented in the Third Part. Bending tests were performed on small-scale (50 x 250 x 13 mm3) TRM coupon samples. Natural Hydraulic Lime (NHL) and cement-based mortars were used as the binding materials; five types of alkali resistant (AR) glass, basalt, and carbon based textiles were selected for reinforcement. Total ten different TRM coupon series were subjected to bending tests in three different periods (7 days, 28 days, and after accelerated aging).
In the Fourth Part, there are flexural tests of the medium-scale (22 x 55 x 10 cm3) masonry beam specimens strengthened with TRM from the experience on the TRM coupon series. In these tests, the indirect transfer of the load to the composite was ensured, the adherence and flexural efficiency between the composite and the substrate were investigated and the compatibility between the results obtained from the coupon samples was examined.
The Fifth Part is devoted to the conclusions reached in this Thesis.