Değişken geometride ve doğrultuda yapay agregaya sahip yüksek dayanımlı betonların çarpma etkisi altında davranışının incelenmesi
Investigation of fracture mechanism and behaviour of high performance concretes within artificial aggregates in variable dimensions and directions under impact loading
Yazar: VOLKAN ERKAN
Danışman: PROF. DR. ABDUSSAMET ARSLAN
Gazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Beton, diğer birçok seramik kökenli inşaat malzemesi gibi yüksek çarpma dayanımına sahiptir. Malzemede çatlak oluşturmak için belirli bir enerji gerekiyorken, göçme yaratmak için ise daha fazla enerji gerekmektedir. Bu nedenle, özel geliştirilmiş aletlerle deneyler yapılmaktadır. Bu çalışmada da çarpma etkisiyle beton kıran bir makine özel olarak geliştirilerek kullanılmıştır. Üzerinde çalışılan beton numuneler mikrobeton olarak tasarlanmıştır. Bunun için 0.20 s/ç oranında CEM I 52,5 R Beyaz Portland Çimentosu ve agrega olarak AFS 40-45 kodlu silis kumu kullanılarak yüksek performanslı beton üretilmiş ve 50×50×50 mm³ küp numune statik basınç dayanımları kireç taşı ve bazalt küp basınç dayanımı arasında kalacak şekilde ortalama minimum 150 mPa (megapaskal) olarak öngörülmüştür. Deney uygulanan beton numuneler; 4 farklı geometride, 3 farklı doğrultuda ve 3 farklı petrografik tipte olmak üzere yapay agrega kullanılarak toplamda 30 adet 100×400×20 mm3 boyutlarındaki prizmatik yüksek dayanımlı şerit beton numunelerin çarpma etkisi altındaki performansı incelenmiş, agregada ve beton arayüzeyindeki çatlakların yörüngeleri izlenmiştir. Uygun nitelikte deney cihazı ve ölçüm cihazları kullanılarak karşılaştırılabilir sonuçlar elde edilmiştir. Andezit ve bazalt agrega barındıran numunelerde enerji yutma kapasitesi daha yüksektir. Çarpma deneylerinden elde edilen sonuçların; numune tipine ve çentik geometrisine hatta çarpan düzeneğin özelliklerine bağlı olduğu ortaya koyulmuştur. Son zamanlarda, yüksek dayanımlı betonların kullanımı artış göstermiştir. Böylece, yüksek dayanımlı betonların normal betonlara göre barındırdığı agrega petrografilerinin ve geometrilerinin daha önemli olduğu sonucuna varılmıştır. Bu deneylerle, kullanıcı dostu yeni uygulamaların, yapılarda kullanılan yüksek dayanımlı betonların değerlendirilmesi sağlanmakla birlikte, başlangıç ve yapı ömrü maliyetlerini düşürmek amaçlanmaktadır. Dolayısıyla, bu çalışma üretilecek yapıların çarpma etkisi altında daha uzun ömürlü tasarlanmasına da katkıda bulunacaktır.

Abstract:
Concrete has high impact resistance like many other calcium origin building materials. Energy is needed to create a collapse, while a definite amount of energy is only needed to create fractures in materials. Therefore, experiments have been carried out with specially developed devices. In this paper, a concrete breaker machine specially developed for the effect of impact was used. The tested concretes were designed as micro-concretes. For this purpose, high performance concretes have been produced by using CEM I 52.5 R White Portland Cement in the ratio of 0,20 w/c and silica sand coded as AFS 40-45. Their 50x50x50 mm3 cubic compressive strengths were predetermined as 150 mPa (megapascal) that is among the compressive strengths of limestone and basalt. 30 high performance concrete specimens (within artificial aggeregates in 4 different sizes, 3 different directions and 3 different petrographical types) in prismatic size of 100×400×20 mm³ have been studied as they are provided to be plain specimens, the crack paths among aggregates and the interface of concretes have been investigated. Comparable results have been obtained by applying appropriately qualified test devices and data measurement device. The capacity of energy absorption in the specimens including andesite and basalt is higher. Impact test results can depend strongly upon the specimen size and the geometry of the notch, anvils, and striker. Recently, high performance concrete usage has soared. Therefore, it is deduced that high performance concretes which include aggregate petrographical types and sizes have more importance than normal concretes. Thanks to the experiments, the aim is to lower the initial costs and extend the life of structures as well as ensuring the evaluation of new user-friendly applications and the use of new materials in constructions. Hence, this study will also make contribution to manufactured buildings design to have more life expectancy under impact loads.