Farklı lif kompozisyonları ile üretilen geopolimer kiriş elemanların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of mechanical properties of geopolymer beam elements produced with different fiber compositions
Yazar: FULYA ATAY
Danışman: DOÇ. DR. YAŞAR AYAZ
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Mekanik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2023
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmada, yüksek fırın cürufu kullanılarak hacimce toplam %1 oranında lif miktarına sahip makro çelik lif tam bölge, makro çelik lif çekme bölgesi, mikro çelik lif tam bölgesi, mikro çelik lif çekme bölgesi ve lifsiz kontrol karışımı olmak üzere toplam 5 adet geopolimer beton kiriş üretilmiştir. Üretilen geopolimer kirişlerin tam bölge ve çekme bölgesinde lif kullanılmasının mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Çalışma içerisinde aktivatör olarak sodyum silikat ve sodyum hidroksit birlikte kullanılmıştır. Sodyum hidroksit çözeltisi 10 mol konsantrasyon da hazırlanmıştır. Lif cinsi olarak 13 mm uzunluğunda mikro çelik lif ve 60 mm uzunluğunda makro çelik lif kullanılmıştır. İlk aşamada optimum karışım oranlarının belirlenmesi için ön döküm amacıyla bazalt, kenevir, cam elyaf, makro ve mikro çelik lifleri %0.25, %0.50, %0.75 ve %1 lif oranlarına sahip 40*40*160 mm boyutlarındaki numunelerde üretilmiştir. 7 ve 28 gün sonunda basınç ve eğilme dayanımlarındaki değişimler irdelenerek en iyi sonuç veren karışım oranı belirlenmiştir. En iyi karışım oranını daha optimize hale getirmek için karışıma akışkanlaştırıcı ve aktivatör olarak sodyum silikat (Na2SiO3) ilavesi yapılmıştır. Yapılan ilaveler sonrasında basınç ve eğilme dayanımında önemli artışlar gözlenmiştir. Kirişlerin eğilme deneyi sonrası deplasman ölçütlerine incelendiğinde en efektif deplasman çelik lifte gözlenmiştir. Çelik lif betonun enerji yutma kapasitesini artırarak betona sünek davranış kazandırmıştır. Lifleri ekonomik düzeyde kullanmak için makro ve mikro çelik lifin beton içerisinde bölgesel incelemeleri yapılmıştır. Kirişte tam bölge lif kullanımı makro ve mikro çelik lif için kıyaslandığında mikro çelik lifin makro çelik liften daha iyi dayanım gösterdiği ancak yük taşıma sürekliliğini en iyi makro çelik lif sağlamıştır. Çekme bölgesi kıyaslaması yapılacak olursa mikro çelik lif hem dayanım açısından hemde yük taşıma sürekliliği açısından makro çelik life kıyasla daha iyi performans göstermiştir.

Abstract:
In this study, a total of 5 geopolymer concrete beams, including macro steel fiber full zone, macro steel fiber tensile zone, micro steel fiber full zone, micro steel fiber tensile zone and fiberless control mixture with a total fiber content of 1% by volume, were produced using blast furnace slag. The effect of using fiber in the full region and tensile region of the produced geopolymer beams on the mechanical properties under loading was investigated.
In the study, sodium silicate and sodium hydroxide were used together as activators. Sodium hydroxide solution was prepared at a concentration of 10 moles. 13 mm long micro steel fiber and 60 mm long macro steel fiber were used as fiber type. In order to determine the optimum mixing ratios in the first stage, basalt, hemp, glass fiber, macro and micro steel fibers were produced in samples of 40*40*160 mm size with 0.25%, 0.50%, 0.75% and 1% fiber ratios for precasting. At the end of 7 and 28 days, the changes in compressive and bending strengths were examined and the mixture ratio that gave the best results was determined. In order to optimize the best mixing ratio, sodium silicate (Na2SiO3) was added to the mixture as a plasticizer and activator. Significant increases were observed in compressive and flexural strengths after the additions. Considering the displacement criteria of the beams after the bending test, the most effective displacement was observed in the steel fiber. Steel fiber increases the energy absorption capacity of concrete and makes it exhibit ductile behavior. In order to use fibers economically, regional examinations of macro and micro steel fibers in concrete were carried out. If we compare the use of full zone fiber in the beam for macro and micro steel fiber, micro steel fiber exhibited better strength than macro steel fiber, but macro steel fiber provided the best load bearing continuity. If the tensile region is compared, micro steel fiber performed better than macro steel fiber in terms of both strength and load bearing continuity.