Yüksek performanslı kendiliğinden yerleşen karma lifli beton geliştirilmesi
Development of high performance self-compacting hybrid fiber reinforced concrete
Yazar: CEREN KINA
Danışman: PROF. DR. KAZIM TÜRK
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, eğilme altında sehim sertleşmesi davranışı gösteren, yüksek dayanıma sahip, tekli, ikili, üçlü ve dörtlü lif hibridizasyonu içeren 24 adet kendiliğinden yerleşen beton (KYB) karışımı tasarlanmıştır. Üretilen KYB'de liflerin etkilerinin incelenmesi amacıyla farklı tip (çelik ve sentetik), narinlik ve boyutlarda (makro veya mikro)  dört adet lif kullanılmıştır. Kaba agrega içeriğinin, tasarlanan karışımlara olan etkisini incelemek amacıyla da maksimum tane çapı aynı olmak üzere üç farklı Kaba Agrega/Toplam Agrega (KA/TA) oranı parametre olarak seçilmiştir. Elde edilen bu karışımların işlenebilirlik özelliklerinin (taze birim hacim ağırlığı, hava içeriği, çökme-yayılma değerleri, J-halkası çökme-yayılma değerleri, V-hunisi) yanısıra, karışımlara ait numunelerin mekanik (basınç dayanımı, elastisite modülü, yarmada çekme dayanımı, eğilme dayanımı) ve dayanıklılık (kılcal su emme, kısıtlanmış rötre, donma-çözülme, basınçlı su geçirimlilik) özellikleri de belirlenmiştir. Bununla birlikte, lif takviyeli KYB'nin donatının aderans dayanımı üzerindeki etkisini incelemek amacıyla, büyük ölçekli bindirmeli ekli-donatılı kiriş deneyleri yapılmıştır. 
      Sonuçta, tüm KA/TA oranlarında, OL 6/.16 mikro çelik lif içeren ikili lif hibridizasyonun olduğu karışımların işlenebilirlik özellikleri en iyi çıkarken, özellikle OL 13/.16 mikro çelik lif ile PVA lifi içeren üçlü ve dörtlü lif hibridizasyonun olduğu karışımların işlenebilirliğinin daha düşük olduğu bulunmuştur. Nihai dayanımlar incelendiğinde, OL 6/.16 mikro çelik lif içeren ikili lif hibridizasyonun olduğu karışımlar basınç dayanımında, makro çelik ve PVA lifinin  ikili lif hibridizasyonun olduğu karışımlar yarmada çekme dayanımında, OL 13/.16 mikro çelik lif ile PVA lifi içeren üçlü lif hibridizasyonun olduğu karışımlar ise eğilme dayanımında ön plana çıkmıştır. Kılcal su emme ve basınçlı su geçirimliliğe karşı, çelik lifin tekli ve ikili lif hibridizasyonunun olduğu karışımlara ait numunelerin, donma-çözülme döngüsüne ve kısıtlanmış rötreye karşı ise, lif içeriğinden bağımsız olarak KA/TA oranı 0.35 olan karışımlara ait numunelerin daha dayanıklı olduğu tespit edilmiştir. Bununla birlikte, özellikle OL 13/.16 mikro çelik lif ile PVA lifi içeren üçlü lif hibridizasyonuna sahip karışıma ait kiriş numunelerde  aderans dayanımının en fazla olduğu bulunmuştur.

Abstract:
In this thesis study,  24 SCC mixtures with high strength that exhibits deflection hardening under bending were designed and these mixtures were reinforced with single fiber and also binary, ternary and quaternary fiber hybridization.  4 different types (steel and synthetic), aspect ratio and size (macro and micro) of fibers were used to investigate the effect of fibers in designed self-comoacting concrete (SCC). With the aim of researching the influence of coarse aggregate content on design mixtures, 3 different Coarse Aggregate/Total Aggregate (CA/TA) ratio having the same maximum aggregate size were determined as parameter.  Besides the fresh properties (unit weight, air content, slump-flow, J-ring slump flow, V funnel) of these designed SCC mixtures, the mechanical (compressive strength, elasticity modulus, splitting and flexural tensile strength) and durability (capillary water absorption, restrained shrinkage, freeze-thaw, water permeability) properties of the samples of mixtures were examined. Besides, in order to investigate the effect of fiber reinforced SCC on the bond of reinforcing bars,  large-scale beams having  lap-spliced reinforcing bars were tested.  
      As a result, for all CA/TA ratio, the fresh properties of the SCC mixtures having binary fiber hybridization with OL 6/.16 micro steel fiber were determined to be the best while those of  the mixtures having ternary and quaternary fiber hybridization with OL 13/.16 micro steel and PVA fiber were determined to be the worst. In the aspect of ultimate strength, in compressive strength, SCC mixtures having binary fiber hybridization with OL 6/.16 micro steel fiber, in splitting tensile strength, the mixtures having binary fiber hybridization with PVA fiber and in flexural strength, the mixtures having ternary fiber hybridization with OL 13/.16 micro steel and PVA fiber were the most prominent mixtures. It was found that against capillary water absorption and water permeability, the SCC mixtures having only macro steel fiber and binary fiber hybridization with micro steel fiber, against freeze-thaw cycles and restrained shrinkage, all mixtures with CA/TA in the ratio of 0.35 were the most durable mixtures. Besides, especially the bond strength of the beam specimens of the mixtures having ternary fiber hybridization with OL 13/.16 micro steel and PVA fiber were found to be the highest one.