Polimerik lif katkılı kompozitlerin deformasyon sertleşmesi davranışının incelenmesi
Investigation of strain hardening behaviour of polymeric fiber reinforced composites
Yazar: NESİM SOLMAZ
Danışman: DOÇ. DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU
Dokuz Eylül Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tezin amacı, iki farklı matris kullanılarak polimerik lif katkılı çimento esaslı kompozitlerin dört noktalı eğilme yüklemesi altındaki davranışını zamana bağlı olarak araştırmaktır. Kompozitlerin matris fazında iki farklı kökende mikro agrega (kireçtaşı ve silis tozu) ve üç farklı lif dozajında (hacimce yüzde 1,5, yüzde 2 ve yüzde 2,5) ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen lif kullanılmıştır. Literatürde çimento esaslı kompozitlerle kullanımı ender olan ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen liflerin diğer polimerik liflere göre üstün özellikleri bu tezin motivasyon kaynağı olmuştur. Söz konusu liflerin çapı 18µm, boyu 10 mm, dayanımı 3400 MPa'dır. Ayrıca matris boşluk yapısının kompozitlerin eğilme performansına etkisinin incelenmesi amacıyla aynı matrisler hacimce yüzde 6 oranında plastik tane ilavesi yapılarak tekrar üretilmiştir. Bu kapsamda 12 seri kompozit üretimi gerçekleştirilmiş ve iki farklı zamanda (kısa dönem, 28 gün ve uzun dönem, 180 gün) kompozitlerin yük-sehim eğrileri elde edilmiştir. Kompozitlerin eğilme davranışları ayrıntılı olarak incelendikten sonra çatlak analizleri yapılmıştır. Böylece ultra yüksek molekül ağırlıklı polietilen liflerin çimento esaslı kompozitlerin deformasyon sertleşmesi ve çoklu çatlak davranışındaki performansları farklı matris ve yaşlarda kıyaslamalı olarak incelenmiştir. 
28 günlük ve 180 günlük deney sonuçları incelendiğinde lif katkılı kompozitlerin eğilme dayanımlarının 10 MPa ile 24 MPa arasında değiştiği tespit edilmiştir. Eğilme dayanımı ve sehim kapasitesini arttırmak açısından değerlendirildiğinde; lif dozajına bağlı olarak 28 gün ve 180 gün için her iki matris türü için optimum lif dozajı farklılık göstermektedir. Yaşlanma ile birlikte genel olarak tokluk ve sehim kapasitesi değerleri azalmıştır.

Anahtar kelimeler: Lif katkılı kompozitler, çimento esaslı matris, çoklu çatlak davranışı, eğilme deneyi, polietilen lif

Abstract:
The aim of this thesis is to investigate the time dependent mechanical behavior of polymeric fiber reinforced cement based composites that prepared by using two distinct type of matrices under four point flexural test. In the matrix phase of the composites, two different types of micro-aggregates (limestone and silica powder) and ultra high molecular weight polyethylene at three different fiber volume fractions (1,5 percent, 2 percent and 2,5 percent) were used. Reinforcement of cement based composites with ultra high molecular weight polyethylene fiber which has superior properties compared to other polymeric fibers is limited in literature, thus the usage of this fiber is the motivation of this thesis. These fibers have a diameter of 18µm, length of 10 mm and strength of 3400 MPa. Also, same matrices were re-prepared by adding plastic beads to matrices at 6 percent by total volume in order to investigate the effect of flaw structure on flexural performances of composites. In this context, 12 sets of composites prepared and load deflection curves at two different times (short term, 28 days and long term, 180 days) were obtained. Crack analyses have been performed after the detailed investigation of flexural behavior of composites. Hence, the deflection hardening and multiple cracking performances of composites produced by using ultra high molecular weight fibers were investigated comparatively at two different time and matrices.
In conclusion, flexural strengths in the range of 10 and 24 MPa were determined from fiber reinforced composites by considering the results at both 28 and 180 days. The optimum fiber dosage varies for two matrices at 28 and 180 days from the view point of flexural strength and deflection capacity. In general, the relative toughness and deflection capacity values of composites decreased with time.

Keywords: Fiber reinforced composites, cement based matrix, multiple cracking behavior, flexural test, polyethylene fiber