Karma lif takviyeli kendiliğinden yerleşen betonun yüksek sıcaklığa direncinin araştırılması
Investigation of high temperature resistance of hybrid fiber reinforced self-compacting concrete
Yazar: ESMA ATALAY
Danışman: PROF. DR. KAZIM TÜRK
İnönü Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasında, karma lifli kendiliğinden yerleşen beton numunelerinin yüksek sıcaklığa karşı direncinin ve mekanik özelliklerinin lif oranına ve tipine bağlı olarak nasıl ve ne ölçüde etkilendiğini belirlemek için toplam on adet kendiliğinden yerleşen beton (KYB) karışımı tasarlanmıştır. Bu amaçla, bir adet lifsiz, bir adet sadece makro çelik lif içeren tek lifli karışım, dört tip ikili lif içeren karışım ve dört tip üçlü lif içeren karışım benimsenmiştir. Üretilen KYB'lerde farklı tip (çelik ve sentetik), narinlik ve boyutlarda (makro ve mikro) dört adet lif kullanılmıştır. Tüm karışımlarda, bağlayıcı madde olarak Portland çimentosu (PÇ) ve uçucu kül (UK) kullanılmış olup, su/bağlayıcı oranı 0.23 ve toplam bağlayıcı içeriği 900 kg/m3 olarak sabit tutulmuştur. Çökme-yayılma testi esas alınarak deneme yanılma yoluyla elde edilen karışımlara EFNARC tarafından belirlenen işlenebilirlik testleri (çökme-yayılma, J-halkası ve J-halkalı çökme-yayılma deneyi ve t50) uygulanmıştır. Daha sonra, karışımlar 20±3 0C sıcaklıktaki suda 90 gün kür edilmiştir. Kür edilen numunelere, oda sıcaklığında bekletildikten ve 250 0C, 500 0C ve 750 0C yüksek sıcaklıklara maruz bırakıldıktan sonra basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, dört noktalı eğilmede çekme dayanımı, birim ağırlık ve ultrases geçiş hızı (USGH) testleri uygulanmıştır. 
Sonuç olarak, makro çelik lif ile birlikte mikro çelik lifin karışıma eklenmesinin, numunelerin basınç dayanımında artışa neden olduğu görülürken, yarmada çekme dayanımını, eğilme dayanımını ve enerji yutma kapasitesini azalttığı bulunmuştur. Mikro sentetik liflerin ise basınç dayanımını azaltırken, yarmada çekme dayanımında, eğilme dayanımında ve enerji yutma kapasitesinde ise artışa neden olduğu gözlemlenmiştir. Deneysel bulgular esas alındığında, lifsiz kontrol KYB betonuna kıyasla, tüm lif takviyeli KYB' lerin yüksek sıcaklık altındaki mekanik özelliğindeki bozulmaların daha hafif olduğu tespit edilirken, sentetik lif içeren KYB karışımlarına ait numunelerin daha yüksek bir yüksek sıcaklığa direnç performansını geliştirmede ve parçalanmayı hafifletmede üstün bir özellik sergilemiştir.

Abstract:
In this thesis study, a total of ten different self-compacting concrete (SCC) mixtures were designed to determine how and to what extent the high temperature resistance and mechanical properties of hybrid fiber self-compacting concrete mixtures are affected depending on the fiber ratio and type. For this purpose, one types mixture having no fiber, one types of single reinforced mixtures having only macro steel fiber, four types of binary reinforced mixtures and four types of ternary reinforced mixtures were adopted. Four different types (steel and synthetic), aspect ratio and size (macro and micro) of fibers were used to investigate the effect of fibers in designed SCC. In all mixes, Portland Cement (PC) and fly ash (FA) were used as binders, the water/binder ratio was kept constant at 0.23 and total binder content at 900 kg/m3. The mixtures obtained by trial and error on the based of the slump-flow test were subjected to workability tests  (slump-flow, J-ring and j.-ring slump-flow test and t50) determined by EFNARC. The mixtures were then cured for 90 days in 20 ± 3 0C water. After cured samples were  kept at room temperature and exposed to high temperatures of 250 0C, 500 0C and 750 0C, compressive strength, splitting tensile strength and four-point flexural strength tests were applied.
Consequently, it was found that the addition of both micro steel fiber and macro steel fiber to the mixture caused an increase in the compressive strength of the samples, while it reduced the splitting tensile strength, flexural strength and the energy absorption capacity. It was observed that micro synthetic fibers decrease compressive strength while it provides an improvement in the splitting tensile strength, flexural strength and the energy absorption capacity. According to the experimental findings, it was determined that the deterioration in the mechanical properties of all fiber reinforced SCC under high temperature was less compared to the control SCC concrete with no fiber, while samples of SCC mixtures containing synthetic fiber exhibited superior properties by improving a higher fire performance in concrete and reducing disintegration .