Betonun kırılma parametreleri üzerine malzeme parametrelerinin etkisi
Effect of materials parameters on fracture parameters of concrete
Yazar: KÜRŞAT ESAT ALYAMAÇ
Danışman: Y.DOÇ.DR. RAGIP İNCE
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2004
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
ÖZET Yüksek Lisans Tezi BETONUN KIRILMA PARAMETRELERİ ÜZERİNE MALZEME PARAMETRELERİNİN ETKİSİ Kürşat Esat ALYAMAÇ Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı 2004, Sayfa : 82 Lineer Elastik Kırılma Mekaniği (LEKM) betona ilk olarak 1961 de Kaplan tarafından uygulanmıştır. 1972 de Keşler ve arkadaşları tarafından yapılan çalışmalar LEKM nin betonda geçerli olmadığını ortaya koymuştur. Bunun en önemli sebebi LEKM tarafından ihmal edilen Kırılma îşlem Süreci Bölgesinin (KISB) varlığıdır. Bu sebeple birçok araştırmacı tarafından bu bölgeyi karakterize eden lineer olmayan kırılma mekaniği yaklaşımı geliştirilmiştir. Bu yaklaşımlar içerisinde Hayali Çatlak Modeli, Çatlak Bant Modeli, İki Parametreli Model (İPM), Efektif Çatlak Modeli, Boyut Etkisi Modeli ve Pik-Yük Metottan vardır. Bu modeller, LEKM nin aksine, beton yapılarda kırılmayı modellemek için en az iki kırılma parametresinin deneysel olarak belirlenmesi ihtiyaç duyarlar. ÎPM, beton bir yapıda gerilme şiddet çarpanı Ki ve çatlak ucu açılımı ÇUA değerleri onların kritik değerlerine Ksk ve CTODc eriştiğinde yapının göçtüğünü kabul eder. Deneysel çalışmalar, betonun kırılma parametreleri üzerine basınç mukavemeti, maksimum agrega çapı, su/çimento oranı ve agrega tipi olmak üzere dört malzeme parametresinin etkili olduğunu göstermektedir. Bununla beraber çimento tipi ve dozajın da en az diğerleri kadar kırılma parametreleri üzerine etkili olduğu bilinmektedir. Bu çalışmada betonun kırılma parametreleri üzerine yukarıda tanımlanan tüm malzeme parametrelerinin etkisi İPM e göre araştırılmış ve Ks]c üzerine betonun basınç mukavemetinin etkili olduğu gözlenirken, CTODc üzerinde betonun içsel yapısıyla ilgili malzeme parametrelerinin daha etkili olduğu tespit edilmiştir. Anahtar Kelimeler : Beton, Kırılma Mekaniği, İki Parametreli Kırılma Modeli, Pik- Yük Metod. IX

Abstract:
ABSTRACT Master Thesis EFFECT OF MATERIALS PARAMETERS ON FRACTURE PARAMETERS OF CONCRETE Kürşat Esat ALYAMAÇ Fırat University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Civil Engineering 2004, Page : 82 Applications of Linear Elastic Fracture Mechanics (LEFM) to concrete were initiated by Kaplan in 1961 and continued until Keşler and co-workers' study in 1972 in which it was concluded that LEFM was not valid for cementitious materials. This inapplicability of LEFM is due to the fracture process zone (FPZ) which is ignored by LEFM. For this reason, several investigators have developed non-linear fracture mechanics approaches to characterize FPZ. These approaches primarily involve the fictitious crack model, the crack band model, the two-parameter model (TPM), the effective crack model, the size effect model and the peak load method. Contrary to LEFM, in which a single fracture parameter is used such as the critical stress intensity factor, these models need at least two experimentally determined fracture parameters to characterize failure of concrete structures. A concrete structure fails according to TPM when the stress intensity factor Kj and the crack opening displacement CTOD reach their critical values, Ksk and CTODc. Experimental studies have shown that fracture parameters of concrete are particularly influenced by the four material parameters compressive strength, maximum aggregate size, water-cement ratio and aggregate type. It is noted that fracture parameters of concrete can also be affected by other material parameters such as type of cement, cement content. In this thesis study, all of the above material properties on the fracture parameters of concrete were investigated according to TPM. Finally, it was concluded that K"!c depends on the compressive strength of concrete while CTODc is strongly related to the internal structure of concrete. Keywords: Concrete, Fracture Mechanics, Two-parameter Model, Peak-load Method. X