Ultra yüksek dayanımlı çimento esaslı kompozit malzemelerin mekanik davranışı
Mechanical behaviour of ultra high strength cement based composite materials
Yazar: NİLÜFER ÖZYURT
Danışman: DOÇ. DR. CANAN TAŞDEMİR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü
Derece: Yüksek Lisans, 2000
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Isıl işlem = Heat treatment ; Kompozit malzemeler = Composite materials ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Çelik lif = Steel fiber ; Çimento = Cement

Özet:
Yeni CEB-FIP model kodu en yüksek beton sınıfi olarak BS 80'i öngörür, bu yaklaşık 100 N/mm2 'lik küp basınç mukavemetine karşı gelir. Betonda silis dumanının süperakışkanlaştıncryla birlikte kullanımı bu olguyu değiştirdi. Artık birçok ülkede yaklaşık 115 N/mm2'lik basınç mukavemetine kadar olan yüksek mukavemetli betonları hazır beton santrallerinde Üretmek olasıdır. Bununla birlikte böyle bir yaklaşım betonun gevrekliğinin önemini ihmal eder. Son yıllarda, uygulamada ultra yüksek dayanımlı çimento esaslı kompozh malzemelerin kullanılması kırılma süresince malzeme davranışının anlaşılmasında yeni kavramlar sağladı. Ultra yüksek dayanımlı çimento esaslı kompozitler yeni malzemelerdir. Çok düşük porozhe değerlerine sahip olmaları önemli dürabilite ve geçirimsizlik özelikleri kazandırır ve nükleer atık depolama için uygun bir yapı olmasını sağlar. Basınç dayanımları 800 MPa'a kadar ulaşabilir ve eğilme dayanımları 140 MPa civarındadır. Bu malzemelerin kırılma enerjisi 40000 J/m2 ye erişebilir; normal betonlarda ise bu değer 100-150 J/m2 arasındadır. Mükemmel darbe dayanım özeliklerine sahip olmaları nedeniyle, askeri yapılarda ve betonarme köprülerin onarımında kullanı&bilirler. Bu malzemeler küçük ve orta büyüklükteki prefabrik elemanların üretiminde de kullanılırlar. Bu çalışmada ultra yüksek dayanımlı çimento esaslı kompozit malzemeler, çok ince kum, çimento, silis dumanı, süperakışkanlaştmcı ve 0.15 mm çapında, 6 mm uzunluğunda kısa kesilmiş çelik liflerin kullanılmasıyla üretildi. Bu çalışmanın esas amacı, en son gelişmelerin ışığında ultra yüksek dayanımlı çimento esaslı kompozitlerin mekanik davranışlarının incelenmesidir. Bu yönde, elastisite modülü, çekme dayanımı ve kırılma enerjisi gibi etkin özelikler kür koşullan ve lif içeriği gibi bazı parametrelere bağlanır.

Abstract:
The concept of the new CEB-FIP Model Code 1990 indicates BS 80 as the highest quality class, which implies that the cube compressive strength is about 100 N/mm2. The use of silica fume in concrete has changed this situation, in some countries, it is now possible to produce high strength concrete (HSC) with up to about 115 N/mm2 compressive strength in ready- mixed concrete plants. Such an approach, however ignores the importance of the brittleness of concrete. In recent years, in application, the use of ultra high strength cement based composite materials has provided new concepts of understanding of the material behaviour during fracturing. Ultra-high strength cement based composites are new materials. Their very low porosity gives them important durability and transport properties and makes them potentially a suitable material for storage of nuclear waste. Their compressive strength can reach 800 MPa and their flexural strength is about 140 MPa. The fracture energy of these materials can reach 40000 J/m2 for ordinary concretes. Since these materials have excellent impact resistance properties, they can be employed for military structures and in repairing of reinforced concrete bridges. They are also used for small or medium size prefabricated elements. In this work ultra high strength cement based composite materials are produced by using very fine sand, cement, silica fume and superplasticizers with short cut steel fiber which has a radius of 0.15mm and a length of 6mm. The main objective of this work is to study the mechanical behaviour of different ultra-high strength cement based composites in the light of recent advances. In this way, the effective properties such as elastic modulus, tensile strength and fracture energy are related to the some parameters such as curing conditions and volume fractions of steel fiber.