Kevlar ve çelik liflerin yol betonlarında kullanılabirliğinin araştırılması
Investigation of the usebility of kevlar and steel fibers i̇n concrete pavements
Yazar: ERHAN MOLA
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ OSMAN ÜNSAL BAYRAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Rijit üstyapılar, trafikten gelen tekil yükleri tabana iletirken, doğal zeminin deforme olmamasını sağlamaktadır. Bu durum, betonun yüksek rijitliğinden yararlanılarak elde edilir. Basınç dayanımı yüksek olan beton, eğilmeye karşı zayıf bir yapı malzemesidir. Eğilme dayanımının artırılması için betona lif katılmaktadır. Fiber optik kablolar ışık sinyalinin gönderildiği camdan veya plastikten imal edilmiş, mukavemet elemanı olarak cam elyaf ve kevlar ile güçlendirilip koruyucu bir dış kılıf ihtiva eden kablo çeşididir. Teknolojinin gelişmesiyle yaygınlığı gün geçtikçe artmakta ve haberleşme sektöründe sık kullanılan bir ürün haline gelmektedir. Ekonomik ömürleri 20 yıl olan bu kablolar yenileriyle değiştirilmekte ve eskiler hurdaya ayrılmaktadırlar. Çıkarılan bu malzemenin ekonomik olarak kullanılabilirliği uygun olmamaktadır. Fiber optik kabloların içerisinde bulunan kevların, ekonomiye kazandırılması için ulaşım sektöründe önemli bir yere sahip olan yol betonlarında kullanılması düşünülmüştür.
Bu çalışmada, kevlar lif ve çelik lifin yol üstyapılarında kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, su/bağlayıcı (0.40, 0.45, 0.50), silis dumanı (%0, 5, 10 çimento yerine), kevlar lif (0 gr/m3, 500 gr/m3, 1000 gr/m3) ve çelik lif (0 gr/m3, 500 gr/m3, 1000 gr/m3) karışım oranları kullanılarak beton tasarımı yapılmıştır. Deney tasarımı için Taguchi metodu kullanılmış ve 28 günlük maksimum basınç ve eğilme mukavemetini veren optimum karışım değerleri belirlenmiştir. Yapılan deneyler ve gözlemler neticesinde, kevlar lifin betonun enerji yutma kapasitesi (tokluk), basınç ve eğilme değerlerine, beton içerisinde kullanılması durumunda olumlu sonuçlar elde edilmiştir. Sadece kevlar lifin kullanılması durumunda basınç mukavemetinde %5.1, eğilme mukavemetinde %14.5'e varan artışlar gözlemlenmiştir. Elde edilen sonuçlar ışığında, geri dönüşüm malzemesi olan kevların, betona katılması ile ekonomiye kazandırılabileceği görülmüştür.

Abstract:
Rigid pavements ensure the passing single loads from traffic to subgrade and also prevents natural soil to deform. This is achieved by using the high rigidity of the concrete. However, despite the fact that concrete has an excessive compression strength, it has a weak bending resistance. To increase the bending strength of the concrete, fibers are being used. Fiber optic cables are made of glass or plastic and have a protective outer cover made from glass fiber and kevlar. With the development of the modern technology, usage of the fiber cables increases gradually. In addition, fiber cables become a frequently used product in communication sector. These cables, which have 20 years of economic life, are replaced with new ones and old ones are scrapped. The scrap component is not economically suitable to reuse. It is intended to use the kevlar inside the fiber optic cables, as a component of road concrete which have an important place in transportation industry. 
In this study, the usability of kevlar and steel fiber in rigid pavements was investigated. Thus, water / binder (0.40, 0.45, 0.50), silica fume (0, 5, 10% instead of cement), kevlar fiber (0 g / m 3, 500 g / m 3, 1000 g / m 3) and steel fiber (0 gr / m3, 500 gr / m3, 1000 gr / m3) of concrete mix design has been executed. The Taguchi method was used for the experimental design. In addition, optimum mixing values were determined to obtain 28 days maximum compressive and bending strength of concrete. It is observed that kevlar has adequate energy absorption capacity (tougness), compressive and bending strenth to be used in concrete. In the case of using Kevlar fiber only, up to 5.1% increase in compressive strength and 14.5% in flexural strength were observed. As a result of the study, it was seen that adding the kevlar, which is the recycling material, to concrete is economically beneficial.