Harçlarda karbon fiber oran ve boyutlarının elektriksel iletkenliğe etkisinin araştırılması
Investigation of the effect of carbon fiber dimensions on electrical conductivity in mortar
Yazar: HACER UZUNALİOĞLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ADEM AHISKALI ; PROF. DR. SALİH YAZICIOĞLU
Kastamonu Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Malzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Mühendislik Bilimleri = Engineering Sciences ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu çalışmadaharçlarda karbon fiber oran ve boyutlarının elektriksel iletkenliğe etkisi araştırılmıştır. Karbon fiber boyut ve oranının elektriksel iletkenliğe etkilerinin araştırılması amacıyla numunelere farklı boyutlarda %0,5 , %1, %3 oranlarında karbon fiber eklenmiştir. CEM I 42.5 R tipi çimentoya F sınıfı; uçucu külsüz, %10,  %20 ve C sınıfı; uçucu külsüz, %10, %20 numuneler karbon fibersiz, 5mm ve 10mm boyutlarında karbon fiberliolmak üzere 33 farklı seri hazırlanmıştır. Taze harç numuneler üzerinde yayılma tablası deneyi yapılarak yayılma değerleri 22-23cm olacak şekilde belirlenmiştir. Karbon fiberin harç içerisinde homojen olarak dağılımını sağlamak amacıyla ince malzemenin %0,1 oranında viskozite düzenleyici katkı kullanılmıştır. Her seri için hata payını azaltmak adına 3'er adet numune hazırlanmıştır. 7,28 ve 56 günlük kür sürelerini tamamlayan numunelerin etüv kurusu ve doğal nemli durumlarına elektriksel iletkenlik, basınç ve çekme dayanımları deneyleri uygulanmıştır. Karbon fiber boyut ve oranının artması eğilme dayanımını arttırmıştır.  Karbon fiberin elektriksel iletkenliği arttırdığı, zamana bağlı olarak iletkenliğin düştüğü, karbon fiber lif boyutları ve oranları arttıkça harç içerisinde boşluk etkisinden dolayı basınç dayanımını azaldığı gözlemlenirken uçucu kül oranının artışı ile ileri yaşlarda basınç dayanımlarında artış olmuştur. Numunelerin su emme oranları belirlenerek, elektriksel iletkenlik ilişkisi incelenmiştir. Numunelerin mikroyapısı ve karbon fiber dağılımının görülmesi için SEM (Taramalı Elektron Mikroskobu) kullanılarak incelenmiş ve karbon fiber dağılımının elektriksel iletkenlik değerlerini desteklediği görülmüştür. Çalışma, harçlarda karbon fiber lifinin boyut ve oran etkisini, C ve F sınıfı takviyeli harç numunelerinin mukayesesine olanak sağlamıştır.

Abstract:
This study was carried out on F and C class fly ash reinforced and carbon fiber added mortar samples as a repla cement for CEM I 42,5 R cement. Class F and C Series with 10% and 20% flyash as well as without fly ash were created separately. Fly ash series created to investigate the effects of the size and rat io of carbon fiber on electrical conductivity. They were produced without carbon fiber rein for cement, with carbon fiber rein for cement in 5mm and 10mm length, with 0.5%;1% and 3% ratios in 33 different combinations. The water / cement ratio was prepared to take the value of 22-23 cm in the Spreading Table Test. DegasetVisco L viscosity regulator was used at a ratio of 0.1-1% of the fine material in order to distribute the carbon fiber homogeneously in the mortar mixture. Three samples were prepared for eachs eries in order to reduce the margin of error. Curingperiodsaredetermined as 7, 28 and 56 days. Theelectricalresistivity of thesamples, whichcompletedtheircuringperiod, wasmeasured in theovendryandnaturalhumidconditions. Bydeterminingthewaterabsorptionrates of thesamples, theelectricalconductivityrelationwasexamined. Compressivestrengthandbending tensile strengthtestshavebeenapplied. Increasingthecarbon fiber lengthandratioincreased tensile strengthvalues in bending. It has beenobservedthatcarbon fiber increasestheelectricalconductivity of themortar, however, theconductivitydecreaseswith time. As thedimensionandratio of carbon fiber is increased, it wasobservedthatthecompressivestrengthdecreasedduetothevoideffect in themortar, whiletheincrease in the rate of F classflyashalsoincreasedthecompressivestrength of themortar. SEM (ScanningElectronMicroscope) examinationwasperformedtoseethemicrostructureandcarbon fiber distribution of thesamplesand it wasseenthatthecarbon fiber distributionwas in a waytosupporttheelectricalconductivitymeasurement. Thestudymade it possibletocomparethe size andproportioneffect of carbon fiber reinforcedandaddedmortarsamplesaccordingtoclass C and F.