Yüksek dayanımlı betonların basınç ve çekme dayanımları üzerinde çelik, bazalt ve mikrosentetik liflerin tekli, ikili ve üçlü kullanımının etkisi
The effect of single, double and triple usage of steel, basalt and microsynthetic fibers on the compressive and tensile strength of high strength concrete
Yazar: EMİNE HAZAL POLAT
Danışman: PROF. DR. REMZİ ŞAHİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Malzemeleri Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Basınç dayanımı = Compressive strength ; Bazaltik materyaller = Basaltic materials ; Eğilme dayanımı = Bending strength ; Sentetik lifler = Synthetic fibers ; Yüksek dayanımlı beton = High strength concrete ; Çekme dayanımı = Tensile strength

Özet:
Amaç: Bu çalışma "yüksek dayanımlı betonlarda üçlü lif kullanılması onun basınç ve eğilme dayanımı ile temsil edilen mekanik davranışını iyileştirir" hipotezinin deneysel olarak araştırılması amacıyla yapılmıştır.  
Yöntem: Karışımlarda su/bağlayıcı oranı 0,45, bağlayıcı dozajı 400 kg/m3, silis dumanı oranı %10, süperakışkanlaştırıcı oranı %1,4 olacak şekilde sabit tutulmuştur. Lif içeriği ise değişken olarak seçilmiş ve Bazalt, mikrosentetik (polipropilen, PP) ve Çelik lifler tekli, ikili ve üçlü olarak karışımlara katılmıştır. Lif oranları lif çeşidine göre değişkenlik göstermiştir. Tekli ve ikili karışımlarda hacimce Çelik lif %1, Bazalt lif %0,25 ve mikrosentetik lif ise %0,1 oranlarında kullanılmıştır. Üçlü karışımların da birinde bu oranlar kullanılarak elde edilmiş iken diğer üçünde lifler, sırasıyla, %1,5, %0,5 ve %0,2 oranlarında kullanılmıştır. Taze beton deneyleri olarak birim ağırlık, çökme ve hava içeriği tayini deneyleri, sertleşmiş beton deneyleri olarak ise ultrasonik atılımlı dalga hızı (UADH), eksenel basınç dayanımı, yarmada çekme ve eğilmede çekme deneyleri yapılmıştır. Örnekler 28 günlük iken deneye tabi tutulmuşlardır.
Bulgular ve sonuç: Karışımlara üçlü lif katılması ile hava içerikleri ve birim hacim ağırlıkları artışmış, çökme değerleri ise düşmüştür. Karışıma lif katılması ile betonların UPV değerleri, kontrol betonuna göre, %1,6-%4,3 oranları arasında artmıştır. En yüksek artış oranı ise liflerin üçlü kullanımda görülmüştür. Tekli, ikili ve üçlü lif içeren betonların basınç dayanımları, kontrol betonuna göre, sırasıyla, -%2,5, %2,9 ve %10,9 oranlarında değişmiştir. Üçlü lif kombinasyonuna sahip karışımların tamamının eğilme dayanımları, kontrol betonuna göre, artmıştır. En fazla artış ise artırılmış Çelik lif içeren (%1,5) karışımda %57 oranında gerçekleşmiştir. Üçlü lif içeren karışımların yarmada çekme dayanımları, kontrol betonuna göre, %55,4-%96,1 arasında değişen oranlarında artmıştır. Çelik lifin yüksek dayanımlı betonların eğilme ve yarmada çekme dayanımı üzerinde Bazalt ve PP liflerden daha fazla etkiye sahip olduğu belirlenmiştir. Bulgular araştırma hipotezini doğrulamıştır.

Abstract:
Purpose: This study was conducted to experimentally investigate the hypothesis that "the use of triple fiber in high strength concrete improves its mechanical behavior represented by compressive and flexural strength".
Method: The water/binder ratio, binder dosage, silica fume ratio and superplasticizer ratio were kept constant, respectively, at 0.45, 400 kg/m3, 10% and 1.4%. The fiber content was chosen as variable and basalt, microsynthetic (polypropylene, PP) and steel fibers were added to the mixtures as single, double and triple. Fiber ratios vary according to the fiber type. Steel, basalt and PP fibers were used in single and double mixes, respectively, at the rates of 1%, 0.25% and 0.1%. While one of the triple mixtures was obtained by using these ratios, 1.5%, 0.5% and 0.2% fibers were used in the other three mixes, respectively. Unit weight, slump and air content tests as fresh concrete tests, ultrasonic wave velocity (UPV), axial compressive strength, split tensile and bending tensile tests as hardened concrete tests were carried out. Samples were tested at 28 days of age.
Results and conclusion: With the addition of triple fiber to the mixtures, the air contents and unit weights increased, and the slump values decreased. With the addition of fiber to the mixture, the UPV values of the concretes increased between 1.6% and 4.3% compared to the control concrete. The highest increase rate was seen in triple use of fibers. The compressive strengths of concretes containing single, double and triple fiber differed, respectively, by -2.5%, 2.9% and 10.9%, compared to the control concrete. Flexural strengths of all mixtures with triple fiber combination increased compared to control concrete. The highest increase was 57% in the mixture containing increased steel fiber (1.5%). The splitting tensile strength of the mixtures containing triple fibers increased between 55.4% and 96.1% compared to the control concrete. It has been determined that steel fiber has a greater effect on the bending and splitting tensile strength of high strength concrete than Basalt and PP fibers. The findings confirmed the research hypothesis.