Değişik mikroliflerin çimento harçlarının bazı mekanik ve durabilite özeliklerine etkisi
Effect of microfibers on mechanical and durability properties of cement mortar mixtures
Yazar: BABAK ABBASPOURSANİ AHARİ
Danışman: PROF. DR. KAMBİZ RAMYAR
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tezde farklı çeşitte ve değişik oranlardaki mikroliflerin harçların bazı mekanik ve durabilite özelliklerine etkisi incelenmiştir. Çalışmada herhangi bir lif içermeyen kontrol karışımına ek olarak, hacimce %0.50, %0.75 ve %1  olmak  üzere 3 farklı oranda çelik, polipropilen (PP) ve polivinil alkol (PVA) olarak 3 çeşit mikrolif içeren, 10 farklı  harç karışımı  hazırlanmıştır. Tüm  karışımlarda  çimento  dozajı  532 kg/m3, su/çimento oranı 0.48, maksimum agrega boyu 4 mm ve kum/çimento oranı 2.75 olarak sabit tutulmuştur.
Üretilen karışımların taze halde yayılması, su emmesi, kapiler su emmesi ve birim hacim ağırlığı, sertleşmiş halde ise basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, eğilme dayanımı, tokluğu, donma-çözülme sonucunda dayanım ve ağırlık kaybı, kuruma büzülmesi ve sülfata direnci kıyaslamalı olarak incelenmiştir.
Sonuçta mikroliflerin taze karışımın yayılma değerlerini azalttığı, su emmesini arttırdığı, kapiler su emmesine kayda değer etkisi olmadığı belirlenmiştir.
Ayrıca çelik mikroliflerin basınç ve yarmada çekme dayanımını arttırdığı, özellikle bu artış %0.50 çelik lifli karışımında sırasıyala %8 ve %35 olduğu görülmüştür. Çelik lifin donma-çözülme sonucunda oluşan ağırlık kaybını arttırdığı, dayanım kaybına ise sadece 150 çevrim sonrası olumlu etkisi olduğu görülmüştür. Büzülme deneyinde sadece %1çelik lifli karışım, sülfat deneyinde ise sadece %0.75 çelik lifli karışım kontrol numunesinden daha başarılı sonuç vermiştir. Çelik lif eğilme dayanımını kayda değer etkilememiştir, tokluğu ise lif miktarına bağlı olarak 2-6 kat arttırmıştır.
PP lifli tüm kullanım oranlarında basınç dayanımını olumsuz etkilediği, yarmada çekme dayanımını az miktarda arttırdığı, donma-çözülme deneyinde 150 çevrim sonrası hem ağırlık hem dayanım kaybını azalttığı görülmüştür. Büzülme bakımından sadece %1 PP lifli karışım, sülfat direnci bakımından ise %0.75 ve %0.50 PP lifli karışımların kontrol karışımından daha başarılı sonuçlar verdiği tespit edilmiştir. PP liflerin eğilme dayanımına kayda değer etkisi olmamıştır. Ancak, lif oranına paralel olarak tokluğu 4-5 kat arttırmıştır.
PVA lifi basınç dayanımını azalttığı, özellikle %1 PVA lifli karışımında tüm karışımlar arasında en düşük basınç dayanımını verdiği görülmüştür. Ayrıca, PVA lifi çekme dayanımını, sülfat ve donma-çözülme direncini büyük derecede arttırdığı görülmüştür. Tüm karışımlar arasında %1 PVA lifli karışım en düşük büzülme değeri gösterdiği belirlenmiştir. PVA lif eğilme dayanımını az miktarda arttırmıştır. Ancak, tokluğu önemli miktarda (9-19 kat) artırmıştır. Tokluktaki artış, lif içeriğinin artışıyla artmıştır.

Abstract:
In this thesis the effects of various types and amounts of microfibers on mechanical and durability properties of cement mortar mixtures were investigated.
In the experimental study, in addition to control mixture containing no fiber, 9 different mortar mixtures containing 3 different microfibers i.e., steel, polypropylene (PP) and polyvinyl alcohol (PVA) in three different usage rates i.e., 0.50%, 0.75% and 1% by the volume of the mixture were prepared. The cement content (532 kg/m3), maximum aggregate size (4 mm), water / cement ratio (0.48) and fine aggregate / cement ratio (2.75) were kept constant in all of the mixtures.
The flow, water absorption and sorptivity of the fresh mixtures as well as the compressive strength, splitting tensile strength, flexural strength, toughness, freezing-thawing, drying shrinkage, sulfate resistance and drying shrinkage of the hardened mixtures were studied comparatively.  
A reduction in flow values, an increase in water absorption and a negligible change in sorptivity of the fresh mixtures were recorded. 
Steel fibers increased both the compressive and splitting tensile strength of the mortar. Particularly, compared to those of control mixture the increase in compressive and tensile strength was found to be 8% and 35%, respectively.  Adding of steel fibers increased the weight loss upon freezing-thawing. The positive effect of steel fıbers on loss of strength was only observed at 150 cycles of freezing-thawing. From drying shrinkage point of view only 1% steel fiber-bearing mixture and from sulfate resistance point of view 0.75% steel fiber-containing mixture showed superior results than the control mixture. Steel fibers had a negligible effect on the flexural strength; however they increased the toughness 2-6 times. The effect was more significant at higher fiber contents.
In all incorporation levels, PP fibers decreased the compressive strength, increased slightly the splitting tensile strength, decreased the loss of weight and on strength upon 150 cycles of freezing-thawing. From drying shrinkage view point merely 1% PP-bearing mixture and from sulfate resistance view point 0.75% as well as 0.50% PP-bearing mixtures showed better results than those of the  control mixture. PP fibers had a negligible effect on the flexural strength; however, they increased the toughness 4-5 times. The effect increased by increasing the fiber content.
Addition of PVA fiber was found to decrease the compressive strength of the mixture. Particularly, among the tested mixture, the lowest compressive strength was recorded in 1% PVA-bearing mixture. However, PVA fiber increased the splitting tensile strength as well as sulfate and freezing-thawing resistance significantly. Besides, 1% PVA-containing mixture showed the lowest drying shrinkage value among all of the tested mixtures. PVA fiber increased the flexural strength slightly. However, it increased the toughness considerably (9-19 times). The effect became more significant upon increasing the fiber content of the mixture.