SIFCON ile üretilen yol betonlarının eğilme vebasınç dayanımının taguchi metodu ile optimizasyonu
Optimisation of compressive and flexural strenth of concrete pavements produced with SIFCON
Yazar: MUHAMMED ZİYA BİNGÖL
Danışman: YRD. DOÇ. DR. OSMAN ÜNSAL BAYRAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Ulaştırma Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: Ulaşım = Transportation ; İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
SIFCON (Çimento Bulamacı Emdirilmiş Lifli Beton) çimento, su, süper akışkanlaştırıcı, silis dumanı ve çok ince kumdan oluşan bir bulamacın sertleşmesiyle oluşan bir matris içinde hacimce yüksek oranlarda (%5–20) çelik tel ile takviye edilmiş kompozittir. Yüksek dayanımlı betonlardan en önemli farkı kırılma sırasında sünek davranış göstermesidir. Yüksek dayanımlı betonlarda dayanım arttıkça malzeme gevrekliği artarken SIFCON, gösterdiği düşük geçirimlilik, yüksek durabilite, dayanım ve süneklik özelikleri ve yüksek oranda çelik tel içeriği ile sünek davranış göstermektedir. Çelik lifli betonlarda lif içeriği %2- %3 aralığında olmasına karşın SIFCON'da yaklaşık 10 kat fazla lif kullanılabilmekte ve yüksek süneklilik elde edilmektedir. Bu özel beton türü patlamaya karşı dayanıklı askeri yapılarda, endüstriyel zeminlerde, hava alanlarında ve köprü ayaklarında kullanılması önerilir.
Bu çalışmada, SIFCON ile üretilen betonlarınn rijit üst yapılarda kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaçla, çelik liflerin narinliği, lif oranı, su / bağlayıcı oranı ve silis dumanı parametre olarak alınarak bunların basınç ve eğilme mukavemetleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmada 40, 55, 65, 80 narinlik ve %3, 6, 9, 12 oranlarında çelik lif, 0,30, 0,35, 0,40, 0,45 oranlarında su/bağlayıcı ve %0, 5, 10, 15 oranlarında silis dumanı karışım değişkenleri olarak belirlenmiştir. Deney tasarımı Taguchi Metodu kullanılarak yapılmış olup 28 günlük basınç ve eğilme mukavemetlerini veren karışım değişkenleri ve seviyeleri belirlenmiştir.
Yapılan çalışmalar sonucunda SIFCON ile üretilen betonların basınç ve eğilme mukavemetleri üzerindeki en önemli parametrenin lifin narinliği olduğu belirlenmiştir. Mineral katkı malzemesi olan silis dumanının basınç ve eğilme mukavemetleri üzerindeki olumlu etkileri deneysel olarak gözlemlenmiştir. Beton yollarda karşılaşılan en büyük sorunun eğilme dayanımı olması nedeni ile SIFCON ile kullanılan betonların rijit üst yapılarda kullanılabilirliği belirlenmiştir.

Abstract:
SIFCON (Cement Bulk Impregnated Fiber Concrete) is a composite reinforced with steel wire at a high volume ratio (5-20%) in a matrix formed by curing of a slurry of cement, water, super plasticizer, silica fume and very fine sand. The most important difference from high strength concretes is ductile behavior during fracture. In high strength concrete, Sifcon exhibits ductile behavior with high permeability, high durability, strength and ductility properties and high steel wire content while material strength increases as the strength increases. In steel fiber concretes, fiber content is between 2% and 3%, but about 10 times more fiber can be used in SIFCON and high ductility is obtained. This special concrete type is recommended for use in explosion-proof military structures, industrial floors, airports and bridges.
In this study, the usability of concrete produced with SIFCON to rigid upper structures was investigated. For this purpose, the delamination, fiber ratio, water / binder ratio and silica fume of steel fibers were taken as parameters and their effects on pressure and bending strengths were investigated. In the study, steel fiber in proportions of 40, 55, 65, 80 and 3, 6, 9, 12, 0,30, 0,35, 0,40, 0,45 water / binder and 0,5,10,15 Silica fume was determined as mixture variables. Experimental design was carried out using Taguchi Method and the mixture variables and levels were determined which gave 28 days compressive and bending strengths.
As a result of the studies made, it has been determined that the most important parameter on pressure and bending strength of concrete produced with SIFCON is fiber fragility. The positive effects of silica fume, which is a mineral additive, on the pressure and bending strengths have been experimentally observed. The reason why the biggest problem encountered in concrete roads is bending strength is determined by the usability of concrete used with SIFCON to rigid upper structures.