Karma lif içeren çimento esaslı kompozitlerin mekanik davranışı-Bir optimum tasarım
Mechanical behavior of cement based composites with hybrid fibres-An optimum design
Yazar: MURAT ARAL
Danışman: PROF.DR. CANAN TAŞDEMİR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2006
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Silis dumanı = Silica fume ; Çelik lif = Steel fiber

Özet:
Bu çalısmada, çelik liflerin mekanik özelikleri ve kompozitlerin özelikleriniincelemek için kancalı ve/veya kancasız 3 farklı çelik tel kullanıldı. Her çelik lifin hacimoranı degiskendi, fakat toplam hacim % 2'de sabit tutuldu. Kısa ve kancasız düz çeliklifler, yüksek dayanımlı pirinç kaplı olup, 6 mm boyunda ve 0,16 mm çapında idi.Normal dayanımlı çelik liflerin narinlikleri 55 ve 65 olup dayanımları özdesti (1150MPa). Düz kesilmis çelik liflerin çekme dayanımları 2250 MPa idi. Farklı lif içerentoplam lifli ve lifsiz 12 beton karısımı üretildi.Karma lifli ve/veya lifsiz çelik tel içeren betonların basınç dayanımları, elastisitemodülleri, net egilme dayanımları, yarmada çekme dayanımları ve kırılma enerjileriyalın betonunkilerle karsılastırıldı. Kısa liflerin, mikro çatlakların önlemesinde köprügörevi gördügü ve bunun sonucunda kompozitin çekme dayanımının arttıgı ve mikroçatlakların olusmasından sonra sıyrıldıkları sonucuna varıldı. Kısa liflerin, kirisortasında yük-sehim egrisinin tepe noktası sonrası inen kısmında, etkileri azdır. Uzunliflerin, mikro çatlakların önlenmesinde önemli etkileri yoktur, fakat kirislerden eldeedilen yük-sehim egrilerinin maksimum yük sonrası kısmında süneklik bakımındanönemli etkileri vardır.Yalın betonla ve polipropilen lifli betonla karsılastırıldıgında, çelik tel donatılıkompozitlerin net egilme dayanımları, yarmada çekme dayanımları ve özellikle kırılmaenerjisi ve süneklikleri önemli derecede gelistirildi. Yalın betonun kırılma enerjisinarinligi 65 olan uzun çelik teller kullanarak yaklasık 100 kat kadar artırıldı.Anahtar Kelimeler: Çelik lif, polipropilen lif, karma lif, silis dumanı, yüksekperformanslı beton

Abstract:
In this study, three different steel fibres with and/or without hooked ends wereadded to the mixtures to investigate the effect of steel fibres on the mechanical behaviorand fracture properties of the composites. The volume fraction of each steel fibre wasvariable, but their total volume fractions were kept constant at 2 %. The short oneswithout hook ends were straight high strength steel fibres coated with brass, 6 mm inlength and 0.16 mm in diameter. The aspect ratios of conventional normal strength steelfibres were 55 and 65, and their strengths were identical (1150 MPa). The tensilestrength of straight strength steel fibres was 2250 MPa. Totally twelve concrete mixtureswith or without different fibres were produced.The compressive strengths, elastic moduli, net bending strengths, splitting tensilestrengths and fracture energies of concretes with and/or without hybrid steel fibres werecompared to those of plain concrete. Short fibres function as a bridge to eliminate themicro-cracks, as a result the tensile strength of composite increases, and they pulled outafter the micro cracks are formed. The short fibres have a little effect on the post-peakresponse of load versus displacements at the midspan of the beam. The long fibres haveno significant effect on preventing microcracking, however, from the ductility point ofview there is a substantial effect of longest fibres on the post peak response part of loadversus displacement curve of the beams.The net bending strength, splitting tensile strength, and especially fractureenergy and ductility of steel fibre reinforced concrete mixtures were significantlyenhanced compared to those of plain concrete and also concrete with polypropylenefibres. Fracture energy of plain concrete increased up to 100 times owing in concreteswith long steel fibres having the aspect ratio of 65.Keywords: Steel fibre, polypropylene fibre, hybrid fibre, silica fume, highperformance concrete.