Farklı tipteki polipropilen lif katkılı normal ve geri dönüştürülmüş agregalı betonların özeliklerinin araştırılması ve incelenmesi
Investigation and examination of the properties of normal and recycled aggregate concretes with different types of polypropylene fiber additives
Yazar: HASAN BAYLAVLI
Danışman: PROF. DR. İLKER BEKİR TOPÇU
Eskişehir Osmangazi Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Beton günümüzde birçok alanda kullanılan bir yapı malzemesidir. Beton basınç dayanımı yüksek, fakat çekme dayanımı düşük gevrek bir malzemedir. Kırılgan malzemelerin gevrekliğini azaltmak için lif kullanımı yüz yıllar öncesinden gelmektedir.
Lif kullanımının ilk örnekleri kerpiç içerisinde saman kullanmakla başlamıştır. Günümüzde polipropilen, poliüretan, çelik, cam ve karbon gibi birçok lif çeşidi özellikle beton içerisinde çok kullanılmaktadır. Polipropilen lifler de gevrek yapıdaki betonun, zayıf olan eğilme ve çekme dayanımını iyileştirmek için kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında farklı tipteki polipropilen lif katkılı normal ve geri dönüştürülmüş agregalı betonların, taze ve sertleşmiş haldeki özelikleri incelenmiştir. Taze beton özeliklerinden, çökme ve sıkıştırma faktörü deneyleri yapılmıştır. Sertleşmiş beton özeliklerinden, basınç, birim kısalma, E-modülü, eğilme, eğilmede sehim, yarmada çekme, yarmada çekme de sehim, aşınma özelikleri incelenmiştir. Destek Vektör Makineleri, Yapay Sinir Ağları, Random Forest Algoritması ve Çoklu Lineer Regresyon yöntemleri ile betonun, basınç, eğilme, yarmada-çekme dayanımı ve E-modülü özeliklerinin modellemesi
yapılmıştır. Geri dönüştürülmüş agregaların, fiziksel özelikleri incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmalar sonunda, polipropilen liflerin taze betonun çökme değerini azalttığı ve akışkanlaştırıcı katkı ilavesi gerektiği görülmüştür. Taze beton özelikleri korunarak basınç dayanımı birçok seride arttırılmıştır. Birim kısalma, eğilme ve yarmada çekmedeki sehim değerleri de arttırılarak betonun sünekliliği iyileştirilmiştir. Buna karşın E-modülü ve aşınma direnci azalmıştır. Modelleme çalışmasında deneysel verilere en yakın sonuç Random Forest Algoritması ile elde edilmiştir. Geri dönüştürülmüş
agregaların birim ve özgül ağırlık değerleri azalmıştır. Su emme, darbe dayanımı, Los Angeles ve donma çözülme değerleri artmasına rağmen lifli geri dönüşüm agregalarının yeniden beton üretiminde kullanılabileceği görülmüştür.

Abstract:
Concrete is a building material used in many fields today. Concrete is a brittle material with high compressive strength but low tensile strength. The use of fiber to reduce the brittleness of fragile materials goes back hundreds of years. The first examples of fiber use started with the use of straw in adobe. Today, many fiber types such as polypropylene, polyurethane, steel, glass and carbon are used especially in concrete. Polypropylene fibers are also used to improve the weak bending and tensile strength of brittle concrete. In this thesis, the fresh and hardened properties of different types of polypropylene fiber reinforced normal and recycled aggregate concretes were investigated. Slump and compression
factor tests were performed from fresh concrete properties. Of the hardened concrete properties, compression, unit shortening, E-modulus, bending, deflection in bending, splitting tension, deflection in splitting tension and abrasion properties were investigated. Modeling study was carried out on the results of compression, bending, splitting tension and E-module with Support Vector Machines, Artificial Neural Networks, Random Forest Algorithm and Multiple Linear
Regression methods. The physical properties of recycled aggregates were investigated. At the end of the experimental studies, it was seen that polypropylene fibers reduced the slump value of fresh concrete and plasticizer additives were needed. The compressive strength was increased in many series by preserving the fresh concrete properties. The ductility of the concrete was improved by increasing the deflection values in unit shortening, bending and splitting tension.
On the other hand, the E-modulus and wear resistance decreased. In the modeling study, the closest result to the experimental data was obtained with the Random Forest Algorithm. Unit and specific weight values of recycled aggregates decreased. Although water absorption, impact resistance, Los Angeles and freeze-thaw values increased, it was observed that fibrous recycled aggregates could be used in concrete production again