Lif katkılı betonların mekanik özelliklerinin araştırılması
Investigation of mechanical properties of fiber additive concretes
Yazar: ABDURRAHMAN KAYA
Danışman: PROF. DR. İBRAHİM GÜNEŞ
Giresun Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Beton, çimento, su, agrega, kimyasal ve mineral katkıların belirli oranlarda karıştırılmasıyla elde edilen, başlangıçta şekil verilebilir bir kıvamda olan ve zamanla priz alarak sertleşen bir yapı malzemesidir. Betonun geniş kullanım alanı, onu yapı sektöründe en yaygın malzemelerden biri haline getirmiştir. Türkiye'de inşa edilen yapıların büyük bir kısmı betonarme sistemlerle inşa edilmiştir. Bu çalışmada, farklı oranlarda ayrı ayrı (%2, %4 ve %6) palmiye lifi ve keçi kılı katkılı beton karışımları üretilmiştir. Lif katkısının beton üzerindeki etkileri incelenmiş ve bu katkılar standart betonla karşılaştırılmıştır. Standart ve lif katkılı beton numuneleri küp kalıplara dökülmüş ve kür havuzunda 7, 28, 60, 90 ve 120 gün bekletilmiştir. Elde edilen beton numuneleri, fiziksel ve mekanik testler süreçlerine tabi tutulmuş; ayrıca, yapısal analizler için SEM, XRF, EDS ve DTA-TGA gibi ileri teknolojik deneyler uygulanmıştır. Standart numune ile karşılaştırmalı olarak, keçi kılı ve palmiye lifi katkılı betonların fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, keçi kılı katkılı betonlarda katkı oranı arttıkça mekanik özelliklerin iyileştiğini, palmiye lifi katkılı betonlarda ise katkı oranı arttıkça mekanik özelliklerin olumsuz etkilendiğini göstermiştir. SEM analizlerinde, keçi kılı katkılı betonlarda liflerin güçlü entegrasyon sağladığı, palmiye lifi katkılı betonlarda ise homojen dağılım gösterdiği gözlemlenmiştir. Termal analizlerde, keçi kılı katkılı betonlarda 500 °C civarında reaksiyonların başladığı, palmiye lifi katkılı betonlarda ise 700-800 °C aralığında daha yüksek dayanımlar sağlandığı belirlenmiştir. Keçi kılı katkısının optimum katkı oranının %6, palmiye lifi katkısının ise %2 olduğunu göstermektedir.

Abstract:
Concrete is a construction material obtained by mixing cement, water, aggregate, chemical, and mineral additives in specific proportions. Initially, it has a workable consistency that allows shaping and then hardens over time as it sets. Due to its wide range of applications, concrete has become one of the most commonly used materials in the construction industry. A significant portion of structures built in Turkey consists of reinforced concrete systems. In this study, concrete mixtures with varying proportions of palm fiber and goat hair additives (%2, %4, and %6) were produced. The effects of these fiber additives on the concrete were investigated and compared with standard concrete. Both standard and fiber-reinforced concrete samples were cast into cube molds and cured in a water tank for 7, 28, 60, 90, and 120 days. The obtained concrete samples were subjected to physical and mechanical testing processes; additionally, advanced technological analyses such as SEM, XRF, EDS, and DTA-TGA were performed. The physical and mechanical properties of concrete with goat hair and palm fiber additives were examined in comparison with the standard sample. The results obtained showed that as the content of goat hair increased in the concrete, the mechanical properties improved, whereas in the palm fiber reinforced concrete, an increase in fiber content negatively affected the mechanical properties. SEM analysis revealed that in goat hair reinforced concrete, the fibres formed a strong integration with the matrix, while in palm fiber reinforced concrete, a homogeneous distribution was observed. Thermal analysis indicated that reactions in goat hair reinforced concrete began around 500 °C, while higher strengths were achieved in palm fiber reinforced concrete in the 700-800 °C range. These findings demonstrate that the optimum content for goat hair is %6, while for palm fiber, it is %2.