Çelik lif donatılı betonların tasarımı için grafik tabanlı bir yaklaşım
A graphic based approach for the mix design of steel fiber reinforced concrete
Yazar: MERVE AÇIKGENÇ
Danışman: PROF. DR. ZÜLFÜ ÇINAR ULUCAN
Fırat Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2015
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Basınç dayanımı = Compressive strength ; Beton dayanımı = Concrete strength ; Donatılı beton = Reinforced concrete ; Eğilme dayanımı = Bending strength ; Lif takviyeli beton = Fiber reinforce concrete ; Mekanik dayanım = Mechanical strength

Özet:
Çelik Lif Donatılı Beton (ÇLDB) geleneksel betonun gevreklik probleminin giderildiği özel bir beton türüdür. Bu özel beton türünün kullanımı her geçen gün yaygınlaşmaktadır. Özel beton türleri içerisinde kullanım miktarının artması ile ÇLDB için bazı ihtiyaçlar ortaya çıkmıştır. Gerek akademik çalışmalarda gerek uygulamada bu ihtiyaçların başında, pratik bir karışım hesabı gelmektedir. Bu tez çalışmasında, bu ihtiyacın giderilebilmesi için grafik tabanlı bir ÇLDB tasarımı amaçlanmıştır. Bu amaçla, farklı granülometrilere, farklı çimento dozajı ve su/çimento oranlarına, farklı lif miktarlarına ve lif tiplerine sahip ÇLDB karışımları üretilmiştir. Çökme ve Ve-Be testleri yardımıyla üretilen karışımların taze beton özellikleri belirlenmiştir. 150 mm ayrıtlı küp numuneler yardımıyla ÇLDB'lerin basınç ve yarma dayanımları, 150/150/500 ve 80/80/300 mm boyutlu kiriş numuneler yardımıyla da eğilme dayanımları ve tokluk değerleri tespit edilmiştir. Elde edilen tüm deney sonuçları karşılaştırılarak, ÇLDB'ler için bileşim oranları, işlenebilirlik ve dayanımlar arasındaki ilişkiler grafikler ile ortaya konulmuş ve uygun grafikler bir araya getirilerek bir monogram oluşturulmuştur. Bu monogram yardımıyla, ÇLDB'lerin tasarımına yeni bir bakış açısı getirilmeye çalışılmıştır. Bunun yanında, sertleşmiş betonlar üzerinde Ultrases Geçiş Hızı ölçümleri yapılmış ve deneyler sonucunda ÇLDB'lerin dayanım özelliklerinin tahribatsız metotlarla belirlenmesine de önemli katkılarda bulunulmuştur.
ÇLDB'leri normal betonlardan üstün kılan en önemli özelliklerinden biri de tokluktur. Bu çalışmada, farklı basınç dayanımlarına sahip ÇLDB'lerin tokluk özellikleri de ayrıntılı biçimde incelenmiştir. 
Sonuçta, farklı tasarım girdilerine sahip ÇLDB'lerin hızlı ve gerçekçi bir şekilde dayanım ve tokluk özelliklerinin öngörülmesine yardımcı olacak grafikler ortaya koyulmuştur. Bu grafikler sayesinde, araştırma ve uygulamada, deneme çalışmaları sırasında malzeme ve zaman kaybının en aza ineceği düşünülmektedir. Böylece, çalışmalar, daha ekonomik ve daha hızlı şekilde hedeflenen sonuçlara ulaşabilecektir.

Abstract:
Steel Fiber Reinforced Concrete (SFRC) is a special type of concrete of which brittleness problem is eliminated. Day by day, the use of this concrete type is growing up. With the wide using of SFRC, some requirements have emerged. One of these requirements is a practical mixture design of SFRC for both academic researches and applications. In this study, it is aimed to eliminate this need with a graphical design approach for SFRC. with this aim, SFRC mixtures which had different aggregate gradations, different cement dosages and water/cement ratios, different fiber fractions and types were produced. Fresh concrete properties were determined using Slump and Ve-Be tests. And then, compressive strength and splitting tensile strength tests were performed with 150 mm sized cube specimens. Flexural strength and the toughness values of SFRC specimens were determined using 150/150/500 mm and 80/80/300 mm sized beam specimens. Compared to all experimental results, the relations between concrete mix composition, workability and strength were revealed with the graphics and convenient graphics were brought together to create a monogram. Using this monogram, it was tried to bring a new perspective to SFRC design. In addition, Ultrasonic Pulse Velocity measurements of hardened concrete specimens were performed, and an important contribute were made for determining the strength properties of SFRC by using a non-destructive method at the end of the tests.
It is another important parameter that toughness is a superior property of SFRC compared to the normal concrete. Toughness properties of SFRC specimens which had different compressive strengths were also investigated in this study.
As conclusion, graphics which can help to anticipate accurately and practically strength and toughness properties of SFRC mixtures with different design inputs were revealed. Through these graphics, in research and application fields, it can be possible to minimize loss of material and time during trial studies. Thus, the goals of the studies can be achieved more economically and practically.