Çelik lifli polimer betonların mekanik davranışı üzerine geri dönüştürülmüş araç lastiği parçacıkları ve liflerinin birleşik etkisi
Combined effect of recycled tire particles and tyre steel fibers on the mechanical behavior of steel fiber reinforced polymer concretes
Yazar: FURKAN GÖKBAŞİ
Danışman: PROF. DR. REMZİ ŞAHİN
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmada geri dönüştürülmüş atık araç lastiği parçacıklarının dolgu maddesinin (ince agrega) bir kısmı, atık lastik tellerinden elde edilen çelik liflerin ise endüstriyel çelik lifin bir kısmı ile ikame etmek suretiyle üretilen çelik lifli polimer betonların mekanik özelliklerindeki değişimin incelenmesi amaçlanmıştır. 
Yöntem: Polimer olarak doymamış polyester reçinesi seçilmiş ve beton üretiminde bağlayıcı olarak kullanılmıştır. Dolgu maddesi (D) olarak 0-4, 4-8 ve 8-16 mm sınıflarında agrega, ince agregayla belirli oranlarda yer değiştiren iki farklı çapta (0-1 mm ve 1-3,5 mm) atık lastik (AL) parçacıkları kullanılmıştır. Ön deneyler sonucunda reçine/dolgu oranı %20, çelik lif oranı ağırlıkça %0,8, sertleştirici oranı %1,5 ve hızlandırıcı oranı %0,3 olarak sabit alınmıştır. AL/D oranı %0, %2,5, %5 ve %7,5; atık çelik lif (AÇL)/endüstriyel lif (EÇL) oranı ise %0, %33, %67 ve %100 olacak şekilde belirlenmiştir. Toplamda 4 seri ve Kontrol+16 grup için 102 adet 100x200 mm'lik silindirik, 34 adet de 70x70x280 mm'lik prizmatik numune üretimi gerçekleştirilmiştir. Taze betonlar üzerinde birim hacim ağırlık, sertleşmiş betonlar üzerinde ise   eksenel basınç, eğilmede çekme ve UPV deneyleri yapılmıştır. Eğilmede çekme deneyinde kirişlerin sehimleri de ölçülmüştür. 
Bulgular: AL/D oranı arttıkça betonların birim ağırlıkları düşmüş, basınç ve eğilmede çekme dayanımı ile UPV değeri genel olarak azalmıştır. En yüksek basınç dayanımı 83 MPa, en yüksek eğilmede çekme dayanımı ise 18.4 MPa olarak bulunmuştur. AÇL/EÇL oranının artması ile de basınç ve eğilmede çekme dayanımında bir miktar azalma görülmüştür. Atık araç lastiği parçacıkları ve çelik lif içeren polimer betonların sünek kırıldıkları gözlemlenmiştir.
Sonuç: Atık lastik kullanımı polimer betonun dayanımını azaltmıştır. Atık çelik lif ve endüstriyel çelik lif kullanımı polimer betonun sünekliğini artırmıştır. Düşük dozlarda (atık lastik parçaçıkları için %2,5,  atık çelik lif için %33) kullanılmak şartıyla bu iki atık madde aynı anda çelik lifli polmer betonlarda değerlendirilebilir. Bu atıkların altyapı ya da taşıyıcı olmayan beton elemanların üretiminde kullanılması önerilir. Sonuçlar araştırmanın hipotezini doğrulamamıştır. 

Anahtar Kelimeler: Polimer beton, atık araç lastiği parçacığı, atık lastik lifi, çelik lif, basınç dayanımı, eğilmede çekme dayanımı

Abstract:
Purpose: The aim of this study is to investigate the mechanical properties of steel fiber polymer concrete produced by replacing recycled tire particles with fine aggregate and tire steel fibers with industrial steel fiber.  
Method: Unsaturated polyester resin was chosen as the polymer and used as a binder in concrete production. 0-4, 4-8 and 8-16 mm grades of aggregate (A) and two different diameters (0-1 mm and 1-3.5 mm) of recycled tire particles (WTP) displaced with fine aggregate at certain rates were used. As a result of the preliminary experiments, the resin/aggregate ratio was taken as 20%, the steel fiber ratio was 0.8% by weight, the hardener ratio was 1.5%, and the accelerator ratio was 0.3%. The WTP/A ratio was determined as 0%, 2.5%, 5%, and 7.5%, and the tire steel fiber (TSF)/industrial fiber(IF) ratio was determined as 0%, 33%, 67%, and 100%. Ø100x200 mm cylindrical (102 samples) and 70x70x280 mm prismatic (34 samples) specimens were produced for 4 series and Control+16 groups. Unit weight on fresh concrete, axial compressive strength, three-point flexural and UPV tests on hardened concretes were carried out. The deflections of the beams were also measured in the three-point flexural test.
Findings: As the WTP/A ratio increased, the unit weights of the fresh concretes decreased, and the compressive and flexural strength and UPV values of the hardened concretes decreased in general. The highest compressive strength was found to be 83 MPa, and the highest flexural strength was found to be 18.4 MPa. A slight decrease was observed in the flexural strength in compression and bending with the increase in the TSF/IF ratio. The fracture pattern of polymer concretes containing WTP and TSF ductile.
Results: The use of recycled tire particles has reduced the strength of polymer concrete. The use of tire steel fiber and industrial steel fiber has increased the ductility of polymer concrete. Provided that low doses (2.5% for recycled tire particles, 33% for tire steel fiber) are selected, these two waste materials can be used simultaneously in steel fiber polymer concretes. These wastes can be used in the production of infrastructure or non-structural concrete elements. The results did not confirm the research hypothesis. 

Keywords: Polymer concrete, recycled tire particles, the tire steel fiber,  steel fiber, compressive strength, flexural strength