Cam Lif Takviyeli Betonun Yangın Dayanımlarının Çeşitli Parametreler Açısından İrdelenmesi

Abstract

Cam lifi taze beton karışımına eklenerek betonun mekanik özellikleri iyileştirilmektedir. Literatürde cam lif takviyeli betonun (CTB) mekanik özelliklerinin tespitine yönelik çok sayıda araştırma yapılmıştır. Beton içine cam lifi eklenerek özellikle betonun eğilme ve çekme dayanımında hatırı sayılır artışlar meydana gelmekte, bu şekilde üretilmiş olan betonlar daha ince kesitli oldukları için de uygulamada tercih edilmektedirler. Betonun içine eklenen cam lifinin betonun yangın performansına olumsuz bir etki yapıp yapmadığına yönelik kapsamlı bir araştırma olmadığı için bu çalışmada dört farklı (30,60, 90 ve 120 dk) yangın sürelerine tabi tutulmuş cam lif takviyesiz beton ile CTB elemanlarının yangın sonrasındaki mekanik özelliklerindeki değişiklikler incelenmiştir. Deneysel çalışma kapsamında Ø15/30 cm silindir ve 4x4x16 cm prizmadan oluşan toplam 300 adet numune üretilmiştir. Numunelerde kullanılan 0,5,10,15 ve 20 kg/m³ oranlarındaki cam elyaf takviyeli betonların değişik sürelerde yangın sonrasındaki basınç ve üç farklı çekme (yarma, tek noktadan eğilme ve iki noktadan eğilme) dayanımı üzerindeki etkisi farklı sürelerde yangına maruz bırakılan CTB elemanları üzerinden test edilmiştir. Yangın geçirmemiş numunelerde cam lifi basınç dayanımına bir katkıda bulunmazken çekme dayanımında önemli oranlarda katkısı olmuştur. 30 dakikalık yangın sonrasında CTB numunelerin tek ve çift noktadan eğilme deneylerinden elde edilen çekme dayanımlarında yangın öncesine göre bir artış görülmüştür. Daha uzun süreli yangınlarda (60, 90 ve 120 dk) ise bu oranda bir artış meydana gelmemiştir.

Keywords

• Yangın,Beton,Cam Lif Takviyeli Beton,Mekanik Özellik

Evaluation of Fire Resistance of Glass Fibre Concrete in Terms of Various Parameters

Abstract

The mechanical properties of the concrete are improved by adding glass fiber to the fresh concrete mixture. Numerous studies have been carried out in the literature to determine the mechanical properties of glass fiber reinforced concrete (GRC). By adding glass fiber into the concrete, the bending and tensile strength of it increase considerable, and concretes produced in this way are preferred in practice to be thinner. Since there is no comprehensive investigation of the fire performance of the GRC used in practice, this study examined the changes in the mechanical properties of GRC elements subjected to four different (30, 60, 90 and 120 min) fire periods. In the scope of the experimental study, 300 samples including Ø15 / 30 cm cylinder and 4x4x16 cm prism were produced. The effect of glass fiber admixture of 0,5,10,15 and 20 kg / m³ on the compressive and different tensile strength of the concrete was tested on GRC elements exposed to fire for different periods of time. A significant contribution of glass fiber to the tensile strength for unburned samples has been observed, however glass fiber does not contribute to the compressive strength. After 30 minutes of fire, tensile strengths of single and double point bending tests of GRC samples increased. In the case of longer fires, there has not been an increase in this rate.  

Keywords

• Fire,Concrete,Glass Fiber Reinforced Concrete,Mechanical Property

References

1. Ali A.M., (2017), Cam Lif Takviyeli Betonun Yangın Dayanımlarının Çeşii Parametreler Açısından İrdelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya.
2. Anwar Hossain K.M., (2006), Macro-and microstructural investigations on strength and durability of pumice concrete at high temperature, Journal of materials in civil engineering, 18(4), 527-536.
3. Aran A., (1990), Elyaf takviyeli karma malzemeler, İstanbul Teknik Ünivesitesi, Yayını, İstanbul.
4. Arıoğlu E., Girgin C., Arıoğlu N., (2002), Betonda çekme/basınç dayanımı oranının irdelenmesi, Hazır Beton Dergisi, https://yapimerkezi.com.tr/PdfDosyalari/8a741b8b-77ea-4d73-9182-6ddddf893560-9e3a01ef-e165-4b8b-95c8-7cd39f3b10cc.pdf, [Erişim 18 Mart 2019].
5. Arslan, A., Ulucan, Z.Ç., (1997), Çelik liflerin erken yaştaki betonarme kirişlerin göçmesine etkisi, Teknik Dergi, 8(39), 1507-1515.
6. ASTM Designation: E8/E8M – 09, (2009), An American National Standard Standard Test Methods for Tension Testing of Metallic Materials, USA, https://www.coursehero.com/file/32514317/E8E8M1513pdf/, [Erişim 18 Mart 2019].
7. ASTM C 293, (1994), Standart Test Method for Flexural Strenght of Concrete(Using Simple Beam with Center-Point Loading), Annual Book of ASTM Standards, https://www.astm.org/Standards/C78, [Erişim 18 Mart 2019].
8. ASTM C496 / C496M - 17 (2011), Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens, https://www.astm.org/Standards/C496, [Erişim 18 Mart 2019].

9. ASTM C 78, (1994), Standart Test Method for Flexural Strenght of Concrete(Using Simple Beam with Third-Point Loading), Annual Book of ASTM Standards, https://www.astm.org/Standards/C78, [Erişim 18 Mart 2019].
10. Bölükbaş Y., (2011), Cam elyaf katkılı beton numunelerin mekanik davranışlarının incelenmesi ve yapay sinir ağları ile modellenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
11. Chen B., Liu J., (2004), Residual strength of hybrid-fiber-reinforced high-strength concrete after exposure to high temperatures. Cement and Concrete Research, 34(6), 1065-1069.
12. Cruz C.R., Gillen M., (1980), Thermal expansion of Portland cement paste, mortar and concrete at high temperatures, Fire and materials, 4(2), 66-70.
13. Çivici F., Eren İ., (2004), Çelik lifli betonun direkt çekme dayaniminin ölçülmesi üzerine deneysel bir çalişma, Türkiye mühendislik haberleri 434 - 2004/6, http://www.imo.org.tr/resimler/ekutuphane/pdf/134.pdf, [Erişim 18 Mart 2019].
14. Cülfik M.S., Özturan T., (2002), Effect of Elevated Temperatures on The Residual Mechanical Properties of High-performance Mortar, Cement Concrete Res.,32(5), 809–816.
15. EN 1363-1, (2012), Fire resistance tests, Part-1, https://shop.bsigroup.com/ProductDetail/?pid=000000000030251439, [Erişim 18 Mart 2019].
16. EN 1634-4, (2009), Fire resistance tests, Part-4, https://shop.bsigroup.com/ProductDetail/?pid=000000000030251439, [Erişim 18 Mart 2019].
17. Kalifa P., Chene G., Galle C., (2001), High-temperature Behaviour of HPC with Polypropylene Fibers from Spalling to Microstructure, Cem. Concr. Res., 31, 1487–1499.
18. Kavas T., Sabah E., (2001), Sepiyolitin lif takviyeli çimento üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması, 4. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 18-19 Ekim, İzmir, 194-199.
19. Keleştemur O., Arıcı E., Yıldız S., Gökçer B., (2014), Performance evaluation of cement mortars containing marble dust and glass fiber exposed to high temperature by using Taguchi method, Construction and Building Materials, 60, 17-24.
20. Kurt G., (2006), Lif içeriği ve su/çimento oranının fibrobetonun mekanik davranışına etkileri, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
21. ISO 834-11, (2014), Fire resistance tests, https://www.iso.org/standard/57595.html, [Erişim 18 Mart 2019].
22. Lau A., Anson M., (2006), Effect of high temperatures on high performance steel fibre reinforced concrete, Cement and Concrete Research, 36(9), 1698-1707.
23. Li M., Qian C., Sun W., (2004), Mechanical properties of high-strength concrete after fire, Cement and Concrete Research, 34(6), 1001-1005.
24. Peng G.F., Bian S.H., Guo Z.Q., Zhao J., Peng X.L., Jiang Y.C., (2008), Effect of thermal shock due to rapid cooling on residual mechanical properties of fiber concrete exposed to high temperatures. Construction and Building Materials, 22(5), 948-955.
25. Riad M., Genidi M., Shoeib A.E., Elnaby S.F.A., (2015), Effect of discrete glass fibers on the behavior of RC Beams exposed to fire. HBRC Journal, 13(2), 145-151.
26. Sakr K., El-Hakim E., (2005), Effect of High Temperature or Fire on Heavy Weight Concrete Properties, Cement Concrete Res., 35(3), 590– 596.
27. Şimşek O., Sancak E., (2005), Yüksek sıcaklığın silis dumanı ve süper akışkanlaştırıcı katkılı hafif betona etkileri, Gazi Üniv. Müh. Mim. Fak. Dergisi, 21(3), 443-450.
28. Tassew S., Lubell A., (2014), Mechanical properties of glass fiber reinforced ceramic concrete, Construction and Building Materials, 51, 215-224.
29. Topçu İ.B., Boğa A.R., (2004), Prefabrik Beton Direklerde Alkali-Silika Reaksiyonunun İncelenmesi, 11. Beton Prefabrikasyon Sempozyumu, İzmir.
30. TS 500, (2000), Betonarme yapıların yapım ve tasarım kuralları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
31. TS 802, (2009), Beton karışım tasarımı hesap esasları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
32. TS EN 1363-2, (2002), Yangına Dayanıklık Deneyleri-Bölüm 2: Alternatif ve ilave işlemler, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
33. TS EN 12390-3, (2003), Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 3: Deney numunelerinde basınç dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
34. TS EN 12390-5, (2002), Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 5: Deney numunelerinin eğilme dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
35. TS EN 12390-6, (2002), Beton - Sertleşmiş beton deneyleri - Bölüm 6: Deney numunelerinin yarmada çekme dayanımının tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
36. TS EN ISO/IEC17025, (2005), Deney ve kalibrasyon laboratuvarlarinin yeterliliği için genel şartlar, Türk Standardlari Enstitüsü, Ankara.
37. TS 3284, (1979), Betonun eğilmede çekme dayanımını tayini deneyi (üçte bir noktalarından yüklenmiş basit kiriş metodu ile), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
38. TS 3285, (1979), Betonun eğilmede çekme dayanımını tayini deneyi (orta noktasından yüklenmiş basit kiriş metodu ile), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
39. Uysal A., (2004), Yüksek sıcaklığın beton üzerindeki etkileri, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
40. Yaprak H., Şimşek O., Aydın Ö., (2004), Cam ve çelik liflerin bazı beton özelliklerine etkisi, Politeknik Dergisi, 7(4), 353-358.
41. Yıldız T., Yıldız S., Keleştemur O., Bölükbaşı O., (2011), Atık Mermer Tozu ve Cam Lif Katkılı Betonların Basınç Dayanımlarının Yapay Sinir Ağları İle Tahmini, e-Journal of New World Sciences Academy, 6(4), 1291-1302.