Çelik lif kanca geometrisinin yüksek dayanımlı lifli betonların statik ve darbe yükleri altında eğilme özelliklerine etkisi

Year 2019, Volume: 34 Issue: 3, 1609 - 1628, 29.05.2019

Cengiz Kızılırmak Serdar Aydın Mert Yücel Yardımcı

https://doi.org/10.17341/gazimmfd.570893

Cited By: 2

Abstract

Darbe yükleri altında en iyi performans, narinlik
oranı 80 olan 4D ve narinlik oranı 65 olan 5D lifli yüksek dayanımlı
betonlardan elde edilmiştir.Son
yıllarda lif üreticileri yeni nesil yüksek dayanımlı ve çok kancalı liflerin
(4D ve 5D) üretimine yönelmiştir. Bu liflerin statik yükler altında beton
özelliklerine etkileri hakkındaki çalışmalar henüz oldukça kısıtlı düzeyde
olup, darbe yükleri altındaki performansı konusunda ise yayınlanmış bir çalışma
yoktur. Bu çalışmada, çok kancalı yeni nesil liflerin dozaj ve narinlik
(boy/çap) oranının yüksek dayanımlı betonun statik ve darbe eğilme yükleri
altında dayanım ve kırılma enerjisi gibi özelliklerine etkileri geleneksel 3D
lifler ile karşılaştırılmıştır. Çelik lifli yüksek dayanımlı betonların eğilme
dayanımı ve kırılma enerjisinin, lif hacmi ve yeterince yüksek çekme dayanımına
sahip liflerde kanca sayısındaki artışla geliştiği görülmüştür. Narinlik oranı
65 olan 5D lifler eğilme dayanımı ve kırılma enerjisini 3D liflere göre önemli
oranda arttırırken, 4D lifler dayanımının yeteri kadar yüksek olmaması
sebebiyle bu özelliklerde kayda değer bir gelişme sağlamamıştır. 4D liflerin
yüksek dayanımlı betonların mekanik özelliklerine etkisinin yüksek narinlik
oranlarında daha belirgin olduğu görülmüştür. 3D liflerde narinlik oranındaki
artış kırılma enerjisini olumsuz etkilemiştir. Darbe yükleri altında eğilme
dayanımı statik yüklemeye kıyasla 1,4 ile 2,6 kat, kırılma enerjisi ise 1,2 ile
3,0 kat daha yüksektir.

Keywords

Çelik lifli beton, darbe dayanımı, çelik lif, kanca geometrisi, kırılma enerjisi

References

• 1. Nataraja M.C., Dhang N., Gupta A.P., Statistical variations in impact resistance of steel fibre-reinforced concrete subjected to drop weight test, Cem. Concr. Res., 29, 989-995, 1999.
• 2. Su Y., Li J., Wu C., Wu P., Tao M., Li X., Mesoscale study of steel fibre-reinforced ultra-high performance concrete under static and dynamic loads, Mater. Des., 116, 340-351, 2017.
• 3. Banthia N., Mindess S., Bentur A., Pigeon M., Impact testing of concrete using a drop-weight impact machine, Exp. Mech., 29 (1), 63-69, 1989.
• 4. Malvar L.J., Ross C.A., Review of strain rate effects for concrete in tension., ACI Mater. J., 95 (6), 735-739, 1998.
• 5. Cusatis G., Strain-rate effects on concrete behavior, Int. J. Impact Eng., 38 (4), 162-170, 2011.
• 6. Yazıcı Ş., İnan G., Tabak V., Effect of aspect ratio and volume fraction of steel fiber on the mechanical properties of SFRC, Constr. Build. Mater., 21 (6), 1250-1253, 2007.
• 7. Aydın S., Effects of fiber strength on fracture characteristics of normal and high strength concrete, Periodica Polytechnica Civil Engineering, 57 (2), 191-200, 2013.
• 8. Yardımcı M.Y., Çelik lifli kendiliğinden yerleşen betonların reolojik, mekanik, kırılma parametrelerinin araştırılması ve optimum tasarımı, Doktora Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, 2007.
• 9. Bayramov F., Tasdemir C., Tasdemir M.A., Optimisation of steel fibre reinforced concretes by means of statistical response surface method, Cem. Concr. Compos., 26 (6), 665-675, 2004.
• 10. Eren Ö., Çelik T., Effect of silica fume and steel fibers on some properties of high-strength concrete, Constr. Build. Mater., 11, 372-382, 1997.
• 11. Pajak M., Ponikiewsky T., Flexural behavior of self-compacting concrete reinforced with different types of steel fibers, Constr. Build. Mater., 47, 397-408, 2013.
• 12. Wu Z., Shi C., He W., Wu L., Effects of steel fiber content and shape on mechanical properties of ultra high performance concrete, Constr. Build. Mater., 103, 8-14, 2016.
• 13. Zhao G., Prisco M., Vandewalle L., Experimental investigation on uniaxial tensile creep behavior of cracked steel fiber reinforced concrete, Mater. Struct., 48, 3173-3185, 2015.
• 14. Banthia N., Trottier J.F., Concrete reinforced with deformed steel fibers, Part I: bond-slip mechanisms, ACI Mater. J., 435-446, 1994.
• 15. Abu-Lebdeh T., Hamoush S., Heard W., Effect of matrix strength on pullout behavior of steel fiber reinforced very-high strength concrete composites, Constr. Build. Mater., 25 (1), 39-46, 2011.
• 16. Robins P., Austin S., Jones P., Pull-out behavior of hooked steel fibres, Mater. Struct., 35, 434-442, 2002.
• 17. Simoes T., Octavio C., Valença J., Costa H., Dias-da-Costa D., Julio E., Influence of concrete strength and steel fibre geometry on the fibre/matrix interface, Composites Part B, 122, 156-164, 2017.
• 18. Bentur A, Mindess S., Fibre reinforced cementitious composites, Second Edition, Taylor&Francis, USA and Canada, 2007.
• 19. Beglarigale A., Yazıcı H., Pull-out behavior of steel fiber embedded in flowable RPC and ordinary mortar, Constr. Build. Mater., 75, 255-265, 2015.
• 20. Kızılırmak C., Statik ve darbe yükleri altında lifli betonların mekanik özelliklerinin incelenmesi, Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, 2017.