The Impact Effect on Steel Fiber Reinforced Concrete Beams with Different Steel Fiber Ratio

Year 2021, Volume: 5 Issue: 2, 212 - 217, 31.12.2021

M. Fatih Şahan , İsmail Ünsal

https://doi.org/10.46460/ijiea.986369

Cited By: 1

Abstract

In this study, the effect of steel fiber ratio on the flexural impact behavior of concrete beams was investigated. An instrumented drop weight system was used to determine the relationship between steel fiber ratio and impact behavior in flexure. In addition to the control mixture, steel fiber added concrete mixtures were produced in the ratios of 0.25% (19.5 kg / m³), 0.50% (39 kg / m³) and 0.75% (58.5 kg / m³) of the concrete volume for the study. Beams with the dimension of 100x100x500 mm were produced for the experiments. Pressure, flexural, and instrumented drop weight tests were performed on the beams. In addition, the width of the cracks formed in the middle of the beam because of the drop weight tests was measured. In the low-velocity impact tests performed using an instrumented drop weight system, it was observed that the steel fiber-reinforced concretes were more resistant to sudden fracture compared to the control sample. In addition, because of the low-velocity impact test, it was determined that as the amount of steel fiber increases, the crack widths decrease. As a result of the study, it has been observed that steel fiber has positive effects on the static and dynamic properties of concrete.

Keywords

Impact Behaviour, Instrumented Drop Weight Test, Steel Fiber Reinforced Concrete

Farklı Lif Oranına Sahip Çelik Lif Takviyeli Beton Kirişlerde Çarpma Etkisi

Abstract

Bu çalışmada çelik lif takviyeli beton kirişlerde lif oranının eğilmede çarpma davranışına etkisi araştırılmıştır. Çelik lif oranı ile eğilmede çarpma davranışı arasındaki ilişkinin belirlenmesi amacıyla aletli ağırlık düşürme sistemi kullanılmıştır. Çalışma için kontrol karışımının yanı sıra beton hacminin % 0.25 (19.5 kg/m³), % 0.50 (39 kg/m³) ve % 0.75 (58.5 kg/m³) oranlarında çelik lif takviyeli beton karışımları üretilmiştir. Deneyler için 100x100x500 mm boyutlarında kirişler üretilmiştir. Kirişler üzerinde basınç, eğilme ve aletli ağırlık düşürme deneyleri yapılmıştır. Ayrıca ağırlık düşürme deneyleri sonucunda kiriş ortasında meydana gelen çatlak genişliği ölçümü yapılmıştır. Aletli düşen ağırlık sistemi kullanılarak yapılan düşük hızlı darbe deneylerde ise çelik lif takviyeli betonların kontrol numunesine kıyasla ani kırılmaya karşı daha dirençli olduğu görülmüştür. Ayrıca çelik lif miktarının artması ile düşük hızlı darbe deneyi sonucunda kirişlerde oluşan çatlak genişliklerinin azaldığı tespit edilmiştir. Yapılan çalışma sonucunda çelik lifin betonun statik ve dinamik özelliklerine olumlu etkilerinin olduğu görülmüştür.

Keywords

Aletli Ağırlık Düşürme Deneyi, Çelik Lifli Beton, Darbe Davranışı

References

• Yoo, D-Y., & N. Banthia. (2019). Impact resistance of fiber-reinforced concrete – A Review. Cement and Concrete Composites, 104, 103389.
• Song, P.S., & Hwang, S. (2004). Mechanical properties of high-strength steel fiber-reinforced concrete. Construction and Building Materials, 18(9), 669-673.
• Korkut, F., Türkmenoğlu, Z. F., Taymuş, R. B., & Güler, S. (2017). Çelik ve sentetik liflerin kendiliğinden yerleşen betonların taze ve mekanik özellikleri üzerine etkisi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 6(2), 560-570.
• Nataraja, M.C. Dhang, N., & Gupta, A.P. (1999). Stress-strain curves for steel-fiber reinforced concrete under compression. Cement & Concrete Composites, 21 (5-6), 383-390.
• Yoo, D-Y., Gohil, U., Gries, T., & Yoon, Y.S. (2015). Comparative low-velocity impact response of textile-reinforced concrete and steel-fiber-reinforced concrete beams. Journal of Composite Materials, 50(17), 2421-2431
• Abid, S.R., Abdul-Hussein, M.L., Ayoob, N.S., Ali, S.H., & Kadhum, A.L. (2020). Repeated drop-weight impact tests on self-compacting concrete reinforced with micro-steel fiber. Heliyon, 6(1) e03198.
• TS EN 12390-1. (2014). Beton – sertleşmiş beton deneyleri – Bölüm 1: Deney numunesi ve kalıplarının şekil, boyut ve diğer özellikleri. Ankara, Türkiye.
• Sayer, M. (2009). Hibrit kompozitlerin darbe davranışlarının incelenmesi. Doktora Tezi, Pamukkale Üniversitesi, Denizli.
• ACI 544.2R, 2009. Measurement of properties of fiber reinforced concrete, Usa.
• TS EN 12390-5. (2010). Beton – sertleşmiş beton deneyleri – bölüm 5: deney numunelerinde eğilmede çekme dayanımının tayini. Ankara, Türkiye.
• Banthia, N., & Trottier, J.F. (1995). Concrete reinforced with deformed steel fibres, Part II: Toughness characterization. ACI Mater. J., 92(2), 146-54.
• Suaris, W., & Shah, S.P. (1982). Strain-rate effects in fibre-reinforced concrete subjected to impact and impulsive loading. Compos 13 (2), 153–159.