Çelik Lifli Betonlarda Agrega Tipinin Kırılma Enerjisine Etkisi

Öz

Beton, farklı özelliklerdeki malzemelerin birlikte kullanılmasıyla oluşturulan kompozit bir mühendislik malzemesidir. Bu kompoziti oluşturan her bileşenin fiziksel ve mekanik performans açısından önemli düzeyde etkileri bulunmaktadır. Betonun en önemli bileşenlerinden bir tanesi de agregalar olup agregaların birim ağırlığı, iç yapısı, mekanik özelikleri, yüzey formu vb. gibi birçok özelliği betonun fiziksel, mekanik, durabilite, radyoaktif etkilere karşı koyma yeteneği gibi mühendislik performanslarını doğrudan etkilemektedir. Bu çalışma kapsamında, farklı tipteki agregaların çelik lifli betonlarda taze ve sertleşmiş beton özelliklerine etkileri incelenmiştir. Bu doğrultuda, kırmataş agrega (KTA) ve doğal agrega (DOA) ile C35 dayanım sınıfında çelik lifli beton numuneler üretilmiştir. Üretilen betonların taze ve sertleşmiş beton özellikleri belirlendikten sonra agrega tipinin çelik lifli betonlarda kırılma enerjisine etkisini incelemek amacıyla çentikli kiriş numuneler üzerinde kırılma enerjisi deneyleri yapılmıştır. Sonuç olarak KTA ile üretilen betonların dolaylı çekme ve enerji yutma kapasitesi açısından DOA ile üretilen betonlara kıyasla daha iyi bir performans gösterdiği ve normal betonda bilinen bu durumun lifli betonlar için de geçerli olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Çelik lifli beton
• Farklı tip agrega
• Kırılma enerjisi
• Çentikli kiriş
• Sürdürülebilirlik

The Effect of Aggregate Type on Fracture Energy of Steel Fiber Reinforced Concretes

Öz

Concrete is a composite engineering material produced by using materials with different properties. Each component forming concrete has significant effects in terms of physical and mechanical performance. One of the most important components of concrete is aggregates. The unit weight, internal structure, mechanical properties, surface form, etc. of the aggregates directly affect the engineering performances of concrete such as physical, mechanical, durability and ability to resist radioactive effects. In this study, the effects of different types of aggregates on the properties of fresh and hardened concrete in steel fiber reinforced concretes were investigated. Accordingly, C35 strength class steel fiber concrete samples were produced by using crushed stone aggregate and natural aggregate. After determining the fresh and hardened concrete properties of the produced concrete, fracture energy tests were carried out on notched beam samples in order to examine the effect of aggregate reinforced concretes. As a result, it has been determined that concretes produced with crushed limestone aggregates have a better performance in terms of indirect tensile and energy absorption capacity compared to concretes produced with natural aggregates and this situation known in normal concrete is also valid for fiber reinfroced concretes.

Anahtar Kelimeler

• Fiber reinforced concrete
• Different types of aggregates
• Fracture energy
• Notched beam
• Sustainability

Kaynakça

1. 1. Taşdemir, M.A., Bayramov, F., Kocatürk, A.N., Yerlikaya, M., 2004. Betonun Performansa Göre Tasarımında Yeni Gelişmeler, Beton 2004 Kongresi Bildiriler, İstanbul.
2. 2. http://www.thbb.org/teknik-bilgiler/agrega/, Erişim Tarihi: 24.02.2021.
3. 3. Gencel, O., 2011. Physical and Mechanical Properties of Concrete Containing Hematite as Aggregates. Science and Engineering of Composite Materials, 18(3).
4. 4. Köksal, F., Şahin, Y., Beycioğlu, A., Gencel O., Brostow, W., 2012. Estimation of Fractur Energy of High-strength Steel Fibre-reinforce Concrete Using Rule-based Mamdani-type Fuzzy Inference System. Science and Engineering of Composite Materials, 19(4), 373-380.
5. 5. Güçlüer, K., Günaydın, O., Tekin, Ö.F., Şahan, M.F., 2017. Farklı Tipte Agrega Kullanımını Betonun Mekanik Özelliklerine EtkisininAraştırılması, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 6(1), 107-114.
6. 6. Erdoğan, T., 2003. Beton. METU Press ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş. Yayını, Ankara, 741.
7. 7. Wang, X., Nie, Z., Gong, J., Liang, Z., 2021. Random Generation of Convex Aggregates fo DEM Study of Particle Shape Effect, Construction and Building Materials, 268, 121468, ISSN 0950-0618.
8. 8. Mehta, P.K., Monteiro, J.M.P., 2006. Concrete, Microstructure-properties and Materials, M Graw Hill, (3rd ed.), 675.

9. 9. Baradan, B., Yazıcı, H., Aydın, S., 2012. Beton, Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları, No. 334, İzmir, 428.
10. 10. Dobiszewska, M.; Beycioğlu, A., 2020. Physical Properties and Microstructure of Concrete with Waste Basalt Powder Addition. Materials, 13, 3503.
11. 11. Zahn, F.A., Park, R., Priestly, M.J.N., 1989. Strength and Ductility of Square Reinforced Concrete Column Sections Subjected to Biaxial Bending”, Structural Journal, 86(2), 123-131.
12. 12. Noushini, A., Samali, B., Vessalas, K., 2015. Ductility and Damping Characteristics of PVAFR Beam Elements, Advances in Structural Engineering, United Kingdom, 18(11), 1763-1788.
13. 13. Chawla, K.K., 1998. Fibrous Materials, Cambridge University Pres, Cambridge, 293. https://doi.org/10.1017/CBO9780511525209.
14. 14. Betterman, L.R., Quyang C., Shah S.P., 1995. Fiber-Matrix Interaction in Microfiber- Reinforced Mortar, Adv. Cem. Bas., 2, 53-61.
15. 15. Martínez-Barrera, G., Vigueras-Santiago, E., Hernández-López, S., Brostow, W., Menchaca- Campos, C., 2005. Mechanical Improvement of Concrete by Irradiated Polypropylene Fibers.Polym. Eng. Sci., 45, 1426–1431.
16. 16. Demiralp, M., 2020. Çelik Lifli Betonlarda Agrega Tipinin Kırılma Enerjisine Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, Adana Alparslan Türkeş Bilim ve Teknoloji Üniversitesi, Adana.
17. 17. Sarı, M., 2013. Farklı Tipteki Liflerin Betonun Mekanik Davranışına Etkisi, Yüksek Lisans Tezi, İTÜ, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul, 94.
18. 18. Han, B., Yu, X., Ou, J., 2014. Self-sensing Concrete in Smart Structures, Butterworth- Heinemann, 1st Edition, 398.
19. 19. Kozak, M., 2013. Çelik Lifli Betonlar ve Kullanım Alanlarının Araştırılması, SDUTeknik Bilimler Dergisi, 3(5), 26-35.
20. 20. Reported by ACI Committee 544, 2002. Report on Fiber Reinforced Concrete.
21. 21. Dündar, B., Çınar, E., Peşin, S., 2020. Bazalt ve Karbon Lif Takviyeli Betonların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Araştırılması Gümüşhane Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 10(4), 1039-1048. doi:10.17714/gumusfenbil.700956.
22. 22. Bunnsell, A.R,. 1988. Fiber Reinforcement for Composite Materials, Vol: 2, (Series Editor: R. B. Pipes), Composite Material Series, Elsevier Science Publishers, Amsterdam, Netherlands,537.
23. 23. TS EN 1008, Beton Karma Suyu, Beton-Karma Suyu-Numune Alma, Deneyler ve Beton Endüstrisindeki İşlemlerden Geri Kazanılan Su Dâhil, Suyun, Beton Karma Suyu Olarak Uygunluğunun Tayini Kuralları, 2013.
24. 24. TS EN 12350-2, (Beton-Taze Beton Deneyleri- Bölüm 2): Çökme (Slamp) Deneyi.
25. 25. TS EN 12390-3, 2003. (Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Bölüm 3): Deney Numunelerinde Basınç Dayanımının Tayini, 2002.
26. 26. TS EN 12390-5, (Beton-Sertleşmiş Beton Deneyleri-Bölüm 5): Deney Numunelerinin Eğilme Dayanımının Tayini, 2002.
27. 27. TS EN 14651, Metal Lifli Beton- Deney Metodu- Eğilmede Çekme Dayanımının Tayini (Orantı Sınırı (Loc), Artık), 2008.
28. 28. RILEM TC 50-FMC, 1985. Committee of Fracture Mecanics of Concrete Determination of Fracture Energy of Mortar and concrete by Means of Three-Point Bend Test on Notched Beams, Materials and Structures, 18.