A Novel Approach to Determine Dispersion and Orientation of Steel Fiber Reinforced Concretes

Öz

Concrete is a brittle material with high compressive strength and low tensile strength. The usage of fiber materials in concretes increases flexural strength, tensile strength, impact strength, fatigue resistance and the resistance against fire and abrasion. In addition to this, it delays the crack formation, prevents crack propagation and increases the energy absorption capacity of the concrete. Even a small amount of fibrous material added into the concrete changes engineering characteristics of the concrete significantly. In the performance of the fibrous concrete, distribution and orientation of fibers inside the concrete is significantly effective. Fibers are added into the concrete when they are still wet and distributed randomly with the help of a mixer. It is impossible to determine if this distribution is homogeneous or not and how the fibers are distributed via eyes after the concrete is hardened. Therefore, it cannot be sure if the concrete can give the desired performance. In this study, it is aimed to have information about the distribution and orientation of fibers placed in fiber reinforced concretes without damaging the structure based on microwave techniques. In this way, evaluation about whether the produced fiber reinforced concretes will serve the designed purpose without damaging the structures.

Anahtar Kelimeler

• Steel fiber,Fiber orientation,Fiber dispersion,Electromagnetic concrete sensors,Fiber reinforced concretes

Çelik Lif ile Güçlendirilmiş Betonlarda Lif Yönünü ve Dağılımını Belirlemede Yeni Bir Yaklaşım

Öz

Beton, basınç dayanımı yüksek, çekme dayanımı düşük, gevrek bir malzemedir. Beton içerisinde lifli malzemelerin kullanılması betonun eğilme dayanımını, çekme dayanımını, darbe dayanımını, yorulma direncini, yangın ve aşınmaya karşı direncini arttırır. Bunun yanında çatlak oluşumunu geciktirir, çatlak ilerlemesini önler ve betonun enerji yutma kapasitesini arttırır. Beton içerisine ilave edilen az miktarda lifli malzeme dahi betonun mühendislik karakteristiğini önemli ölçüde değiştirir. Lifli betonun performansında, beton içerisindeki liflerin dağılımı ve liflerin yönü önemli ölçüde etkilidir. Lifler beton içerisine beton yaş iken ilave edilir ve mikser tarafından rastgele dağıtılır. Bu dağılmanın homojen olup olmadığı ve ne şekilde dağıldığı beton prizini aldıktan sonra göz ile tespit edilmesi olanaksızdır. Bu nedenle, betonun istenilen performansı verebileceğinden emin olunamamaktadır. Bu çalışma kapsamında mikrodalga tekniklerine dayanılarak hasarsız bir şekilde lifli beton içerisindeki liflerin dağılımı ve yönelimi hakkında bilgi sahibi olmak amaçlanmıştır. Bu şekilde üretilen lifli betonların tasarlanan amaca hizmet edip etmeyeceği hakkında yapılara zarar vermeden yorum yapılabilecektir.

Anahtar Kelimeler

• Çelik lif,Lif yönelimi,Lif dağılımı,Elektromanyetik beton sensörler,Fiber takviyeli betonlar

Kaynakça

1. 1. Beglarigale, A., Yazıcı, H., 2015. Pull-out Behavior of Steel Fiber Embedded in Flowable RPC and Ordinary Mortar, Construction and Building Materials, vol. 75, pp. 255–265.
2. 2. Octávio, C., Dias-da-Costa, D., Alfaiate, J., Júlio, E., 2016. Modelling the behaviour of Steel Fibre Reinforced Concrete using a Discrete Strong Discontinuity Approach, Engineering Fracture Mechanics, vol. 154, pp. 12–23.
3. 3. Barnett, S.J., Lataste, J.F., Parry, T., Millard, S., G., Soutsos, M.N., 2010. Assessment ofFibre Orientation in Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete and its Effect on Flexural Strength, Materials and Structures, vol. 43(7), pp. 1009–1023.
4. 4. Kang, S.T., Lee, B.Y., Kim, J.K., Kim, Y.Y., 2011. The Effect of Fibre Distribution Characteristics on the Flexural Strength of Steel Fibre-reinforced Ultra High Strength Concrete, Construction and Building Materials, vol. 25(5), pp. 2450–2457.
5. 5. Luukkonen, O., Maslovski, S.I., Tretyakov, S.A., 2011. A Stepwise Nicolson-Ross-Weir-Based Material Parameter Extraction Method, IEEE Antennas and Wireless Propagation Letters, vol. 10, pp. 1295–1298.