Effect of Fiber Type on the Load-Displacement and Freeze-Thaw Behaviors of Concretes

Öz

In this study, effect of different fiber types on the compressive and flexural strength and freeze-thaw resistance of fiber reinforced concretes were investigated. Different mix proportions were prepared with constant water-binder ratio of 0,35 and binder content of 500 kg/m3. In all mixtures, 40% of binder was replaced with FA. Adding 1% of steel, polypropylene (PP) and polyvinyl alcohol (PVA) fibers, fiber reinforced concretes were produced. Compressive and bending tests were performed using MTS machine so load-displacement graphs are obtained. Furthermore, produced prism specimens were exposed to 300 freezing-thawing cycles. Mass loss and reduction in mechanical properties of prisms were measured at each 30 cycles up to 300 cycles. Test results showed that steel fiber reinforced concretes had the relatively higher flexural strength and freeze-thaw resistance than the PP and PVA fiber reinforced concretes.

Anahtar Kelimeler

• Fiber reinforced concretes,Load-displacement,Freeze-thaw

Lif Türünün Betonların Yük-Deplasman Davranışı ve Donma-Çözülme Direncine Etkisi

Öz

Bu çalışmada, farklı lif türlerinin lifli betonların, basınç, eğilme ve donma-çözülme dirençlerine etkisi araştırılmıştır. Su/bağlayıcı oranı 0,35, bağlayıcı miktarı 500 kg/m3 olan karışımlar hazırlanmıştır. Tüm karışımlarda, bağlayıcının ağırlıkça %40’ı uçucu küldür. Karışımlardan ilki lif ilavesiz; diğerlerine ise %1 oranında çelik, polipropilen (PP) ve polivinil alkol (PVA) lifler katılarak, lif donatılı betonlar elde edilmiştir. Üretilen beton numuneleri üzerinde basınç ve eğilme dayanımı deneyleri yapılmıştır. Eğilme dayanımı deneyi MTS cihazında gerçekleştirilerek yük-deplasman eğrileri elde edilmiştir. Ayrıca, üretilmiş olan prizma numuneler tekrarlı donma-çözülme çevrimlerine maruz bırakılarak, her 30 çevrim sonrasında ağırlık kaybı ve toplamda 300 çevrim sonucunda, numunelerde meydana gelen ağırlık ve dayanım kayıplar belirlenmiştir. Çalışma sonucunda, çelik lifle üretilen betonların PP ve PVA lif kullanılarak üretilen betonlara oranla daha yüksek eğilme ve donma çözülme direncine sahip oldukları görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Lif donatılı beton,Yük-deplasman,Donma-çözülme,Eğilme dayanımı

Kaynakça

1. 1. Wafa, F.F., Asbour S.A., 1992. Mechanical Properties of High Strength Fibre Reinforced Concretes, ACI Materials J, 89(5):449-55.
2. 2. Unal, B., Köksal, F., Eyyubov, C., 2003. Polipropilen ve Çelik Liflerin Betonun Donma-Çözülme ve Aşınma Direncine Ortak Etkisi, 5. Ulusal Beton Kongresi, İstanbul, s. 345-54.
3. 3. Çağatay, I.H,. Dinçer, R., 2011. Modeling of Concrete Containing Steel Fibers: Toughness and Mechanical Properties, Computers and Concrete, 8(3):357-369.
4. 4. Krenchel, H., Shah S.P., 1987. Restrained Shrinkage Tests with Polypropylene Fibre Reinforced Concrete and Application, ACI (SP-105):141-158.
5. 5. Grzybowski, M., Shah S.P., 1990. Shrinkage Cracking of Fibre Reinforced Concrete, ACI Materials J, 87(2):38-48.
6. 6. Kırca, Ö., Şahin, M., 2003. Polipropilen Lif Kullanımının Beyaz Beton Dayanıklılığına Etkisi, 5. Ulusal Beton Kongresi, İstanbul, s. 375-382.
7. 7. Morgan, D.R., Mcaskill, N., Carette, G.G., Malhotra, V. M., 1992. Evaluation of Polypropylene Fiber Reinforced High-Volume Fly Ash Shotcrete, ACI Materials Journal, 89:169–77.
8. 8. Karahan, O., Atiş, C.D., 2011. The Durability Properties of Polypropylene Fiber Reinforced Fly Ash Concrete, Materials and Design, 32:1044–49.

9. 9. Mu, R., Changwen, M., Xin, L., Wei, S., 2002. Interaction Between Loading, Freeze-Thaw Cycles and Chloride Salt Attack of Concrete with and Without Steel Fiber Reinforcement, Cement and Concrete Research, 32:1061–6.
10. 10. Ozbay, E., Cassagnebere, F., Lachemi, M., 2010. Effects of Fiber Types on the Fresh and Rheological Properties of Self-Compacting Concretes, Proceedings of SCC2010 Conference, Montreal, Canada, pp. 435-44.
11. 11. ASTM C666-97, 1997. Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing, Annual Book of ASTM Standards, vol. 04.02. West Conshohocken, PA.
12. 12. Yıldırım, H., Tezel, O., Sengul, O., Guner, P,. 2010. Influence of Different Fiber Types on the Properties of Self-Compacting Concretes, Proceedings SCC2010 Conference, Montreal, Canada, s. 1333-40.