Lif Katkısının Beton Darbe Dayanımına Etkisi

Öz

Geçmişte gelişmiş savaş teknolojisinin olmayışı, cephenin gerisindeki tesisler ve yapıların güvende kalmasını sağlamaktaydı. Günümüzde ise ilerleyen savaş teknolojisi sonucu savaş anında cephedeki yapılar ile birlikte şehirlerdeki tesis ve yapılar da risk altında olmaktadır. Bu risklere karşı insan hayatını koruyan ve yaşamsal faaliyetlerin devamını sağlayan savunma yapıları inşa edilmektedir. Özellikle küresel olarak artan savaş riski savunma yapılarının önemini arttırmaktadır. Nükleer muhafazalar, köprüler, depolama yapıları ve askeri sığınaklar gibi stratejik ve önemli yapıların inşasında yaygın olarak kullanılan yapı malzemesi betondur. Betonun doğru bir şekilde tasarlanması ve imal edilmesi ile savunma ihtiyacı gereken yapılarda darbe, patlama ve dinamik etkilere karşı optimum fayda sağlanabilmektedir. Betonun darbe dayanımını agrega, su/ bağlayıcı oranı, minarel ve lif katkısı gibi beton bileşenleri etkilemektedir. Bu değişkenlerin etkileri sarkaç, ağırlık düşürme, bölünmüş Hopkinson basınç çubuğu ve sonlu elemanlar yöntemleri ile incelenmektedir. Bu çalışmada ise lif içeriği, türü ve incelik oranının beton darbe dayanımı üzerindeki etkisi araştırılmış ve değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Darbe dayanımı
• Lifli beton
• Lif türleri

Effect of Fiber Additive on Concrete Impact Strength

Abstract

In the past, the lack of advanced warfare technology kept the facilities and structures behind the front safe. Today, as a result of the advancing war technology, the buildings on the front line and in the city are at risk during war. Defense structures that protect human life and ensure the continuation of vital activities are built against these risks. Especially, the global war risk increases the importance of defense structures. Concrete is the commonly used building material in the construction of strategic and important structures such as nuclear enclosures, bridges, storage structures and military bunkers. With the correct design and manufacture of concrete, optimum benefit can be achieved against impact, explosion and dynamic effects in structures that require defense. Concrete components such as aggregate, water / binder ratio, mineral and fiber additives affect concrete's impact strength. The effects of these variables are examined using pendulum, weight drop, split Hopkinson pressure bar and finite element methods. In this study, the effect of fiber content, type and fineness ratio on concrete impact strength was investigated and evaluated.

Keywords

• Fiber Reinforcement Concrete
• Fiber Types
• impact Strength

Kaynakça

1. Sığınak Yönetmeliği (1988) 25.08.1988 tarih ve 19910 Sayılı Resmi Gazete.
2. 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.
3. Aliabdo, A. A., Abd_Elmoaty, A. M., & Hamdy, M. (2013). Effect Of İnternal Short Fibers, Steel Reinforcement, And Surface Layer On İmpact And Penetration Resistance Of Concrete. Alexandria Engineering Journal, 52(3), 407-417.
4. Anık, S., Metalik Malzemelerin Mekanik Deneyleri, Birsen Yayın Evi, İstanbul, 1999.
5. Arel, H. Ş. (2016). Effects of curing type, silica fume fineness, and fiber length on the mechanical properties and impact resistance of UHPFRC. Results in physics, 6, 664-674.
6. Arıcı, E., Dursun, R., & İnce, R. Betonun Çarpma Mukavemetinin Tesbiti.
7. Badr, A., Ashour, A. F., & Platten, A. K. (2006). Statistical variations in impact resistance of polypropylene fibre-reinforced concrete. International Journal of Impact Engineering, 32(11), 1907-1920.
8. Banthia, N., Yan, C., & Sakai, K. (1998). Impact Resistance Of Fiber Reinforced Concrete At Subnorma Temperatures. Cement And Concrete Composites, 20(5), 393-404.

9. Baradan, B. (2003). İnşaat Mühendisleri İçin Malzeme Bilgisi. İzmir De Ü. Müh. Fak. Yayın, (307), 394.
10. Edgington, J., Hannant, D. J. And Wıllıams, G. I. T., “Steel Fibre Reinforced Concrete”, Building Research Establishment Current Paper, Cp 69/74, July 1974. Ekinci, C. E. (2019). Savunma Ve Sığınma Yapılarında Kbrn Tehditlerine Karşı Betonların Zırhlanması. Engineering Sciences, 14(3), 119-153.
11. Erdoğan, T. Y., Beton, Odtü Geliştirme Vakfı Yayıncı Ik Ve İletişim A.Ş., Ankara, Mayıs 2003. 3. Esen, Y., “Poliakrilonitril Lif Takviyeli Betonların Mekaniksel Özelliklerinin Ve Kullanılabilirliğinin Araştı Ilması”, F.Ü. Fen Ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Vol. 15, Pp.47-54, Elazığ, 2003.
12. Fang, Q., & Zhang, J. (2013). Three-Dimensional Modelling Of Steel Fiber Reinforced Concrete Material Under İntense Dynamic Loading. Construction And Building Materials, 44, 118-132.
13. Feng, J., Sun, W., Wang, L., Chen, L., Xue, S., & Li, W. (2020). Terminal Ballistic And Static İmpactive Loading On Thick Concrete Target. Construction And Building Materials, 251, 118899.
14. Grzymski, F., Musiał, M., & Trapko, T. (2019). Mechanical properties of fibre reinforced concrete with recycled fibres. Construction and Building Materials, 198, 323-331.
15. Karslıoğlu, A , Onur, M . (2020). Uzayda Yerli Kaynaklar ile Yapı Malzemesi Üretimi . Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi , Ejosat Özel Sayı 2020 (ARACONF) , 216-223 . DOI: 10.31590/ejosat.araconf27
16. Kızılırmak, C., Aydın, S., & Yardımcı, M. Y. (2019). Çelik Lif Kanca Geometrisinin Yüksek Dayanımlı Lifli Betonların Statik Ve Darbe Yükleri Altında Eğilme Özelliklerine Etkisi. Journal Of The Faculty Of Engineering & Architecture Of Gazi University, 34(3).
17. Kocalmış, Z. (2014). İzod Metodunda Beton Numune Boyutunun Çarpma Dayanımına Etkisi/Effect Of İmpact Strength Of Concrete Sample Size İn İzod Method.
18. Lee, S., Kim, G., Kim, H., Son, M., Choe, G., Kobayashi, K., & Nam, J. (2021). Impact resistance, flexural and tensile properties of amorphous metallic fiber-reinforced cementitious composites according to fiber length. Construction and Building Materials, 271, 121872.
19. Mohammadi, Y., Carkon-Azad, R., Singh, S. P., & Kaushik, S. K. (2009). Impact resistance of steel fibrous concrete containing fibres of mixed aspect ratio. Construction and Building Materials, 23(1), 183-189.
20. Nili, M., & Afroughsabet, V. (2010). The effects of silica fume and polypropylene fibers on the impact resistance and mechanical properties of concrete. Construction and Building Materials, 24(6), 927-933.
21. Oltulu, M., & Altun, M. G. Betonun Darbe Dayanımının Tespitinde Ağırlık Düşürme Deney Yöntemi Ve Yapılan Çalışmalar. Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 8(1), 155-163.
22. Rajput, A., Iqbal, M. A., & Gupta, N. K. (2018). Ballistic Performances Of Concrete Targets Subjected To Long Projectile İmpact. Thin-Walled Structures, 126, 171-181.
23. Soufeiani, L., Raman, S. N., Jumaat, M. Z. B., Alengaram, U. J., Ghadyani, G., & Mendis, P. (2016). Influences Of The Volume Fraction And Shape Of Steel Fibers On Fiber-Reinforced Concrete Subjected To Dynamic Loading–A Review. Engineering Structures, 124, 405-417.
24. Xiao, J., Li, L., Shen, L., & Poon, C. S. (2015). Compressive Behaviour Of Recycled Aggregate Concrete Under İmpact Loading. Cement And Concrete Research, 71, 46-55.
25. Xu, Z., Hao, H., & Li, H. N. (2012). Dynamic tensile behaviour of fibre reinforced concrete with spiral fibres. Materials & Design, 42, 72-88.
26. Xu, Z., Hao, H., & Li, H. N. (2012). Experimental study of dynamic compressive properties of fibre reinforced concrete material with different fibres. Materials & Design, 33, 42-55.
27. Zhang, H., Wang, L., Bai, L., Addae, M., & Neupane, A. (2019). Research on the impact response and model of hybrid basalt-macro synthetic polypropylene fiber reinforced concrete. Construction and Building Materials, 204, 303-316.