The effect of length/diameter ratio change of cylinder concrete specimens on compressive strength

Abstract

In this study, the effect of the change in length/diameter ratio on the compressive strength in cylindrical specimens was investigated. For this purpose, specimens with a water / binder ratio of 0.62 were produced using CEM I 42.5 R cement. Core samples of 50, 75, 100, 125 and 150 mm diameters were taken from the produced concretes by using the core drilling machine. The core samples taken were cut with a stone cutting machine in the laboratory environment and samples with the length / diameter ratio of 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0 were obtained for each diameter. Compressive strength test was carried out on the samples obtained. According to the results, with the increase in the length / diameter ratio, generally the compressive strength of the samples decreased. In addition, it has been determined that there is a linear relationship of up to R2=0.88 between length / diameter ratio and compressive strength.

Keywords

• Concrete
• Compressive strength
• Length/diameter ratio

Silindirik beton numunelerde boy/çap oranı değişiminin basınç dayanımına etkisi

Öz

Bu çalışmada silindirik numunelerde boy/çap oranı değişiminin basınç dayanım üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla CEM I 42.5 R çimento kullanılarak su/bağlayıcı oranı 0.62 olan beton elemanlar üretilmiştir. Üretilen betonlardan karot makinası kullanılarak 50, 75, 100, 125 ve 150 mm çaplarında karot numuneleri alınmıştır. Alınan karot numuneleri laboratuvar ortamında taş kesme makinası ile kesilerek her bir çap için boy/çap oranı 0.5, 1.0, 1.5 ve 2.0 olan numuneler elde edilmiştir. Elde edilen numuneler üzerinde basınç dayanımı deneyi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre boy/çap oranını artışı ile genel olarak numunelerin basınç dayanımlarında azalmalar görülmüştür. Ayrıca boy/çap oranı ve basınç dayanımı arasında R2=0.88’e varan oranlarda doğrusal bir ilişki olduğu belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Beton
• Basınç dayanımı
• Boy/çap oranı

Kaynakça

1. T. Erdoğan, Beton, 5th ed. Ankara, Turkey: Odtü Yayıncılık, 2015.
2. B. Baradan, H. Yazıcı ve S.Aydın, Beton, 2nd ed. İzmir, Türkiye: Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları, 2015.
3. O. Şimşek, Beton ve Beton Teknolojisi, 5th ed. Ankara, Türkiye: Seçkin Yayıncılık, 2016.
4. TS 13515, Complementary Turkish Standard for the implementation of TS EN 206. Ankara, Turkey: TSE, 2019.
5. Z. Algın, K. Mermerdaş ve M. S. Zeynepli, Silindirle sıkıştırılmış betonda makro sentetik elyaf kullanımının optimum su içeriğine ve betonun dayanım özelliklerine etkisi, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilim. Derg., 8(2),.992–1004,2019. https://doi.org/ %2010.28948/ngumuh.534055.
6. C. Demirel ve A. Gökdemir, Çeper etkisi oluşmayan farklı biçim ve boyuttaki beton numunelerin basınç dayanımlarının deneysel karşılaştırılması, SDU Int. Technol. Sci., 6(3), 29–48, 2014.
7. F. Özcan, Niğde bölgesinde üretilen hazır betonların elastisite modüllerinin belirlenmesi, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilim. Derg., 7(1), 260–265, 2018. https://doi.org/ 10.28948/ngumuh.386696
8. K. Güçlüer, O. Günaydın, Ö. F. Tekin ve M. F. Şahan, Farklı tipte agrega kullanımının betonun mekanik özeliklerine etkisinin araştırılması, Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilim. Derg., 6(1), 107–114, 2017.

9. İ. İ. Atabey, S. Çelikten ve Ü. Yurt, Farklı mineral katkılı yüksek dayanımlı betonlarda metagabro agregalarının kullanılabilirliğinin araştırılması, Acad. Platf. J. Eng. Sci., 8(3), 514–522, 2020. https://doi.org/10.21541/apjes.708245.
10. Z. P. Bažant, Size effect in blunt fracture: concrete, rock, metal, J. Eng. Mech., 1984. https://doi.org/10.1061/(asce)07339399(1984)110:4(518).
11. M. S. Chin, M. A. Mansur, and T. H. Wee, Effects of shape, size, and casting direction of specimens on stress-strain curves of high-strength concrete, ACI Mater. J., 1997. https://doi.org/10.14359/301.
12. J. R. del Viso, J. R. Carmona, and G. Ruiz, Shape and size effects on the compressive strength of high-strength concrete, Cem. Concr. Res., 2008. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.09.020.
13. A. Malaikah, Effect of Specimen Size and Shape on the Compressive Strength of High Strength Concrete, Pertanika J. Sci. Technol., 2005. https:// doi.org/10.1051/matecconf/20141002003.
14. Y. Che, S. Ban, J. Cui, G. Chen, and Y. Song, Effect of specimen shape and size on compressive strength of concrete, Adv. Mater. Res., 2011. https://doi.org/ 10.1028/www.scientific.net/AMR.163-167.1375.
15. M. Saridemir, Effect of specimen size and shape on compressive strength of concrete containing fly ash: Application of genetic programming for design, Mater. Des., 2014. https://doi.org/10.1016/j.matdes.2013. 10.073.
16. I. M. Nikbin, M. Dehestani, M. H. A. Beygi, and M. Rezvani, Effects of cube size and placement direction on compressive strength of self-consolidating concrete, Constr. Build. Mater., 2014. https://doi.org/ 10.1016/j.conbuildmat.2014.02.008.
17. M. R. Wisnom, Size effects in composites, in Comprehensive Composite Materials II, 2017.
18. S. T. Yi, E. I. Yang, and J. C. Choi, Effect of specimen sizes, specimen shapes, and placement directions on compressive strength of concrete, Nucl. Eng. Des., 2006. https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2005. 08.004.
19. H. Sert, Beton Karot Dayanımları ile Standart Silindir Dayanımları Arasındaki İlişkinin Karot Çapına Bağlı Olarak Belirlenmesi, Erciyes Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2011.
20. M. Tokyay and M. Özdemir, Specimen shape and size effect on the compressive strength of higher strength concrete, Cem. Concr. Res., 1997. https://doi.org/ 10.1016/S00088846(97)00104-X.
21. TS EN 933-1, Tests for geometrical properties of aggregates - Part 1: Determination of particle size distribution - Sieving method. Ankara, Turkey: TSE, 2012.
22. TS 802, Design of concrete mixes. Ankara, Turkey, 2016.
23. TS 1247, Concrete mixing, casting and maintenance rules (under normal weather conditions). Ankara, Turkey, 2018.
24. TS EN 12504-1, Testing concrete in structures - Part 1: Cored specimens - Taking, examining and testing in compression. Ankara, Turkey, 2019.
25. TS EN 12390-3, Testing hardened concrete - Part 3: Compressive strength of test specimens. Ankara, Turkey, 2019.
26. A. J. Hamad, Size and shape effect of specimen on the compressive strength of HPLWFC reinforced with glass fibres, J. King Saud Univ. - Eng. Sci., 2017. https://doi.org/doi:10.1016/j.jksues.2015.09.003.
27. ASTM, C42/C42M -03 Standard Method of Test for Obtaining and Testing Drilled Cores and Sawed Beams of Concrete. 2004.