Kür Sıcaklığının Alkali Aktivasyonlu Lifli Betonunun Kırılma Özelliklerine Etkisi

Öz

Bu çalışma kapsamında, farklı sıcaklık aktivasyonunda (30°C, 60°C, 90°C ) dayanım kazanan alkali aktivasyonlu lifli betonların (AALB) kırılma özellikleri incelenmiştir. Bu amaçla 50x100x480 mm boyutlarında 10 mm çentik uzunluğuna sahip kiriş örnekler üretilmiştir. Eğilme etkisindeki kiriş örnekler üzerinden elde edilen Yük-CMOD grafiği altında kalan alanlar hesaplanarak kırılma enerjisi değerleri elde edilmiştir. Hesaplanan değerler üzerinden kırılma enerjisine sıcaklık kürünün etkisi basınç ve eğilme dayanımı değerleri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Sonuç olarak aktivasyon sıcaklığının artışı ile kırılma enerjisi değerlerinde önemli bir artış olduğu görülmüştür. Yüksek dayanımlı AALB’ler üzerinde gerçekleştirilen deneyler sonucunda en yüksek kırılma enerjisi değerine 90 °C sıcaklık kürü uygulanan örnekler ulaşmıştır. En yüksek basınç ve eğilme dayanımı sırasıyla 82 MPa ve 3,78 MPa olarak elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Alkali aktivasyonlu lifli beton
• Basınç ve Eğilme Dayanımı
• CMOD
• Kırılma enerjisi
• Sıcaklık

Effect of Curing Temperature on Fracture Properties of Alkali-Activated Fiber Concrete

Abstract

Within the scope of this study, the fracture properties of alkali-activated fiber concrete (AAFC) that gain strength at different temperature activation (30°C, 60°C, 90°C) were investigated. For this purpose, beam specimens with dimensions of 50x100x480 mm and a notch length of 10 mm were produced. The fracture energy values were obtained by calculating the areas under the Load-CMOD graph obtained from the beam specimens under the flexure effect. The effect of temperature curing on fracture energy over calculated values was investigated comparatively with compressive and flexural strength values. As a result, it was observed that there was a significant increase in the fracture energy values with the increase of the activation temperature. As a result of the experiments performed on high-strength AAFCs, the specimens that were cured at 90 °C reached the highest fracture energy value. The highest compressive and flexural strengths were obtained as 82 MPa and 3.78 MPa, respectively.

Keywords

• Alkali- activated concrete
• CMOD
• Compressive and Flexural Strength
• Fracture energy
• Temperature

Kaynakça

1. Aydın, S. and B. Baradan (2013). "The effect of fiber properties on high performance alkali-activated slag/silica fume mortars." Composites Part B: Engineering 45(1): 63-69.
2. Çelikten, S. and İ. İ. Atabey (2021). "Su içeriği ve ısıl kür süresinin atık bazalt tozu esaslı geopolimer harçların fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi." Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 10(1): 328-332.
3. Davidovits, J. J. J. C. S. T. (2017). "Geopolymers: Ceramic-like inorganic polymers." 8(3): 335-350.
4. Ding, Y., J.-G. Dai and C.-J. Shi (2016). "Mechanical properties of alkali-activated concrete: A state-of-the-art review." Construction and Building Materials 127: 68-79.
5. Gómez-Casero, M. A., L. Pérez-Villarejo, E. Castro and D. Eliche-Quesada (2021). "Effect of steel slag and curing temperature on the improvement in technological properties of biomass bottom ash based alkali-activated materials." Construction and Building Materials 302: 124205.
6. Huang, L., J.-C. Liu, R. Cai and H. Ye (2021). "Mechanical degradation of ultra-high strength alkali-activated concrete subjected to repeated loading and elevated temperatures." Cement and Concrete Composites 121: 104083.
7. Liu, Y., C. Shi, Z. Zhang, N. Li and D. Shi (2020). "Mechanical and fracture properties of ultra-high performance geopolymer concrete: Effects of steel fiber and silica fume." Cement and Concrete Composites 112: 103665.
8. Mahmut, O. and M. Emiroğlu (2016). "Elazığ Ferrokrom Cürufunun Alkali Aktive Edilmiş Harç Üretiminde Kullanım Potansiyelinin Araştırılması." Fırat Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 28(1): 23-34. Masi, G., A. Filipponi and M. C. Bignozzi (2021). "Fly ash-based one-part alkali activated mortars cured at room temperature: Effect of precursor pre-treatments." Open Ceramics 8: 100178.

9. Mehmet, K. (2020). "Yüksek ve Düşük Kalsiyum İçeren Uçucu Küller ile Üretilen Geopolimer Harçların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi." Türk Doğa ve Fen Dergisi 9(2): 96-104.
10. Pirmohammad, S., M. Abdi and M. R. Ayatollahi (2021). "Effect of support type on the fracture toughness and energy of asphalt concrete at different temperature conditions." Engineering Fracture Mechanics 254: 107921.
11. Serin, S., M. Emiroğlu and V. E. Gönül (2021). "Investigation of the fracture energy of hot mixtures asphalt incorporating metallic wastes via semi-circular bending test." Construction and Building Materials 300: 124006.
12. Thomas, R. J. and S. Peethamparan (2015). "Alkali-activated concrete: Engineering properties and stress–strain behavior." Construction and Building Materials 93: 49-56.
13. Turner, L. K. and F. G. Collins (2013). "Carbon dioxide equivalent (CO2-e) emissions: A comparison between geopolymer and OPC cement concrete." Construction and Building Materials 43: 125-130.
14. Yurt, Ü. (2015). Kriyojenik sıcaklık etkisindeki kendiliğinden yerleşen betonlarda kırılma mekaniği performansının belirlenmesi. Doktora, Düzce Üniversitesi.
15. Yurt, Ü., Dündar, B., and Çınar, E., "Jeopolimer Betonlarda Sülfürik Asit Etkisinin Araştırılması." Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi 8(2): 1548-1561.
16. Yu, R., P. Spiesz and H. J. H. Brouwers (2014). "Mix design and properties assessment of Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC)." Cement and Concrete Research 56: 29-39.
17. Yurt, Ü. (2020). "An experimental study on fracture energy of alkali activated slag composites incorporated different fibers." Journal of Building Engineering 32: 101519.
18. Yurt, Ü. (2020). "High performance cementless composites from alkali activated GGBFS." Construction and Building Materials 264: 120222.
19. Yurt, Ü. and M. Emiroğlu (2020). "Zeolit İkameli Geopolimer Betonlarda Kür Şartlarının Etkileri." Academic Platform-Journal of Engineering and Science 8(2): 396-402.
20. Zhang, B., P. He and C. S. Poon (2020). "Improving the high temperature mechanical properties of alkali activated cement (AAC) mortars using recycled glass as aggregates." Cement and Concrete Composites 112: 103654.