Isıl İşlem Görmüş Lifli Betonlarda Gerilme Şekil Değiştirme İlişkileri

Isıl İşlem Görmüş Lifli Betonlarda Gerilme Şekil Değiştirme
İlişkileri
Osman Ünal
Mehmet Uyan
Yrd.Doç.Dr.AKÜ Teknik Eğitim Fakültesi
Yapı Eğitimi Bölümü
AFYONKARAHİSAR
(272)2281311/345
[email protected]
Prof.Dr. İ.T.Ü. İnşaat Fakültesi
Yapı Malzemesi A.B.D
İSTANBUL
Tayfun Uygunoğlu
Öğr.Gör. AKÜ Teknik Eğitim Fakültesi
Yapı Eğitimi Bölümü
[email protected]
Öz
Bu çalışmada beton karışımı içerisine belirlenen oranlarda lif katılarak üretilen lifli
betonların gerilme şekil değiştirme ilişkileri araştırılmıştır. Çelik lifler hacımca %0, %5,
%8 ile %11 oranlarında karışımlara katılarak Üretilen numunelerde çimento dozajı ve
optimum su miktarı sabit tutulmuştur. Üretilen numunelere 20,65 ve 80°C sıcaklık
ortamında çevrim uygulandıktan sonra normal laboratuar ortamında kür uygulanmıştır.
Her seriden silindir şeklindeki numuneler üzerinde sertleşmiş beton deneyleri yapılarak
betonların gerilme şekil değiştirme eğrileri çizilmiştir. Eğriler üzerinden elastisite
modulu, maksimum dayanımlar, poisson oranları süreksizlik sınırları ve kırılma şekil
değiştirme işi hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçların değerlendirilmesinden karışım
içerisine %5 ile %8 oranında lif katılarak üretilen betonların daha iyi sonuçlar verdiği
görülmüştür. Bu açıdan özellikle eğilme etkisinde kalan elamanlarda çatlak oluşumunu
geciktireceği için karışımlarda çelik lif kullanılması dayanıma olumlu yönde etki
yapabileceği söylenebilir.
Anahtar sözcükler: Lifli Beton, Basınç Dayanımı, Şekil Değiştirme, Isıl İşlem,
Elastisite Modülü.
Giriş
Beton özelliklerini olumlu yönde değiştirilerek iyileştirmek amacıyla taze beton
içerisine çeşitli yöntemlerle değişik miktarlarda katılan, belirli boy/çap (narinlik oranı)
oranına sahip olan metalik, polimerik, mineral veya tabii yapıdaki malzemelere lif
(fiber) denilir. Lifler çelik, plastik, cam gibi değişik malzemelerden farklı tip ve
boyutlarda üretilmektedir .
ACI Committee 544 (Anon..1997)’e göre lifli beton;Çimento, agrega ve çoğunlukla
süreksiz dağılı liflerin su ile karıştırılmasıyla meydana gelen beton olarak
tanımlanmaktadır. Çelik lif katkılı betonlar son yıllarda karayollarında, tünel
109
kaplamalarında, beton büz borularda ve betonarme çerçevelerinde, beton dayanımına
olan olumlu etkileri ve enerji yutma kapasitelerinin fazla olması nedeniyle pek çok
uygulama alanına sahiptir(Topçu ve Boğa,2004).
Lifli betonlarda, bütün lif çeşitlerinde sağlanması gereken en önemli özellik liflerin
beton içerisinde homojen olarak dağılması ve bu dağılımın beton karıştırıldıktan sonra
da bozulmamasıdır. Üniform bir şekilde dağılan lifler, beton içerisinde oluşan çatlakları
önlemekte ve çatlakların beton içerisinde ilerlemesini yavaşlatarak betonu daha
dayanıklı hale getirmekte ve uygulanan maksimum yükten sonrada artan
deformasyonlar sonucunda yükün azalma hızı, normal betona göre çok daha
yavaşlamaktadır(Ünal ve diğ.,2006;Altun ve ark.,2004;Song and Hwang,2004).
Liflerin en büyük etkisi, çatlakların ilk oluşum anında, çatlak sonlarındaki gerilmeleri
kendi üstlerine ve sağlam alanlara transfer ederek işlevlerini yerine getirmeleridir.
Ayrıca içersine çelik liflerin katılması ile performansında büyük artışlar görülen
betonun tokluk, ilk çatlak dayanımı, kavitasyon-erozyon dayanımı, yorulma dayanımı
ve çarpma dayanımı gibi özellikleri işlev açısından daha farklı davranış göstermektedir.
Ancak liflerin betonun basınç dayanımı üzerinde önemli bir etki etmediği de literatürde
belirtilmiştir (Ezeldin and Balaguru,1992; Ünal ve diğ.,2005).
Basınç etkisi altında mekanik davranışlara elverişli olan yapı malzemelerinin, çekme ve
eğilme etkisi altındaki davranışları çoğu zaman yeterli olmamaktadır. Bu malzemelerin
elverişli olmayan mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi yapı mühendisliğinin konuları
arasındadır. Günümüzde önemli yapı malzemesi olma özelliğini koruyan betonarme
betonunun lif katkılarıyla iyileştirilmesi önemli bir araştırma konusu olarak karşımıza
çıkmaktadır. Genel olarak yorulma, aşınma, çekme, çatlama sonrası yük taşıma
dayanımları ve enerji yutma kapasitesi bakımından zayıf olan normal betonun bu
özelliklerini iyileştirmek amacıyla beton katkı malzemeleri ilave edilebilmektedir. Lifler
de bu malzemelerden birisidir. Lifli betonun üretilmesinde amaç; malzemenin
tokluğunun, darbe yüklerine karşı direncinin, eğilme dayanımının ve diğer mekanik
özelliklerinin artırılmasıdır(Altun,2006).
Günümüzde betonlarda en yaygın olarak kullanılan lifler çelik, polipropilen ve alkali
dirençli camlardır. 1960’lı yıllardan bu yana yapılan çalışmalarda beton içersine
konulan lifler betonda oluşan çatlakların ilerleme hızını azaltmıştır. Ayrıca; en büyük
yükten sonra lifli betonlarda artan deformasyonlar sonucunda, yükün azalma hızı,
normal betona göre çok daha yavaştır. Dolayısıyla lifli betonun tokluğu normal betona
göre daha fazladır.
Beton basınç dayanımı arttıkça betonun kırılması sırasında bağıl olarak daha az enerji
yuttukları bilinmektedir. Çelik lif donatılı betonlarda ise, yüksek enerji yutma
kapasitelerine sahip, kırılma anında daha sünek davranış sergileyen malzemelerdir. Bu
özelliklerinden dolayı çelik lif kullanılarak sünekliği artırılmış yüksek performansa
sahip betonlara talep artmaktadır.
Betonun kısa süreli basınç altındaki davranışı inelastiktir. Bunun nedeni, agrega- harç
fazı arasındaki bağ çatlakları olduğu şeklinde genel bir kabul olmakla birlikte, harç
fazının davranışına veya çimento hamurunun yapısına bağlı olduğu şeklinde görüşler de
vardır(Oktar ve diğ.,1984).
110
Çelik tel donatılı betonları karakterize eden en önemli özelikler, tokluk ve dinamik
yüklere dayanımıdır. Başka bir değişle, betonun enerji yutma kapasitesindeki büyük
artıştır. Basınç ve eğilmede çekme gerilmeleri çelik tellerin rolünden ziyade beton
kalitesine, tokluk ise çelik tellerin performansına bağlıdır. Betonun tokluğu arttıkça
betonun deprem yükleri altındaki davranışı da daha sünek hale gelmektedir
(Yerlikaya,2003).
Çelik lif katkılı betonların basınç altındaki gerilme-şekil değiştirme davranışları üzerine
yapılan çalışmalarda lif tipi ve miktarının betonların tokluk değeri üzerinde önemli bir
derecede etkiye sahip olduğu belirtilmiştir [(Fanella and Naaman,1985; Ding and
Kusterle,2000).
Diğer taraftan gelişen teknolojiye bağlı olarak yapı dalında da üretim hızı giderek
artmakta ve bu artışa ekonomik bir şekilde çözüm bulabilmek amacıyla seri üretime
geçilmesi gerek duyulmaktadır. Bu amaçla lifli betonun beton boru, kanalet, bordur ve
panel gibi prefabrik yapı elamanı üretimlerinde sertleşme ve kısa sürede dayanım
kazanma hızının artırılması amaçlandığında ısıl işlem uygulamalarından
yararlanılmaktadır(Öztekin,1977).
Materyal Ve Yöntem
Yapılan çalışmada üç çeşit kırmataş agregası ile kum kullanılmıştır. Kırmataş agregaları
0-4mm, 4-8mm ve 8-16mm tane boyutlarına sahip olup granülometri değerleri ve
fiziksel özellikleri tablo 1’de verilmektedir.
Tablo 1 Agrega özelikleri.
Agrega
cinsi
Kum
KTT
KTI
KTII
Karışım
0.25
(mm)
10
5
0
0
4
0.50
(mm)
78
18
0
0
27
Elekten Geçen (%)
1.0
2.0
4.0
(mm)
(mm)
(mm)
84
100
100
36
57
99
0
0
8
0
0
0
32
39
52
8.0
(mm)
100
100
71
4
75
16.0
(mm)
100
100
100
100
100
Özgül
Ağırlık
(kg/m3)
2620
2680
2710
2700
Karışımda kullanılan agrega oranları kum %/30, KTT %20, KTI %35 ve KTII %15
olarak A16-B16 referans eğrileri arasında kalacak şekilde belirlenmiştir.
Beton bileşimde pilye şeklinde iki ucu bükülü narinlik oranı 60 olan çelik lif
kullanılmıştır. Bu lifin en belirgin özelliği çekme sırasında kopmadan direnç
göstermesidir. Lifin özellikleri tablo 2’de lif tipi de şekil 1’de verilmiştir.
Tablo 2 Çelik Lifin Özellikleri.
Lif Tipi
Boy
(mm)
Çap
(mm)
Çekme
Narinlik
Dayanımı
Oranı
(Mpa)
111
Elastisite
Modülü
(Mpa)
Özgül
Ağırlık
(kg/m3)
Kg.daki
Lif Sayısı
(Adet)
ZP 30/0,5
30
0,5
60
1250
200000
7480
21770
Şekil 1 Karışımlarda kullanılan lif tipi
Beton karışımında bağlayıcı olarak PÇ32.5 portland çimentosu kullanılmıştır. Lifli
betonların üretiminde maksimum agrega tane boyutu 16 mm olarak seçilmiştir. Bütün
beton bileşimlerinde çimento dozajı 350 kg/m3 olarak sabit alınmıştır. Karışıma lif
katılması halinde, işlenebilmeyi kolaylaştırmak ve yerleştirme esnasındaki zorlukları
aza indirebilmek amacıyla su/çimento oranı 0.63 olarak belirlenmiştir. Karışıma katılan
lif oranları da hacım olarak %0.0 ,%0.5, %0.8 ve % 1.1 olarak seçilmiştir.
Hazırlanan karışımlar silindir kalıplara yerleştirildikten sonra 20°C’ de normal kür ile
tablo 3 ‘de verilen ısıl işlem sıcaklıkları, ön bekleme süreleri ve soğuma süreleri
birbirinden farklı olan üç çeşit ısıl işlem uygulandıktan sonra deney gününe kadar,
sıcaklığı 20±°C ve rutubeti %60±5 olan klima odasında bekletilmişlerdir.
Tablo 3 Isıl işlem çevrimleri.
Çevrim Türü
Ön
süresi
(Saat)
20°C’ de Kür
Yumuşak Çevrim
Ilımlı Çevrim
Sert Çevrim
----4
2
1
Bekleme Isınma ve Soğuma İşlem
Sıcaklığı
Hızı
(°C)
(°C /saat)
--10
20
30
20
50
65
80
İşlem
Sıcaklığında
Geçen Süre
(Saat)
24
12
4
3
Isıl işlem uygulanmış ve ısıl işlem uygulanmamış silindirik beton numunelere ait kısa
süreli basınç deneylerine göre elastik ve inelastik özelikleri belirlenmiştir. Bunun için
MFL marka, servo kontrollu elektro-hidrolik regülatöre bağlı Amsler marka 5000 KN
kapasiteli pres kullanılarak yükleme hızı kontrollü deneyler yapılmıştır(Şekil 2).
112
Şekil 2 Eksenel ve yanal şekil değiştirme ölçme düzenleri
Boyuna şekil değiştirmelerin ölçümlerinde, numune üzerine takılan ve eksende
250mm’lik ölçü boyutuna sahip deformasyon çerçevesinden yararlanılmıştır. Çerçeveye
takılan transdüser ile boyuna şekil değiştirmeler ölçülmüştür. Yanal şekil değiştirme
değerleri, HBM marka, WIT/2 tipi indüktif transdüseri ile ölçülmüştür. Gerilme şekil
değiştirme eğrileri Hewlett-Packard marka 7044 a tipi X-Y kaydedici yardımıyla sürekli
olarak kaydedilmiştir. Yanal şekil değiştirmeler 150 µD’luk boyuna şekil değiştirme
aralıklarında HBM marka, KWS/II-5 tipinde bir Amplipikatörden okunmuştur.
Numuneler üzerinde yük altındaki boyuna ve yanal şekil değiştirmeler ölçülerek
Elastisite modulü, süreksizlik ve çözülme sınır ile kırılma şekil değiştirme işi(Tokluk)
değerleri hesaplanmıştır.
Süreksiz sınırını (σD)’ye bulmak için, önce yanal şekil değiştirme değerlerini boyuna
şekil değiştirme değerlerine bölerek poisson oranları hesaplanmıştır. Buradan gerilmepoisson oranı değişimine ait eğri çizilmiştir. Bu eğriler üzerinde Poisson oranının
belirgin bir şekilde artmaya başladığı gerilme değeri süreksizlik sınırı olarak alınmıştır.
Bunun için şu şekilde hareket edilmiştir. Yük bir kademe arttırıldığında poisson oranı en
az 0,003’lük bir artış gösteriyor ve bu artış en az bu değerde artarak devam ediyorsa,
artışın meydana geldiği yükten bir önceki kademeye karşılık gelen gerilme değeri
süreksizlik sınırı olarak kabul edilmiştir.
Çözülme sınırını, tekrarsız yüklemede betonun hacminin artmaya başladığı gerilme
değeri olarak belirtilmektedir(Oktar,1977). Bu değeri bulmak için tepe noktasına kadar
150 μD’luk boyuna şekil değiştirme (εb) aralıklarında okunan yanal şekil değiştirme (εg)
değerleri yardımıyla bunlara karşı gelen hacimsel şekil değiştirmeler (εg -2εg) şeklinde
hesaplanmışlardır. Hacimsel şekil değiştirmenin yön değiştirdiği yani hacmin azalmaya
başladığı gerilme değeri çözülme sınırı (σL) olarak saptanmıştır.
Basınç dayanımı (fc) tepe noktasındaki gerilme değeri olarak, basınç dayanımındaki
şekil değiştirme (εu) ise bu gerilmeye karşılık gelen şekil değiştirme değeri olarak eğri
üzerinden okunmuşlardır.
Elastisite modülünün (E) saptanmasında gerilme-şekil değiştirme diyagramında basınç
dayanımının 1/3’üne kadar olan noktalardan geçen en olasılıklı doğrunun eğimi “En
Küçük Kareler Yöntemiyle” hesaplanmıştır.
Tekrarsız yüklemede numunenin kırılmasına kadar birim hacim başına yapılan işe
“Kırılma şekil değiştirme işi” denilmektedir. Bunun değeri olağan gerilme-şekil
değiştirme eğrisinin altında kalan alana eşittir (Postacıoğlu,1981 ve Taşdemir,1982). Bu
çalışmada da üretilen betonlara ait kırılma şekil değiştirme işinin hesaplanması bir
planimetre yardımıyla (σ-ε) eğrisinin altındaki alanlar ölçülerek bulunmuştur. Tepe
noktasından önceki şekil değiştirme işi TI ile tepe noktasından sonraki de TII ile
gösterilmiştir. Ancak eğrinin kaydedilebilen kısmı üretilen betonlarda tepe noktasındaki
şekil değiştirmenin 2-3 katı arasında değişmekte olduğundan, 2εu‘ya kadar olan kısım
bütün karışımlarda ortak olduğundan, TII olarak εu ile 2εu arasında kalan alan dikkate
alınmıştır (Ünal,1994).
113
Deney Sonuçları Ve Değerlendirilmesi
Üretilen numunelere ait 1m3 beton karışımında bulunan gerçek malzeme miktarları ve
taze beton özelliklerine ait sonuçlar çizelge 4’de verilmektedir.
Tablo 4 1 m3 beton karışımında bulunan gerçek malzeme miktarları
Beton
Türü
Ç
(kg)
Su
(kg)
Lif
miktarı
(kg)
LB0
LB5
LB8
LB11
349
350
348
350
220
220
219
220
0
37.4
59.4
74.7
Taze Beton özelikleri
Kum
KTT
KTI
KTII
Çökme Ters Hava
0-4mm 0-4 mm 4-8 mm 8-16 mm
Koni boşluğu
(kg)
(kg)
(kg)
(kg)
(cm)
(sn) (%)
512
507
503
506
347
346
344
343
616
611
606
609
264
260
260
259
15
12
9
7.5
4.1
7
8
12
1.4
1.9
2.3
2.1
Isıl işlem uygulanmamış ve ısıl işlem uygulanmış silindirik beton numunelere ait kısa
süreli basınç deneyleri sonunda elde edilen elastik ve inelastik özelliklere ait toplu
sonuçlar tablo 5’ de verilmiştir (Ünal,1994).
Tablo 5 28 Günlük Silindir Numunelere Ait Sertleşmiş Beton Deneyi Sonuçları
Beton Türü
Kür
20 C'de
Saklama
Yumuşak
Çevrim
Ilımlı
Çevrim
Sert
Çevrim
σD
(N/mm2)
σL
(N/mm2)
fc
(N/mm2)
εu
(μD)
E
(N/mm2)
Vf
Kırılma Şekil
Değiştirme İşi
x10-3(N/mm2)
TI
TII
T
0
20,1
23,5
23,8
2400
23800
4,1
5,1
9,2
5
18,4
24,6
24,8
2550
21824
4,4
5,4
9,8
8
18,5
24,8
25
3750
19326
5,5
6
11,5
11
18
25
26
3450
17280
6
6,1
12,1
0
19,2
22
23,2
2550
19600
4,3
4,8
9,1
5
16,6
22,8
23,7
2700
19500
4,2
5,1
9,3
8
16,3
23,2
23,9
2850
19125
4,1
5,4
9,5
11
15,8
23,4
23,6
3000
18975
4,6
5,2
9,8
0
18
23,8
24,3
2850
20670
4,4
4,1
8,5
5
16,7
24
24,5
2750
19374
4,7
4,6
9,3
8
16,3
24,5
25,8
2850
18330
4,2
5,1
9,3
11
15,6
23
23,4
3000
18867
4,6
5
9,6
0
17,2
23,7
24,1
2550
22867
4,3
4,3
8,6
5
16,1
23,9
24,6
2850
19135
4,1
4,8
8,9
8
15,6
25
25,3
3300
17330
5,3
5,6
10,9
114
11
15,3
23,6
24,2
4300
16700
6,1
5,3
11,4
Betonun kısa süreli basınç altındaki davranışı inelastiktir. Bunun nedeni, agrega- harç
fazı arasındaki bağ çatlakları olduğu şeklinde genel bir kabul olmakla birlikte, harç
fazının davranışına veya çimento hamurunun yapısına bağlı olduğu şeklinde görüşler de
vardır(Ünal,1994;Oktar ve diğ.,1984).
Kompozit malzeme olan lifli betonların elastik ve elastik olmayan özelliklerine, yani
süreksiz sınırı ve çözülme sınırındaki gerilme değerlerine, basınç dayanımındaki birim
kısalmaya, süreksizlik sınırı/basınç dayanımı oranına ve kırılma şekil değiştirme işine
ısıl işlem uygulanmasının etkisi araştırılmıştır. Üretilen betonların 28 günlük kısa süreli
basınç altındaki davranışlarının ısıl işlem çevrimlerine ve lif yüzdesine bağlı olarak
değişimleri incelendiğinde aşağıdaki sonuçlar ortaya çıkabilir.
28 günlük numunelerde süreksizlik sınırının ısıl işlem çevrimlerine göre değişimi
incelendiğinde, hem şahit hem de lifli betonlarda ısıl işlem sıcaklığı yükseldikçe
süreksizlik sınırının azaldığı anlaşılmaktadır.
22
28 günlük basınç dayanımı
28
18
N /m m 2
N/m m 2
28 günlük süreksizlik sınırı
20
yumuşak çevrim
ılımlı çevrim
sert çevrim
14
24
20
yumuşak çevrim
ılımlı çevrim
sert çevrim
20
10
16
0
5
8
lif hacmı(%)
11
0
5
8
11
lif hacmı(%)
Şekil 3 Süreksizlik Sınırı Ve Basınç Dayanımının Lif Miktarına Göre İlişkisi
20 oC de saklanan ve ısıl işlem görmüş numunelerde süreksizlik sınırı, genel eğilim
olarak lif hacmi arttıkça azalmaktadır (Şekil.3). Bu azalma 20 oC de ve 80 oC lik sert
çevrim uygulamasında genel olarak birbirine paralel bir davranış göstermektedir. Isıl
işlem görmüş ve 20 oC de saklanan numunelerde süreksizlik sınırının lif miktarı artışına
bağlı olarak azalmasının nedeni, betona lif katılması ile betonun boşluk yapısının
değişmesine ve kusurlu bir yapı oluşturmasına ve lif miktarının artmasıyla yeni lifmatrix ara yüzlerinde oluşan mikro çatlaklar kusur etkisi yaparak ilk çatlak dayanımını
azaltmakta olduğu söylenebilir..
Isıl işlem çevrimlerinin hem basınç dayanımına hem de süreksizlik sınırına olan etkileri
bir arada değerlendirildiğin de, basınç dayanımındaki değişim, süreksizlik sınırındaki
değişimlerden genel olarak daha büyüktür. Yani ısıl işlemler şahit ve lifli betonların
süreksizlik sınırını basınç dayanımına oranla daha fazla azalmaktadır. Bu azalmanın
nedeni de, ısıl işlemin oluşturduğu kusurların lif-matrix ara yüzlerini daha fazla
etkilemesine bağlıdır.
115
14
28 günlük Elastisite modulu
26000
28 günlük tokluk
12
N /m m 2
N /m m 2
22000
18000
20
yumuşak çevrim
ılımlı çevrim
sert çevrim
14000
10
8
20
yumuşak çevrim
ılımlı çevrim
sert çevrim
6
10000
4
0
5
8
11
0
lif hacmı(%)
5
8
11
lif hacmı(%)
Şekil 4 Elastisite Modülü Ve Tokluk Değerlerinin Lif Miktarına Göre İlişkisi
Öte yandan 20 oC de saklanan ve ısıl işlem görmüş numunelerin Elastisite modüllerinin
lif miktarına göre değişimleri incelenecek olursa, lif miktarı arttıkça Elastisite
modülünün azalmakta olduğu söylenebilir(Şekil.4). Özellikle 20 oC deki azalma 80 oC
lik sert çevrime göre daha belirgin olmaktadır. Bu azalmanın nedeni ise lif miktarının
artmasından meydana gelen boşluklu yapının beton iç yapısını zayıflatmasına
bağlanabilir. Bu boşluklar şekil değiştirmelerin artmasına neden olarak Elastisite
modülünü azaltmaktadır.
Kırılma şekil değiştirme işinin 20oC ve ısıl işlem görmüş lifli beton numunelerde
değişimi incelenecek olursa, lif yüzdesi arttıkça hem 20oC de hem de ısıl işlemlerde
arttığı görülmektedir(Tablo 5). Bu sonuç şu şekilde açıklanabilir. Yük eksenine dik olan
lifler yanal deformasyonları, yüksek çekme dayanımları ve lif-matrix ara yüzeylerinde
sürtünme ile oluşan aderans nedeniyle azalmakta olduğundan, sonuçta kırılma şekil
değiştirme işinin arttığı söylenebilir. Liflerin başlıca rolünün betonda oluşan çatlakların
matrix içersinde ilerlemelerin yavaşlatılması olduğu daha önceki çalışmalarda
belirtilmektedir. Bu suretle maksimum yükten sonra, lifli betonlarda, artan şekil
değiştirme oranına karşı yükün azalma hızı normal betonlara göre daha yavaştır.
Dolayısıyla liflerin matrixden ayrılmaları ve uzamaları nedeniyle emilen enerji lifli
betonlarda oldukça fazladır. Ayrıca şahit ve lifli betonlarda daha düşük olması da,
liflerin betonun sünekliğini arttırdığı şeklinde açıklanabilir.
30
15
10
5
şf0
şf5
şf8
şf11
g erilm e N /m m 2
20
20
sert cevrim
15
10
5
sc 0
sc5
sc 8
sc11
90
0
13
50
18
00
22
50
27
00
31
50
36
00
40
50
45
00
49
50
0
45
90
0
13
50
18
00
22
50
27
00
31
50
36
00
40
50
45
00
49
50
0
0
0
0
0
45
g erilm e N /m m 2
25
Şahit Çevrim
25
boy uzamax10-6
Boy uzamaX10-6
Şekil.5 Şahit Ve Sert Çevrimin Gerilme-Şekil Değiştirme İlişkileri
116
Gerilme şekil değiştirme eğrilerine göre belirli miktarlarda çelik lif katılmasıyla gerilme
şekil değiştirme yeteneği artış eğilimi göstermiştir. Ancak lif miktarının artması basınç
dayanımlarında azalmaya sebep olmuştur. Isıl işlem çevrimlerinin lifli betonların
gerilme şekil değiştirme ye etkisi ise olumlu olmuştur.
Sonuçlar
Beton içerisine katılan lif miktarının artmasıyla birlikte betonun çökmesi azalmış ve ters
koni süresi artmıştır. Aynı zamanda artan lif miktarı hava boşluğunu da artırmıştır.
Dolayısıyla betonun işlenebilirliğine belirli bir orandan sonra lifler olumsuz etki
yapmaktadır.
Betonda kullanılan çelik lifler betonun gerilme şekil değiştirme yeteneğini önemli
derecede arttırmıştır. Lifler, betonların basınç dayanımlarına yönelim ve
dağılımlarından dolayı hem olumlu hem de olumsuz yönde etki etmişlerdir.
Beton içerisine katılan lif miktarının artmasıyla betonun tokluğu da artış göstermiştir.
Lifsiz betonun tokluğu, betona ilave edilen çelik lifler sayesinde %30 oranında artmıştır.
Lifli betonların normal beton içerisine ilave edilen çelik lifler sayesinde lif miktarına
bağlı olarak betonun şekil değiştirme yeteneği ve tokluğu lifsiz betonunkinden fazladır.
Betona kazandırılan bu özellik sayesinde deprem kuşağı üzerinde bulunan yapılardaki
betonların sünekliliği de önemli derecede arttırılmış olacaktır. Bu sayede gerek can
kaybı gerekse binaların yıkılmasından dolayı oluşacak olan ekonomik kayıplar da daha
aza indirilecektir. Aynı zamanda ısıl işlem sıcaklığına bağlı olarak da betonların
özelliklerinde olumlu artışlar elde edilmiştir. Dolayısıyla prefabrik üretiminde lif katkılı
elamanların kısa sürede servise sunulmaları halinde ekonomik yarar sağlanacaktır.
Teşekkür
Bu çalışmanın yapıldığı dönemde bana her türlü desteği sağlayan kıymetli hocam
Merhum Prof Dr. Mehmet UYAN ‘a bir kez daha teşekkürlerimi sunarım.
Kaynaklar
Anoymymous,1997.ACI 544.IR-96,State-of-the-Art Report on Fiber Reinforced
Concrete, American Concrete Institute (ACI) Committee544.
Altun, F.,Özcan,D.M,Vekli,M. Ve Karahan,O.2004.”Çelik Lif Katkılı C20 Betonun
Mekanik Özelliklerinin Deneysel Araştırılması”,AKÜ Fen Bilimleri Dergisi, Cilt-4,Sayı
1-2,Ekim,Afyonkarahisar.
Altun,F.2006.”Çelik Lifli Hafif Betonun Deneysel Araştırılması”,PÜ Mühendislik
Bilimleri Dergisi, Cilt.12, Sayı:3, Ss:333-339.
117
Ding,Y. And Kusterle,W.2000.”Compressive Stres-Strain Relationship Of Steel FiberReinforced Concrete At Early Age”, Cement And Concrete Research 30,1573-1579.
Ezeldin,A.S. And Balaguru,P.N.1992.”Normal-And High-Strengh Fiber-Reinforced
Concrete Under Compression”,Mat.Civil Eng.,(4) 415-427.
Fanella,D.A. And Naaman,A.E.1985.” Stres-Strain Properties Of Reinforced Concrete
İn Compression”ACI,82(4)475-483.
Okyar,O.N.,Moral,H.ve Akyüz,S.1984.”Beton Ve Harçların Basınç Altındaki Kısa
Süreli Davranışındaki Çimento Hamuru Yapısı Ve Agraga Granülometrisinin
Etkileri”,İ.T.Ü., İnşaat Fakültesi Teknik Rapor No.44.
Öztekin, E.,1997.”Beton Sertleşmesinin Hızlandırlmasında
İşlemler.Eğilme Dayanımına Etkileri”,Doç.Tezi,K.T.Ü.
Kullanılan
Isıl
Song, P.S. And Hwang,S.2004.”Mechanical Properties Of High-Strengh Steel FiberReinforced Concrete”,Construction And Building Materials 18,669-673.
Topçu,İ.B ve Boğa,A.R.2004.”Prefabrik Beton Borularda Çelik Liflerin Kullanımı”,
Beton Prefabrikasyon Dergisi, Sayı:73,Ss.13-20.
Ünal,O.,Uygunoğlu,T.ve Gençel,O.2007.”Çelik Liflerin Beton Basınç Ve Eğilme
Özeliklerine Etkisi”,PÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt.13, Sayı:1, Ss:23-30.
Ünal,O.,Uygunoğlu,T.ve Gençel,O.2006.”Lif Tipinin Betonun Tokluğu Üzerindeki
Etkisinin Araştırılması”,V.GAP Mühendislik Kongresi Bildiriler Kitabı, Cilt 2,Ss.941947.
Ünal,O.,Uygunoğlu,T.ve Elmacı,Ö.2005.”Lif Katkılı Betonun Elastisite Üzerine Kür
Ortamının Etkisi”, İMO. 6.Ulusal Beton Kongresi(Yüksek Performanslı Betonlar),16-18
Kasım,Ss.157-168.İstanbul.
Ünal,O 1994.”Isıl İşlem Uygulamasının Lifli Beton Özelliklerine Etkisi”,Dr.Tezi,
İTÜ.İnşaat Fakültesi.İstanbul.
Yerlikaya,M.2003.”Çelik Tel Donatılı Betonların
Davranışları”,Deprem Sempozyumu,Kocaeli.
118
Deprem
Etkisi
Altında

Download Report