Yüksek Yoğunluklu Polietilenin Viskoelastik Özelliklerinin Deneysel İncelenmesi

Abstract

PE, boru üretim endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bir hammaddedir. Korozif şartlara karşı direnç, toprak altında kullanmak için yeterli dayanım ve kolay montaj edilebilmesi sayesinde altyapı sistemlerinde, akışkanların toprak altında taşınmasında önemli bir yere sahiptir. Bunun dışında, plastik boruların mekanik özelliklerinin beton ve çelik gibi geleneksel malzemelerinden karmaşık olduğu iyi bilinir. Borunun toprak altında yüklendiğinde göstereceği davranış malzemenin mekanik davranışıyla ilişkilidir. YYPE malzeme zamana bağlı davranış göstermektedir. Bu çalışmada, YYPE malzemenin viskoelastik davranışlarını tanımlamak üzere iki farklı sürünme deneyi yapılmıştır. Deneylerden ilki, YYPE malzemenin lineer, non-lineer bölgesini belirlemek için yapılan çekme sürünmesi deneyleridir. Kaşık tipi numune sabit yük altında 24 saat boyunca çekme gerilmesine maruz bırakılmıştır. Uygulanan gerilmeler 2 MPa ile 9.3 MPa arasında değişen 7 farklı değerdedir. Deformasyonun çoğu ilk 1000 sn’de meydana gelmiş daha sonrasında ya çok az ya da hiç değişim olmamıştır. Birincil ve ikincil sürünme bölgesi gözlemlenmiş. Ancak üçüncül sürünme bölgesine geçiş gözlemlenmemiştir. Meydana gelen maksimum yüzde uzama en büyük gerilme seviyesinde test sonunda %5 civarındadır. Uygulanan gerilme değerinin artmasıyla birim uzama değeri de artmaktadır. Numune yaklaşık 6.1 MPa gerilme seviyesinden sonra lineer viskoelastik davranıştan non-lineer viskoelastik davranışa geçmiştir. Deneylerden ikincisi ise eğme sürünmesi deneyidir. Bu deney, plastik boruların halka rijitliğinin belirlenmesi için gerekli olan malzemenin eğme sürünmesi modülünü bulmaya yönelik bir ön çalışmadır. Malzemenin modülü, üç nokta eğme testiyle sabit yük altında 24 saat sonunda numune üzerinde oluşan toplam çökme değerinden elde edilmiştir. Uygulanan eğilme gerilmesi seviyesi arttıkça meydana gelen çökmede artmıştır. Çökmenin çoğu ilk 1000 sn’de meydana gelmiş, daha sonrasında yavaşlayarak artmaya devam etmiştir. Oluşan maksimum yüzde uzama yaklaşık %2 civarındadır. Malzemenin 8MPa gerilme seviyesine kadar olan davranışı lineer viskoelastik karakterdedir. Malzemenin modülü, çökmenin değerinin hızlı bir şekilde arttığı zaman aralığında hızlıca düşmüş ve 24 saatlik deney sonuna doğru, farklı gerilmeler için eğilme modülleri birbirine yakın değerlere düşmüştür. Boruların halka rijitliğinin tespiti için yapılan bu ön çalışmada PE100 malzemenin 2 MPa‘lık eğme gerilmesi altında elde edilen eğme modülü değeri istenen seviyededir.PE, boru üretim endüstrisinde yaygın olarak kullanılan bir hammaddedir. Korozif şartlara karşı direnç, toprak altında kullanmak için yeterli dayanım ve kolay montaj edilebilmesi sayesinde altyapı sistemlerinde, akışkanların toprak altında taşınmasında önemli bir yere sahiptir. Bunun dışında, plastik boruların mekanik özelliklerinin beton ve çelik gibi geleneksel malzemelerinden karmaşık olduğu iyi bilinir. Borunun toprak altında yüklendiğinde göstereceği davranış malzemenin mekanik davranışıyla ilişkilidir. YYPE malzeme zamana bağlı davranış göstermektedir. Bu çalışmada, YYPE malzemenin viskoelastik davranışlarını tanımlamak üzere iki farklı sürünme deneyi yapılmıştır. Deneylerden ilki, YYPE malzemenin lineer, non-lineer bölgesini belirlemek için yapılan çekme sürünmesi deneyleridir. Kaşık tipi numune sabit yük altında 24 saat boyunca çekme gerilmesine maruz bırakılmıştır. Uygulanan gerilmeler 2 MPa ile 9.3 MPa arasında değişen 7 farklı değerdedir. Deformasyonun çoğu ilk 1000 sn’de meydana gelmiş daha sonrasında ya çok az ya da hiç değişim olmamıştır. Birincil ve ikincil sürünme bölgesi gözlemlenmiş. Ancak üçüncül sürünme bölgesine geçiş gözlemlenmemiştir. Meydana gelen maksimum yüzde uzama en büyük gerilme seviyesinde test sonunda %5 civarındadır. Uygulanan gerilme değerinin artmasıyla birim uzama değeri de artmaktadır. Numune yaklaşık 6.1 MPa gerilme seviyesinden sonra lineer viskoelastik davranıştan non-lineer viskoelastik davranışa geçmiştir. Deneylerden ikincisi ise eğme sürünmesi deneyidir. Bu deney, plastik boruların halka rijitliğinin belirlenmesi için gerekli olan malzemenin eğme sürünmesi modülünü bulmaya yönelik bir ön çalışmadır. Malzemenin modülü, üç nokta eğme testiyle sabit yük altında 24 saat sonunda numune üzerinde oluşan toplam çökme değerinden elde edilmiştir. Uygulanan eğilme gerilmesi seviyesi arttıkça meydana gelen çökmede artmıştır. Çökmenin çoğu ilk 1000 sn’de meydana gelmiş, daha sonrasında yavaşlayarak artmaya devam etmiştir. Oluşan maksimum yüzde uzama yaklaşık %2 civarındadır. Malzemenin 8MPa gerilme seviyesine kadar olan davranışı lineer viskoelastik karakterdedir. Malzemenin modülü, çökmenin değerinin hızlı bir şekilde arttığı zaman aralığında hızlıca düşmüş ve 24 saatlik deney sonuna doğru, farklı gerilmeler için eğilme modülleri birbirine yakın değerlere düşmüştür. Boruların halka rijitliğinin tespiti için yapılan bu ön çalışmada PE100 malzemenin 2 MPa‘lık eğme gerilmesi altında elde edilen eğme modülü değeri istenen seviyededir.