Lif Donatılı Çimento Esaslı Malzemelerde, Lif Dağılımı, Reoloji Ve Mekanik Başarımlılığın Korelasyonu

Abstract

Bu çalışmada lif donatılı çimento esaslı kompozit (LDÇEK) malzemelerde nihai mekanik performansı etkileyen lif dağılımı ve taze beton özelikleri gibi önemli etkenlerin daha iyi anlaşılması için kapsamlı bir araştırma yürütülmüştür. LDÇEK’lerin taze halde özeliklerinin tanımlanabilmesi amacıyla, özellikle düşük akışkanlıkta lifli malzemeler için kullanılacak paralel diskli bir reometre tasarlanmış ve inşaa edilmiştir. Paralel diskli reometreden elde edilen sonuçlar doğrulanmış ve taze halde malzeme özeliklerinin nitelendirilmesi için bu reometre kullanılmıştır. LDÇEK’lerde lif dağılımı özeliklerinin tahribatsız olarak tesbiti için, elektriksel bir yöntem olan Alternatif akım-empedans spektroskopi (AA-ES) kullanılmıştır. Çimento esaslı malzemelerin çeşitli mikroyapısal özeliklerinin karakterizasyonu için kullanılan bu metodun, iletken lif donatılı malzemelerde lif dağılımı karakteristiklerinin ölçümü amacıyla geliştirilmesine çalışılmıştır. Paralel diskli reometre ve AA-ES kullanılması ile, sırasıyla taze beton özeliklerinin ve farklı lif dağılımı problemlerinin nitelendirilmesi ve böylece LDÇEK’lerin lif dağılımı, reoloji ve nihai mekanik başarımlılıkları arasında bir ilişkilendirme yapılması mümkün olmuştur.

A comprehensive study was conducted to understand the effects of the important parameters such as fiber dispersion and fresh state properties on the resulting mechanical performance of fiber-reinforced cement-based composite materials (FRC). A rheometer with a parallel disk configuration was designed and built specifically to be used to characterize the fresh state properties of stiff FRCs. The results obtained from the parallel disk rheometer were verified and this rheometer was used to describe the fresh state properties of FRCs. An electrical characterization method -Alternating current-impedance spectroscopy (AC-IS)- was used to non-destructively characterize fiber dispersion properties of FRCs. Effort was made to develop this method, which is used to characterize various micro-structural properties of cement-based materials, to measure fiber dispersion characteristics of fiber-reinforced materials. Correlation of fiber dispersion, rheology and mechanical performance of FRCs was made possible by using the parallel disk rheometer and AC-IS for the characterization of the fresh state properties and fiber dispersion, respectively.