Çelik Tel Donatılı Ultra Yüksek Performanslı Çimento Esaslı Kompozitlerin Mekanik Davranışı

Abstract

Karma lif içeren ve içermeyen ultra yüksek performanslı betonların mekanik özelikleri ve kırılma davranışları araştırılmıştır. Bu amaçla demir tozu ve kancalı uçlu olan ve/veya olmayan iki tip çelik tel karışımlara eklenmiştir. Toplam çelik lif hacmi %9’da sabit tutulmuştur. Kanca uçlu olmayan kısa çelik teller, düz ve yüksek dayanımlıdır. Uzun çelik teller ise kanca uçlu ve yine yüksek dayanımlıdır. Yapılan deneylere dayanarak şu sonuçlara varılabilir; betona demir tozu ile birlikte eklenen kısa düz çelik teller köprüleme etkisi ile mikroçatlakları azaltır, ancak kirişlerin yük-sehim eğrisinde maksimum yük sonrasındaki azalan kısmına etkileri azdır. Demir tozu ile birlikte kancalı uçlu teller mikroçatlakların oluşumunun önlenmesinde çok etkili değildir, ancak yüksek kırılma enerjisi elde edilmesinde önemli etkileri vardır. Karma lif içeren ultra yüksek performanslı betonların kırılma enerjisi yalın betona göre 230 kata varan oranlarda artmıştır. Böylece, karma lif içeren ultra yüksek performanslı betonların, düz veya kancalı uçlu çelik lif içeren kompozitlere göre üstün tokluk ve sünekliğe sahip oldukları sonucuna varılabilir.

Mechanical properties and fracture behaviour of ultra high performance concretes with and without hybrid steel fibers were investigated. Iron powder and two different types of steel fibers with and/or without hooked-ends were added to the mixtures to examine the effect of steel fibers on the mechanical and fracture properties of these concretes. The total volume fraction of steel fibers were kept constant at 9%. The short ones were straight and high strength, the large ones were hooked end and also high strength steel fibers. Based on the experimental tests conducted, it can be concluded that short straight fibers together with iron powder in concretes function as a bridge to reduce the microcracks, however, they have little effect on the post-peak response of load versus displacement at the midspan curve of the beam. The hooked end fibers together with iron powder, have small effect in preventing the formation of microcracks; however, they have significant effect on the post-peak response part of the load versus displacement at midspan curve of the beams, which results in high value of fracture energy. Fracture energy of ultra high performance concretes with hybrid steel fibers increased 230 times that of plain concrete. Thus, it can be concluded that the ultra high performance concretes with hybrid fibers show a behaviour of enhanced toughness and ductility compared to the composites with straight or hooked end fibers.