Yüksek performanslı mikro beton tasarımı

Abstract

Mikro beton, çok ince agrega kullanılarak üretilen çimento bazlı bir kompozit türüdür. Bu malzemenin tokluk performansı çeşitli liflerle geliştirilebilir. Bu tez kapsamında farklı mikro beton karışımlarının reolojik davranışları, mekanik özellikleri ve boyutsal kararlılığı incelenmiştir. Bazı tasarım parametrelerinin (mikro agrega türü, su/çimento oranı, akışkanlaştırıcı katkı dozajı, lif ilavesi vb.) mikro beton özelliklerine etkileri ayrıntılı deney yöntemleri yardımıyla araştırılmıştır. Giriş Bölümünde bu çalışmanın her bir aşaması kısaca özetlenmiştir. İkinci Bölüm'de öncelikle mikro beton üzerine değişik araştırmacılar tarafından yapılmış tasarımlar ışığında, farklı karışımların olası kullanım alanları incelenmiştir. Üçüncü Bölüm'de mikro beton üretiminde kullanılacak mikro agregaların seçimine yönelik olarak gerçekleştirilen ön deneyler sunulmuştur. Mikro betonun reolojik davranışını incelemek amacıyla, video kameralı zamana bağlı yayılma çapı ölçümleri yapılmış ve bilyeli bir reometre yardımıyla reolojik ölçümler gerçekleştirilmiştir. Dördüncü Bölüm'de mikro beton karışımlarının, eğilme etkisi altındaki mekanik performansları ve tokluk değerleri incelenmiştir. Farklı liflerin yüzey özellikleri plazma uygulaması ile modifiye edilerek, mikro beton kompozitlerin eğilme yükü altındaki performansları geliştirilmiştir. Beşinci Bölüm'de mikro beton karışımlarının aderans özelliği çekme koparma deneyleri yardımı ile incelenmiştir. Altıncı Bölüm'de, lif katkısının erken yaşlarda serbest büzülmeye etkisi ve liflerin kısıtlı durumda büzülme kaynaklı çatlak oluşumunu engelleme mekanizması araştırılmıştır. Son olarak, mikro beton karışımlarında mühendislik özellikleri açısından dikkate alınması gereken kriterler yedinci bölümde özetlenmiştir. Micro concrete is a cement based composite produced with very fine aggregate. Toughness performance of this material can be improved by incorporation of various types of fibers. The design, rheological behavior, mechanical properties and dimensional stability of various micro concrete mixtures have been investigated within the scope of this thesis. The effects of different design parameters (micro aggregate type, water/cement ratio, admixture dosage, fiber addition, etc.) on performance of various micro concrete mixtures have been determined by sophisticated tests. Each stage of this research have been summarized in the introduction chapter. The properties of micro concrete mixtures developed by different researchers have been examined in the second chapter. In the third chapter, preliminary test results are presented for the purpose of choosing proper type of micro aggregate. Rheological behavior of the mixtures have been determined by time-dependent spread measurements via camera recording system and a rheometer equipped with a ball measuring system. The flexural performances of various composites have been determined in the fourth stage. The surface properties of different types of fibers have been modified by proper plasma applications in order to improve flexural toughness properties of the composites. In the fifth chapter, the adhesion properties of selected mixtures were determined by pull-off tests. The effects of fiber inclusion on early-age shrinkage and crack preventation mechanism in restrained conditions have been investigated in sixth chapter. Finally, the design criteria based on aimed engineering properties were summarized in the seventh chapter.