Search

Beton inşaat sektöründe kullanılan en yaygın yapı malzemesi olmaya devam etmektedir. Önemli bir yapı malzemesi olan betonun ekonomik ömrü boyunca karşılaştığı dış etkilerden birisi de çarpma etkisidir. Çarpma yüklemesi büyüklüğü, etki zamanı ve oluşturduğu deformasyonların hesaplanması karışık olan ve az bilinen bir yükleme türüdür. Betonun çarpma dayanımının ve davranışının belirlenmesi için henüz bir yönetmelik veya standart test düzeneği mevcut olmayıp bu konudaki bilimsel araştırmalar devam etmektedir. Betonun çarpma davranışı ile ilgili araştırmalar sınırlı sayıda olmasına rağmen son yıllarda betonun çarpma davranışının incelenmesi için ağırlık düşürme yöntemi kullanılarak yapılmış olan çalışmaların sayısı artış göstermiştir. Ayrıca çarpma dayanımı ve davranışının iyileştirilmesi için yapılabilecek güçlendirmeler ile ilgili çalışmalar ise son derece sınırlıdır. Bu nedenle düzenlenen deneysel çalışma kapsamında, normal ve yüksek dayanımlı beton kiriş numuneleri inşaat sektöründe güçlendirme çalışmalarında yaygın olarak kullanılan Karbon Takviyeli Elyaf Kumaşlar (CFRP) ile güçlendirilmiştir. Çarpma etkisi altında göstermiş oldukları davranış farkları araştırılmıştır. Deney programında 5 adet normal ve 5 adet yüksek dayanımlı betondan üretilen toplam 10 adet dikdörtgen kesitli beton kiriş test edilmiştir. Deney elemanları özdeş olarak CFRP şeritler ile güçlendirilmiş ve farklı yüksekliklerden düşürülen sabit ağırlıklı çekicin yaratmış olduğu çarpma etkisi altında test edilmiştir. Deney elemanlarına 750, 700, 650, 600 ve 550 mm yükseklikten sabit ağırlığa ve geometriye sahip çekiç düşürülerek test yapılmıştır. Deneysel çalışmada CFRP şerit genişliği, uzunluğu sabit olup incelenen değişkenler beton basınç dayanımı ve düşme yüksekliği olarak belirlenmiştir. Deney elemanlarından alınan ivme ölçümleri kullanılarak deney elemanlarının hız, deplasman ve enerji kapasiteleri hesaplanmıştır. Deney elemanlarının dayanımlarındaki, çekiç düşme sayısındaki, ivme değerlerindeki ve göçme mekanizmalarındaki değişimler incelemiş ve normal ile yüksek dayanımlı deney serilerindeki sonuçlar karşılaştırılmıştır. Ayrıca Abaqus sonlu eleman yazılımı kullanılarak deneysel çalışma kapsamında incelenen çarpma testinin bilgisayar ortamında simülasyonu yapılmıştır. Sonlu eleman analiz sonuçları deneysel sonuçlar karşılaştırılarak doğrulanmış bir sonlu eleman modeli oluşturulması için çalışmalar yapılmıştır. Concrete widely used as structural building materials in civil engineering applications. One of the major external forces effects on the concrete structures is the impact forces throughout its economical life. The determination of the magnitude, the excitation time and the deformations due to impact loading is a complicated and rarely known subject. There are no certain solid regulations or standard test setups for determining the impact strength and behavior of concrete. Although there are some limited studies about impact behavior of concrete. The number of the studies which is including the drop weight impact tests on concrete as a impact method recently increased. In addition to that, the studies on the strengthening of concrete structures against impact loading are few in the literature. In this study, the high and low strength RC beam specimens are strengthened with CFRP and tested under impact loading experimentally. The behavioral difference between the normal and strengthened specimens under impact loading were observed and reported. Total 10 rectangular cross sectioned RC beams with coverage and high strength concrete specimens were tested. The specimens were strengthened similarly with CFRP strips and tested under the drop weight impact test apparatus with constant weight hammer but different drop heights. The hammer which has a constant weight and geometry was dropped from 750, 700, 650, 600 and 550 mm height. The concrete compression strength and the drop heights are the major investigation parameters of the experimental study. The CFRP strip width and its length were kept constant. Drop velocity, displacement and energy dissipation capacities of the specimens were calculated through the acceleration instrumentations on the specimens. The variations of the strength, the number of the drops, accelerations, and failure mechanisms were investigated and the results taken from normal and high compression strength concrete specimens were compared. In addition, computer simulations of the same experimental impact test are performed by using Abaqus finite element software. The results of finite element analysis and experimental studies were compared, and finite element model was compared with that of the experimental results. As a result of finite element analysis a confirmed finite element model was established for the future studies. 270

ÖZET Anahtar Kelimden Beton, Hazar Beton Kür Koşullan, İstatistik, Basınç Dayanımı Bu yüksek lisans tezi çalışmasında, İzmir ve yöresinde üretim yapan Hazır Beton firmalarından Çimbeton ve Batıbeton firmaları ile ilgili genel bilgiler incelenerek bunların yaptıkları istatistiksel çalışmalar gösterilmiştir. Bu istatistiksel çalışmalar ışığında Hazır Beton'un bölgedeki gelişimi araştırılmıştır. Betonun basmç dayanımına etkiyen çeşitli faktörler bulunmaktadır. Bunlar, çimento ile ilgili faktörler, su miktarı ile ilgili faktörler, beton kompasitesi, dış etkiler(kür koşullan), deney koşullandır. Bu tezde betonun basınç dayammına etkiyen faktörlerden kür koşullan deneysel çalışma olarak incelenmiş ve üretilen hazır betonlardan BS 14, BS 18 ve BS 20 sımflanndan 15x15x15 cm boyutlannda küp numuneler alınarak çeşitli kür koşullannda beton basınç dayanımlan 7 ve 28 günlük olarak ölçülmüştür. Bu deney çerçevesinde laboratuvar şartlannda oluşturulan kür şartlan ise: a) 20 °C su içerisinde (Bağıl Nem: % 100) b) 40 °C su içerisinde (Bağıl Nem: % 100) c) Kapalı ortamda kuru olarak (Sıcaklık: 25-30°C, Bağıl Nem: % 5 'den az) d) Kapalı ortamda yaş olarak (Sıcaklık: 25-30°C, Bağıl Nem: %80-90 arası) e) Dışanda kuru olarak (Sıcaklık: 20-25°C, Bağıl Nem: % 10'dan az) f) Dışanda yaş olarak (Sıcaklık: 20-25°C, Bağıl Nem: %10-40 arası) VIIIolarak hazırlanmıştır. Daha sonra oluşturulan bu kür şartlarında saklanan küp numuneler 7 ve 28 günlük olarak kırılmış ve beton basınç dayanımları belirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçları çerçevesinde kullandığımız betonların dayanımlarının en iyi sonucu vermesi için saklanması gereken en ideal koşulların hangisi olduğu tespit edilmeye çalışılmıştır. IX STATISTICAL EVALUATION OF READY-MIX CONCRETE PRODUCED IN İZMİR AND THE REGION ACCORDING TO CLASS STRENGTH AND THE EFFECTS OF CURE CONDITIONS ON CONCRETE STRENGTH SUMMARY Keywords Concrete, Ready-mix concrete, Cure conditions, Statistical, Compressive strength In this master's thesis study, general information about Çimbeton and Batibeton, which are among the ready-mix concrete companies that operate in İzmir and the region, have been investigated and the statistical studies that these companies have conducted have been shown. Using these studies the development of ready-mix concrete her been investigated. There are various factors that affect the compressive strength of concrete. These are, factors related to cement, factors related to the amount of water used, compacity of concrete, external effects(cure conditions) and test conditions. In this thesis, among the factors that affect the compressive strength of concrete, the cure conditions are investigated as an experimental study, and taking cubic specimens of 15x15x15 cm dimensions, from the produced ready-mix concrete classes C 14, C 18 and C 20, the 7 and 28 days compressive strengths of these specimens are measured under various cure conditions. The cure conditions that are generated under laboratory conditions have been prepared as: a) In water at 20 °C (Relative humidity: % 100) xb) In water at 40 °C (Relative humidity: % 100) c) Dry in interior environment (Temperature: 25-30 °C, Relative humidity: % 5 and less) d) Wet in interior environment(Temperature:25-30°C, Relative humidity: between %80-%90) e) Dry in exterior environment (Temperature:25-30°C, Relative humidity: %10 and less) f) Wet in exterior environment (Temperature:25-30°C, Relative humidity: between %10-%40) Later, the cubic specimens that were kept under these cure conditions have been crashed at 7 and 28 days and their compressive strengths have been determined. Regarding the test results obtained, it has been tried to determine the most ideal conditions that would yield the best strength for the concrete used. XI 59

Bu çalışmada kendiliğinden yerleşen betonda kullanılan agregaların çaplarının etkisi araştırılmıştır. Kullanılan agregaların çaplarının betonun taze ve sertleşmiş özelliklerine etkilerini anlamak için tüm malzeme miktarları aynı olan 5 farklı beton serisi hazırlanmıştır. Birinci seri de elek çapı 4-22 mm arasında kalan agregalar kullanılmıştır. İkinci seri de elek çapı 4-8 mm arasında kalan agregalar kullanılmıştır. Üçüncü seri de elek çapı 8-11 mm arasında kalan agregalar kullanılmıştır. Dördüncü seri de elek çapı 11-16 mm arasında kalan agregalar kullanılmıştır. Beşinci seri de elek çapı 16-22 mm arasında kalan agregalar kullanılmıştır. Hazırlanan bu 5 farklı beton serisine taze beton deneyleri olarak T500 Süresi Tayini, Yayılma Çapı, V Hunisi Deneyi, L Kutusu Deneyi, U Kutusu Deneyleri yapılmıştır. Sertleşmiş beton deneyleri olarak 7 ve 28 günlük Basınç Dayanımı deneyleri yapılmıştır.Sonuç olarak deney sonuçlarının farklılıkları agrega çapının etkisini ortaya koymuştur. Agrega çaplarının büyük olduğu serilerde segregasyon(ayrışma) sorunu gözlenmiştir. İnce malzemenin fazla olduğu serilerde vizkozite(akmaya karşı direnç) sorunu gözlenmiştir. Sertleşmiş beton özellikleri üzerinde belirgin bir etkisi görülmemiştir. In this study, the effect of the diameters of the aggregates used in the self compacting concrete was investigated. In order to understand the effects of the diameters of the aggregates used on the fresh and hardened properties of the concrete, 5 different concrete series with the same amount of all materials were prepared. In the first series, aggregates with a sieve diameter of 4-22 mm were used. In the second series, aggregates with a sieve diameter of 4-8 mm were used. In the third series, aggregates with a sieve diameter of 8-11 mm were used. In the fourth series, aggregates with a sieve diameter of 11-16 mm were used. In the fifth series, aggregates with a sieve diameter of 16-22 mm were used. This series fresh concrete experiments were done. This the experiments, T50cm slump-flow, Slump-flow, V funnel experiment, L box experiment, U box experiment. As hardened concrete tests 7 and 28-day Pressure Resistance tests were conducted.As a result, the differences of experimental results revealed the effect of aggregate diameter. The segregation problem has been observed in the series where the aggregate diameters are large. Viscosity (resistance to flow) problem has been observed in the series where thin material is excessive. No significant effect has been observed on the properties of hardened concrete. 81

Farklı Lif Oranlarına Sahip Kendiliğinden Yerleşen Betonda Çarpma Etkisinin İncelenmesiKendiliğinden yerleşen beton (KYB), kimyasal katkı kullanılarak yüksek akıcı kıvamda üretilen bir tür özel betondur. Günümüzde yüksek katlı bina inşaatları, dar ve değişik geometrili kalıplar ve sık donatılı bölgelerin artışı sebebiyle KYB, sıkça tercih edilen bir beton türü haline gelmiştir. KYB' de mekanik özellikleri gelistirebilmek amacıyla lif takviyesi yapılmaktadır. Lif takviyesi KYB'nin mekanik özelliklerini olumlu etkilerken işlenebilirlik özelliklerini olumsuz etkilemektedir.Betonarme yapılara etki eden yükler statik ve dinamik olmak üzere ikiye ayrılabilir. Dinamik yükler; patlayıcıların yarattığı şoklar, mermi veya roket çarpması, rüzgârlar, depremler, vb. olarak sıralanabilirler. Dinamik yükler içerisinde, özellikleri en az bilinen yüklemelerden biri çarpma yüklemesidir.Bu araştırmada, kullanımı her geçen gün yaygınlaşan Kendiliğinden Yerleşen Betonda, lif takviyesinin, betonun reolojik ve mekanik özelliklerine ve daha önce yeterince incelenmemiş çarpma dayanımına etkisi incelenmiştir.Lifsiz KYB serilerinin taze beton deneylerinde en yüksek performansı sergilerken, serbest ağırlık düşürme yöntemiyle yapılan çarpma deneylerinde en düşük performansı sergilediği görülmüştür.Anahtar Kelimeler: Kendiliğinden yerleşen beton, lif, reoloji, çarpma etkisi Impact on Different Ratios of Fiber-Reinforced Self-Compacting ConcreteSelf-compacting concrete (SCC) is a special type of concrete produced in high fluid consistency using chemical additives. It will be easier placement of this type of concrete, the error arising from process ability become reduced. Easier to obtain higher quality concrete and concrete products Fibres are used today in order to improve mechanical properties of SCC. Fibre reinforcement decrease SCC's fresh concrete abilities although it increase mechanical properties of SCC.Loads acting on reinforced concrete structure can be divided into static and dynamic. Dynamic loads; shocks caused by explosives, bullets or rockets struck, winds, earthquakes and so on. As it can be sorted. In dynamic loads, it features one of the least known and examined shock loading installation.In this study, the use to go on increasing self-compacting concrete and fiber reinforced concrete, plastic case while consistency, after curing concrete that affects the strength and not previously studied enough shock effect have been discussed. In non-fibrous SCC series have indicated highest performance in fresh concrete test.Series of non-fibrous SCC has performed to high performance in fresh concrete test although they has performed to low performance in drop weight impact test.Keywords: Self compacting concrete, fiber, rheology, drop weight, impact test 159

Beton en geniş kullanım olanağına sahip yapı malzemesidir. Dayanımını önemli derecede düşürmeden betonu hafifleştirmek, Newton'ın F=ma ilkesi gereği, depreme dayanıklı yapı tasarımında çığır açılmasına neden olacak ve taşıyıcı hafif beton geleceğin belki de en önemli yapı malzemesi olacaktır.Türkiye'de ve dünyada, demir çelik endüstrisi ve kömürle elektrik üreten termik santrallerin artık maddeleri olan uçucu kül ve yüksek fırın cürufu, doğaya atılarak verimli tarım arazilerini işgal etmekte, ve çevre kirliliğine neden olmaktadır.Bu çalışmada, %10 uçucu kül, %50 yüksek fırın cürufu, %40 standart portland çimentosu, ve sayılan bu katı maddelerin ağırlıkça %37si kadar NaOH'lı su kullanılarak (aktivatör olarak), soğuk bağlama yöntemiyle prizmatik agregalar yapılmış ve özgül ağırlığı ile su emme oranları incelenmiştir. Daha sonra bu yapay agregalar kullanılarak,0,4 su/çimento oranına sahip,silis dumanı içeren taşıyıcı hafif beton dizaynı yapılmış ve 3 seri beton yapılmıştır. İlk seri 520 kg/m3 çimento içeriğine sahipken, diğer serilerde çimento ağırlıkça %42 oranında uçucu kül ve öğütülmüş yüksek fırın cürufuyla yer değiştirilmiştir.3. seri betonda diğer 2 seriden farklı olarak strux 90/40 fiber donatı kullanılarak etkileri incelenmiştir. Sertleşmiş betonlara 7 ve 28 günlerde basınç ve 28. günde eğilme deneyi yapılmıştır. Sonuç olarak görülmüştür ki, bu yeni agregayla 1900-2000kg/m3 yoğunluklu 28 ila 32 Mpa basınç dayanımlı taşıyıcı hafif beton yapılması mümkündür ve kalsiyum içeren uçucu kül ve yüksek fırın cürufunun çimento yerine kullanılması dayanımı düşürmemektedir.Anahtar kelimeler: uçucu kül,silis dumanı,taşıyıcı hafif beton, soğuk bağlama yöntemi, yüksek fırın cürufu, yapay agrega,strux 90/40 fiber donatı Concrete is the structural material which has the largest opportunity to be used. Due to the Newton's law that indicates F= ma, to make the concrete lighter without any important decrease in its strength will have a revolutinary effect in the area of earthquake resistant design and maybe structural lightweight concrete will be the most important structural material in the future.In Turkey and in the world, by products called fly ash and ground granulated blast furnace slag that are produced by the iron and steel industry and the thermal power plants that uses coal to generate electrical power, are thrown away to the nature, fills the productive farmlands and causes pollution.In this study, artificial ,prismatic aggregates including %10 fly ash,%50 GGBS(ground granulated blast furnace slag),%40 OPC(ordinary portland cement) and water with NaOH(as an activator) with a mass that is the %37 of the mass of materials counted, were produced by using cold bonding method, and their specific gravity and water absorption rates were investigated. Later, by using these aggregates, structural lightweight concretes including 0,4 water/cement ratio, and silica fume, were designed and 3 series of concrete were produced. First series included 520kg/m3 cement content, and in the other series fly ash and GGBS were replaced in the amount of %42 by mass with the cement. Only In the 3rd series that were different from the other two, strux 90/40 fibres were used and their affect were investigated. Hardened concretes were tested for compressive strength at 7 and 28th days and tested for flexural strength at 28th day.The results showed that its possible to produce a structral lightweight concrete with a specific gravity of 1900-2000 kg/m3 and with a compressive strength of 28-32 Mpa, and GGBS and fly ash with calcium content dont decrease the strength of concrete when they are used as a replacement with cement. Key words: fly ash,silica fume,structural lightweight concrete,cold bonding method,GGBS, artificial aggregates,strux 90/40 fibres. 79