Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 23(6), 671-678, 2017 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 671 Çimento esaslı kompozitlerde karma lif kullanımı The use of hybrid in cementitious composites Kazım TÜRK 1* , Ceren KINA 2 1 İnşaat Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, İnönü Üniversitesi, Malatya, Türkiye. kazim.turk@inonu.edu.tr, crnkna@gmail.com Geliş Tarihi/Received: 04.04.2016, Kabul Tarihi/Accepted: 05.09.2016 * Yazışılan yazar/Corresponding author doi: 10.5505/pajes.2016.17047 Derleme Makalesi/Review Article Öz Abstract İnşaat sektöründeki gelişmelerle birlikte çok yüksek katlı betonarme binaların yaygınlaşması, altyapıya verilen önemin artması, nükleer enerji alanındaki yatırımların söz konusu olması gibi gelişmelerden dolayı beton teknolojisinde lif kullanımı büyük bir önem kazanmıştır. Dolayısıyla, bu lif takviyeli kompozitin özellikle, süneklik özelliğine sahip olması gerektiği açıktır. Lif takviyeli kompozitler yapısal elemanların sünekliğini arttırarak, deprem, roket darbeleri ve patlamalar gibi aşırı deplasman oluşturan olayları esnasında büyük miktarda enerji yutarak ileri düzeyde yapısal göçmeyi engellemek için tasarlanmaktadır. Bu kompozitlerin inşaat sektöründe kullanılmasıyla birlikte, çok yüksek betonarme binaların inşa edilebilmesi, önemli altyapı elemanlarının dayanıklılığının ve ekonomik ömrünün arttırılabilmesi, nükleer enerji santrallerinin güvenliği açısından büyük önem arz eden korunak binalarının daha güvenli yapılabilmesi, betonarme taşıyıcı elemanların kesit ve donatı oranlarında azalmalara gidilebilmesi çok daha mümkün olabilmektedir. Bu bağlamda, beton teknolojisinde yukarıda belirtilen kompozit özelliklerinin sağlanması açısından lif kullanımının önemi artmaktadır. Değişik malzeme özelliklerine sahip lif türlerinin tek veya farklı lif kombinasyonlarıyla birlikte karma olarak kullanımıyla daha gelişmiş kompozitler üretmenin mümkün olduğu yapılan incelemeler sonucunda tespit edilmiştir. Bu makalede, çimento esaslı kompozit üretiminde lif kullanımının önemi, lif tipleri ve kullanım şekilleri (tek lif ve karma lif) ve makro ve mikro lif türlerinin karma lif takviyeli kompozitlerin mühendislik özellikleri üzerine etkileri araştırılmıştır. Sonuçta, çoklu çatlak oluşumu ve yüksek çekme dayanımı gibi avantajları nedeniyle inşaat sektöründe karma lif takviyeli kompozit kullanımı büyük önem kazanmaktadır. With the developments in the construction sector, the use of fiber in concrete technology has gained great importance due to the developments of the spread of high rise concrete buildings, the increasing importance given to infrastructure, investments in nuclear energy field. Therefore, it is clear that this fiber reinforced composite especially should have also ductility properties. Fiber reinforced composites are designed in order to prevent extremely structural collapse by absorbing massive amount of energy during extreme load- displacement events such as earthquakes, projectile impacts and explosions. It will be much more possible with using this composite in the construction sector to construct much higher concrete building, increase the economic life and strength of important infrastructure members, construct more secure containment buildings which is important for the safety of nuclear power plant, reduce the section and reinforcement ratios in reinforced concrete structural members. In this regard, in the concrete technology in order to provide the above mentioned composite properties, the significance of fiber usage has increased. It was found from studies made that it is possible to produce more developed composites using hybrid fiber having different properties with single or different fiber combinations. In this paper, the significance of the use of fiber for producing the cementitious composite, fiber types and the using forms (single or hybrid) and the effects of micro and macro fiber types on the engineering properties of the hybrid fiber reinforced composites are investigated. Finally, at construction sector the use of hybrid reinforced composites has gained great importance due to the formation of multiple crack and high tensile strength. Anahtar kelimeler: Çimento esaslı kompozit, Karma lif, Mikro ve makro lif, Süneklik Keywords: Cementitious composite, Hybrid fiber, Micro and macro fiber, Ductility 1 Giriş Lif takviyeli beton ile ilgili ilk çalışmalar 1950 ve 1960’larda çelik lif takviyeli betonun mekanik davranışını anlamak amacıyla yapılmıştır [1]. Lif takviyeli beton, gelişigüzel yönlenmiş lifler içeren beton olarak tanımlanmaktadır [2]. Günümüz inşaat sektöründe lif takviyeli betonlar, önemli altyapı elemanlarının dayanıklılığının ve ekonomik ömrünün arttırılmasında, nükleer enerji santrallerinin güvenliği açısından büyük önem arz eden korunak binalarının yapılmasında ve yol kaplamaları, endüstriyel döşemeler, su yapıları, tüneller, köprüler, patlamaya dayanıklı askeri yapılar, uçak pistleri, beton borular ve ön dökümlü beton elemanlar gibi birçok uygulamada kullanılmaktadır. Yüksek performanslı lif takviyeli çimento esaslı kompozitin özel bir türü olan Engineered Cementitious Composites (ECC), mikromekanik prensipler sayesinde minimize edilmiş lif miktarıyla (≤%2) birbirini izleyen çoklu mikro çatlak genişliği ve yüksek çekme sünekliği gösterecek şekilde tasarlanmıştır [3]-[5]. Çünkü, lifli betonlarda çatlak genişliği genelde 300-400m seviyelerindeyken, bu değer ECC için 60 m’den az olmaktadır. Bu ise ECC’nin diğer beton türlerine göre çevresel etkiler altında da daha dayanıklı olmasını sağlamaktadır [6]. Bu sebeple, tamir malzemesi olarak beton veya tipik lif takviyeli beton kullanılarak kontrol edilen sistemlere kıyasla daha güçlü, daha sünek, daha fazla enerji yutma kapasitesine sahip olan ECC tamir sistemi daha iyi çatlak genişliği kontrolü sergiler [7]. Özellikle, tek eksenli çekme altında %2.5’tan fazla şekil değiştirme kapasitesi sergileyebilen erken yüksek dayanımlı ECC’nin hızlı ve dayanıklı beton onarımları için uzun vadede dayanıklılık sağlaması açısından oldukça uygun bir malzeme olduğu görülmüştür [8]. Birden çok süreksiz lif tipinin karışımı ile geleneksel beton matrisinin birleşiminden elde edilen lif takviyeli betona karma lif takviyeli beton denilmektedir [9]-[14]. Beton karışımında karma çelik lif birleşimi görüşü ilk olarak Rossi ve diğ. [15] tarafından önerilmiştir. Karma lif takviyeli kompozitte, mikro