Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları
Yazarlar
Yayınlar
- MakaleYalnız künye2026Scopus SJRQ1Mechanical properties of polypropylene fiber-reinforced shotcrete based chromite flotation waste using a nondestructive testing method
Aksüt, Yavuz Selim; Seferoğlu, Mehmet Tevfik
This study examines the mechanical behavior and non-destructive assessment of shotcrete reinforced with polypropylene fibers (PPFs) and incorporating chromite flotation waste (CFW) as a partial substitute for fine aggregate. Shotcrete mixtures were prepared with four CFW replacement levels (0–30%) and four PPFs volume fractions (0–1%) and their compressive strength, splitting tensile strength and static modulus of elasticity were evaluated. Poisson's ratio and ultrasonic pulse velocity (UPV) were experimentally determined. The effect of fiber reinforcement and waste incorporation on the mechanical behavior was evaluated through statistical correlation, simple regression and multivariable predictive modeling approaches. The results showed that moderate PPFs contents (0.25–0.5%) generally enhanced compressive and tensile performance while excessive fiber dosage (1%) led to strength and stiffness reductions due to increased heterogeneity, fiber agglomeration and void formation at high CFW replacement levels. Increasing CFW content resulted in systematic reductions in UPV values with an average decrease of approximately 3–4% per 10% CFW replacement indicating changes in matrix continuity and internal structure. However, these UPV reductions were not directly proportional to losses in mechanical strength or elastic stiffness. Correlation analyses revealed weak to moderate relationships between UPV and mechanical properties confirming that UPV alone is insufficient to represent the complex behavior of fiber-reinforced, waste-based shotcrete systems. Simple UPV-based regression models exhibited limited predictive capability for both compressive strength (R2 ~ 0.16) and static modulus of elasticity (R2 ~ 0.002). In contrast, multivariable regression models incorporating normalized UPV, CFW replacement ratio and PPFs volume fraction together with their interaction terms, significantly improved prediction accuracy. The proposed models achieved high coefficients of determination (R2 ~ 0.86 for compressive strength and R2 ~ 0.97 for static elastic modulus) with substantially reduced root mean square error (RMSE) values. Finally, the findings demonstrate that UPV can be effectively used as a non-destructive indicator for estimating the strength and stiffness of PPFs reinforced shotcrete incorporating CFW only when material specific parameters are explicitly considered.
- Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2019Taze halde soğuk hava etkisine maruz lifli betonların mekanik özelliklerinin incelenmesi
Hasan Tunç
Geleneksel beton, tipik olarak yorulma, kavitasyon,(boşluk, oyuk, çukur), aşınma, çarpma dayanımı, çatlama sonrası yük taşıma dayanımı ve tokluk açısından zayıftır. Betonun bu özelliklerinin belirgin olarak gerektiği yerlerde, beton içine değişik malzemelerden üretilmiş ve teknik özellikleri yüksek liflerin katılması sonucu betonun zayıf özellikleri iyileştirilerek beton güçlendirilmiştir. Verimli ve doğru sonuçlar elde edebilmek için beton tasarımının önemli olduğu kadar, beton döküm koşullarında bir o kadar önem taşımaktadır. Beton dökümü sırasında; ortalama sıcaklığın art arda üç gün süre ile +5ºC'un altına düşmesi TS 1248 standardında soğuk hava olarak tanımlanmıştır. Birbirini izleyen 3 günden uzun bir süre içinde; günlük ortalama hava sıcaklığı 5 ºC'den az ise veya 24 saatlik bir sürenin yarısından daha fazla bir sürede sıcaklık 10 ºC'nin üzerine çıkmıyor ise, bu koşullar da yine soğuk hava koşulları olarak tanımlanmaktadır (ACI 306, 1997). Taze betonun döküldüğü ortamın sıcaklığı düşünce priz süresi uzar, hidratasyon yavaşlar ve dayanım kazanma hızı azalır, buna bağlı olarak da kalıp alma süresi de gecikir. Taze betonun ve içindeki suyun donmasıyla birlikte hidratasyon da durur. Don etkisine uğrayan beton çözülünce hidratasyon yeniden başlayabilir, ancak çimento hamuru-agrega ve çimento hamuru-donatı ara yüzeylerinde aderans büyük ölçüde azalır. Bu durum ise beton dayanımında düşüşe yol açar. Bu sebeplerden dolayı; Bu çalışmada; taze halde soğuk hava etkisinde üretilen lifli betonların mekanik özelliklerindeki, değişim incelenmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla, çelik ve polipropilen lifler eklenerek üretilen betonlar taze halde 0ºC, -5ºC ve -10ºC derecelerde soğuk havaya maruz bırakılmıştır. Soğuk hava etkisi ile mekanik özelliklerdeki değişimi kıyaslamak amacıyla laboratuvar şartlarında çelik ve polipropilen lifli örnekler üretilmiştir. Lif özelliklerinin mekanik özelliklere katkısını görmek amacıyla çelik ve polipropilen lifler, farklı uzunluklarda ve farklı oranlarda kullanılmıştır. Üretilen örnekler üzerinde eğilme dayanımı, basınç dayanımı ve enerji yutma kapasiteleri (tokluk) belirlenmiştir. Üretilen lifli betonlarda normal şartlar ve soğuk hava şartlarının mekanik özelliklere etkisi incelenmiştir. Sonuç olarak, betonun maruz kaldığı sıcaklık değerinin değişimi ile mekanik özelliklere olumsuz etkisinin olduğu belirlenmiştir. Betonda kullanılan lif katkısının, mekanik özelliklere olumlu etki yaptığı görülmüştür.
- BildiriYalnız künye2012The Effects of Types and Content of Fibers on Mechanical Properties of Cementitious Composites
Çavdar, Ahmet; Ozkul, MH; Atahan, HN; Dogan, UA; Pekmezci, BY; Sengul, O
In this study, four different types of fibers are added to cement mortars and it is aimed to investigate their mechanical contributions to mortars, comparatively. Polypropylene (PP), carbon (CF), glass (GF) and polyvinyl alcohol (PVA) fibers are chosen as fibers to research. These fibers are added into mortars five different ratios (0.0%, 0.5%, 1.0%, 1.50% and 2.0%) by volume. The mechanical properties investigated are flexural strength, deflection and compressive strength of the cement mortars. These properties are determined under two conditions, one of two is saturated surface dry (SSD) and second one is oven dry (OD). It is concluded that each fibers contributes the mechanical properties of mortars in different addition ratios. PVA fibers show the best performance of the fibers investigated in this study. Fibers present best performance at OD condition.
