Atık çelik liflerin betonun mekanik özelliklerine etkisi

Bu çalışmanın amacı atık araç lastiklerinden elde edilen çelik liflerin betonun mekanik özelliklerine etkisini incelemektir. Bu kapsamda, bir tanesi lifsiz (yalın) olmak üzere atık çelik lif türü ve lif içerikleri değiştirilerek farklı karışımlar hazırlandı. Çalışmada boylulukları 164, 81 ve 41 olan ve geometrileri farklı üç çeşit atık çelik lif kullanıldı. B türü liflerle lif içerikleri 5 kg/m³, 10 kg/m³, 15 kg/m³ olmak üzere 3 çeşit; C türü liflerle lif içerikleri 10 kg/m³, 20 kg/m³, 30 kg/m³ ve 40 kg/m³ olmak üzere 4 çeşit; D türü liflerle ise lif içerikleri 20 kg/m³, 40 kg/m³ ve 60 kg/m³ olmak üzere 3 çeşit beton üretildi. Çökme ve birim kütle deneyleri yapıldıktan sonra 100×100×500 mm boyutlarında kalıplara yerleştirildi ve vibrasyonla sıkıştırıldı. Üretilen tüm karışımlarda etkin su/çimento oranı 0.50, bağlayıcı içeriği 360 kg/m3 olarak sabit tutuldu. Tüm numuneler, 24 saat sonra kalıptan çıkartılarak 28 gün boyunca sürekli olarak 20°C±2°C'de kirece doygun su içerisinde bekletildi. 28. günde sudan çıkartılan numuneler deney gününe kadar laboratuvar şartlarında muhafaza edildi. Sertleşmiş beton deneyleri 56ncı günde yapıldı. Kırılma enerjisinin ve eğilme dayanımının belirlenmesi için RILEM TC 50-FMC'nin önerisine göre çentikli kiriş numuneler üzerinde üç noktalı eğilme deneyi yapıldı. Eğilme deneyinden çıkan parçalar 100×100×100 mm boyutlarında kesilerek üzerlerinde basınç dayanımı ve yarmada çekme dayanımı deneyleri yapıldı. İşlenebilirlik lif içeriğinin ve boyluluk oranının arttırılmasıyla azaldı. Kullanılan atık çelik liflerin betonun basınç dayanımına belirgin bir katkı sağlamadığı, ancak yarma dayanımını önemli düzeyde arttırdığı görüldü. Lif içerikleri ve boyluluk oranları yük-sehim eğrilerinde çatlak sonrası şekil değiştirme davranışlarını etkiledi. Lifsiz beton numune çatlak sonrası gevrek bir davranış sergilerken, lifli numunelerde ise lif oranlarına bağlı olarak şekil değiştirme sertleşmesi gözlendi. Her üç lif türünde de betonlarda lif içerikleri arttırıldıkça ilk çatlak yükü, tepe yükü ve ilk çatlak yüküne karşılık gelen sehim değeri arttı. Ayrıca artan lif içeriği ile birlikte ilk çatlak gerilmesindeki sehim değeri ile maksimum çatlak gerilmesindeki sehim değeri arasındaki fark büyüdü. Atık çelik liflerin içerikleri ve boyluluk oranları arttırıldıkça üretilen betonların kırılma enerjileri sürekli bir artış gösterdi. Atık çelik lif içeriğinin arttırılması ve atık çelik liflerin boyluluğunun artması eğilme dayanımını belirgin bir şekilde arttırdı.