Çelik lifli kendiliğinden yerleşen betonların reolojik, mekanik, kırılma parametrelerinin araştırılması ve optimum tasarımı

Bu çalışmada, çelik lifli kendiliğinden yerleşen betonların (ÇLKYB) reolojik, mekanik ve kırılma özelliklerine çelik lif narinliği, miktarı ve karışımın ince agrega / kaba agrega oranının (İA/KA oranı) etkisi incelenmiş, optimizasyon tekniklerinden tepki yüzeyi yöntemi (TYY) ile ÇLKYB'nin optimizasyonu ve performansa dayalı tasarımı yapılmıştır.Lifsiz ve lifli kendiliğinden yerleşen karışımların reolojik özellikleri J-halkalı çökme yayılma deneyi, V-kutusu deneyi ve L-kutusu deneyi ile değerlendirilmiştir. Çelik lif narinliği, miktarı ve karışımın İA/KA oranının ÇLKYB'nin basınç dayanımı, elastisite modülü, yarmada çekme dayanımı ve eğilme dayanımı gibi mekanik özellikleri yanında kırılma davranışı ve kırılma enerjisi üzerine etkileri araştırılmıştır. Lifsiz ve lifli karışımların kırılma enerjileri, çentikli eğilme örnekleri üzerinde kapalı çevrimli deplasman kontrollü eğilme cihazı ile gerçekleştirilen üç noktalı eğilme deneyi ile belirlenmiştir. Ayrıca, eğilme örnekleri üzerinde bilgisayar destekli görüntü analizi çalışmaları yapılarak lif yönelimi de tespit edilmiştir.Öte yandan, kimya sektöründe üretim süreçlerinin optimum tasarımında kullanılan ancak çimentolu kompozitlerin tasarımında henüz yeterince kullanım alanı bulamamış olan optimizasyon tekniklerinden tepki yüzeyi yöntemi (TYY), çelik lifli kendiliğinden yerleşen betonların optimum tasarımında kullanılmış ve uygulanabilirliği kanıtlanmıştır. TYY ile optimum tasarımda mekanik özellikler ve maliyetin yanında ÇLKYB'nin işlenebilirliği de dikkate alınarak çok amaçlı optimizasyonu yapılmış ve böylece en iyi reolojik özelliklere, en iyi mekanik özelliklere, maksimum sünekliğe sahip ve ekonomik ÇLKYB karışımda olması gereken optimum lif miktarı ve karışımın İA/KA oranı, farklı narinliklerde çelik lifler için belirlenmiştir. Bununla birlikte, ÇLKYB'nin optimum tasarımında belirli bir kırılma enerjisi hedef tasarım parametresine ulaşmak için gerekli olan optimum lif miktarı ve agrega özellikleri de lif narinliğine göre belirlenmiştir.Çalışmadan elde edilen sonuçlar, ÇLKYB karışımın İA/KA oranının önemli bir tasarım parametresi olduğunu göstermiştir. Ayrıca, ÇLKYB'de en iyi reolojik özelliklere, en yüksek mekanik özellikler ile en yüksek sünekliğe sahip ve ekonomik karışımların oluşturulması için seçilmesi gereken optimum İA/KA oranının, kullanılan lif narinliğine göre değiştiği ortaya konmuştur.