Polimerik elyaf takviyeli çimentolu kompozitlerin mekanik özelliklerinin deneysel değerlendirilmesi ve sayısal modellenmesi

Bu çalışma, polimerik elyaf takviyeli çimentolu kompozitlerin (PFRCC) mekanik davranışlarını incelemekte ve özellikle elyaf tipi, elyaf dozajı ve su/bağlayıcı (W/B) oranı gibi faktörlerin eğilme dayanımı (FS) üzerindeki etkilerine odaklanmaktadır. Toplam 82 karışım değerlendirilmiş olup, bunların 42'si deneysel harç karışımı ve 40'ı literatürden alınmıştır.Karışımlarda polipropilen (PP) ve polivinil alkol (PVA) elyafları %0–1.4 arasında değişen hacim oranlarında ve iki farklı W/B oranı (0.30 ve 0.45) ile kullanılmıştır. Mekanik özellikler, özellikle basınç dayanımı (CS) ve eğilme dayanımı (FS), standart yöntemlere göre test edilmiştir.Önceki araştırmalardaki boşlukları gidermek amacıyla, elyafın boy/en oranı, elyaf çekme dayanımı, agrega-kum oranı ve bağlayıcı miktarı gibi ek parametreler de dikkate alınarak daha kapsamlı bir değerlendirme yapılmıştır.Öngörüsel modelleme için, elyaf tipi, elyaf miktarı, W/B oranı ve numune geometrisi gibi girdilere dayalı olarak Çoklu Doğrusal Regresyon (MLR) ve Gen İfade Programlama (GEP) yöntemleri uygulanmıştır.Sonuçlar, düşük W/B oranının (0.30) sürekli olarak daha yüksek mekanik performans sağladığını, eğilme dayanımının 9.59 MPa'ya ulaştığını ve FS için optimum elyaf içeriğinin %0.6–1.0 arasında olduğunu göstermiştir.İki elyaf tipi arasında, PVA elyafları, çimento matrisi ile daha güçlü bağlanması sayesinde PP'ye göre daha iyi sonuç vermiştir.Modelleme açısından, GEP, doğrusal olmayan ilişkileri etkili bir şekilde yakalayarak MLR'den üstün performans göstermiş; eğitim için R² = 0.90 ve doğrulama için R² = 0.74 değerine ulaşırken, MLR'nin R² değeri 0.68'de kalmıştır.Genel olarak, bu çalışma polimerik elyafların çimentolu kompozitlerin mekanik özelliklerini geliştirmedeki rolüne ilişkin değerli bulgular sunmakta; özellikle GEP ile geliştirilen öngörüsel modeller, mühendisler için elyaf takviyeli betonun çeşitli yapısal uygulamalarda tasarımını optimize etmeye yönelik pratik araçlarsağlamaktadır.