Lifli betonların darbe dayanımının deneysel ve sayısal olarak incelenmesi

Bu tez çalışmasında bağlayıcı, çelik, polipropilen ve bazalt lif miktarının, lifli betonların mekanik ve darbe dayanım özelliklerine etkileri, deneysel ve istatistiksel analiz yöntemleri kullanılarak kapsamlı şekilde incelenmiştir. Deneysel çalışmada, dört seviyede bağlayıcı dozajı ve dört seviye çelik, polipropilen ve bazalt lif oranları kullanılarak 16 farklı beton karışımı hazırlanmıştır. Lifli betonun mekanik özellikleri ve darbe dayanımına etkileyen parametreleri incelemek için Taguchi L16 (4^4) ortogonal dizini kullanılarak optimizasyon çalışmaları yürütülmüştür. Deneysel çalışmalar kapsamında, beton numuneleri için taze ve sertleşmiş mekanik özellik deneyleri gerçekleştirilmiştir. Beton serileri üzerinde basınç, eğilme ve darbe dayanımı deneyleri yapılmıştır. Elde edilen deneysel veriler, betonun mekanik özelliklerini maksimize edecek şekilde Taguchi analizine tabi tutulmuştur ve optimum beton karışımları belirlenmiştir. Optimum karışımlar, Taguchi tahmin sonuçları ile deneysel çalışmalar yapılarak doğrulanmıştır. Ek olarak 256 adet seriye ait mekanik özellikler tahmin analizleri ile sunulmuştur. Ayrıca Ansys Explicit Dynamics modülü ile beton numunelerin çarpma (tekil ve çoklu darbe etkisi) altındaki davranışları modellenmiş ve deneysel verilerle uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. İleri sayısal analiz olarak, patlama ve mermi çarpma analizleri RHT (Riedel-Hiermaier-Thoma) malzeme modeli kullanılarak gerçekleştirilerek, beton, betonarme ve çelik lifli duvar modellerinin dinamik etkiler altındaki hasar modelleri incelenmiştir. Sonuçlar, çelik ve sentetik liflerin optimum karışım oranlarıyla, lifli betonların darbe dayanımını artırmada etkin bir çözüm sunduğunu göstermiştir. Elde edilen deneysel ve sayısal analiz sonuçları, lif katkılı beton karışımlarının çarpma ve darbe etkisi altındaki enerji yutma kapasitesini ve çatlak dirençlerini iyileştirerek, savunma yapıları ve yüksek darbe dayanımı gerektiren diğer mühendislik uygulamaları için makul bir yapı malzemesi olduğunu kanıtlamıştır.