Cam tekstil donatılı çimentolu kompozitlerin mekanik özellikleri

Son on yılda beton yapı geliştirilmesinde verimlilik ve yenilikçiliğin artırılması öncelik taşıdı. Bu gelişimin önemli amacı, betonun zayıflığını güçlendirmek ve bu malzemenin azami fayda sağlanması için yeni bir yol sağlamaktır. Betonun önemli problemlerinden biri de işlenebilirlik ve sıkıştırmadır. Günümüzde pek çok yapıda, insanlar kalıpta betonun yerleştırmesi için titreşimi kullanıyor ancak birçok proje titremenin segregasyon, zaman kaybı ve gürültü gibi birçok soruna neden olduğunu göstermektedir. Bu sorunu çözmek için bilim insanları, sertleşme, yüzey kalitesi, dayanıklılık ve son olarak mukavemet açısından beton kalitesini geliştiren kendiliğinden yerleşen beton teknolojisini buldu. Beton, özellikle Portland çimentosu, en yaygın kullanılan dolgu malzemesi, ve sudan sonra dünyada ikinci en çok kullanılan malzemedir, ancak çimento klinker üretiminden kaynaklanan CO2 emisyonu nedeniyle % 4.8 oranında toplam hava kirliliğine sebep olmuştur (Küresel CO2 emisyonları: 2014 Raporu). Portland çimentosunun kullanım miktarını azaltmak ve aynı zamanda betonun mukavemetini ve işlenebilirliğini arttırmak için bazı katkı maddeleri betona eklenebilir. Katkı maddeleri genellikle, işlenebilir betonlarda gerekli suyun azaltılması ile mukavemeti arttırırken, mineral katkılar da, işlenebilirlik, plastisite ve mukavemeti artırır. Mineral katkılar arasında, uçucu kül ve Yüksek Fırın Cürufu betonda yaygın olarak kullanılan en güvenilir bağlayıcılardır. Betonun bir başka güçsüzlüğü, betonun kırılgan doğasıdır. Bugün birçok araştırmada, fiber gibi malzemeler takviye malzemesi olarak belirtilmektedir. Takviye fazı genellikle daha iyi rijitlik ve mukavemet davranışı gösterir. Özellikle sürekli tekstil lifleri yapının daha sünek olmasına yardımcı olmak için daha iyi bir seçimdir. Sürekli lifler arasında, cam bir doğal malzeme olarak daha iyi bir çözüm olarak görülmektedir. Bu malzeme halihazırda uçak ve otomotiv endüstrisinde ve makine mühendisliğinde kullanılmaktadır. Bu teknolojinin uygun bir şekilde kullanımı, maliyetleri büyük ölçüde azaltmaktadır. Günümüzde birçok bilim insanı, üretim maliyetlerini düşürmek ve lif üretimi için verimli bir yapı bulmak için çalışmalar yapmaktadır. Örneğin; maliyet açısından verimli bir lif üretimi, yüksek entegre bir performansa ve kısa sürede üretim sürecine ihtiyaç duymaktadır. Son yıllarda, beton teknolojisinde önemli gelişmeler kaydedildi. Sadece 40 yıl önce, betonarme yapılarda kullanılan betonun basınç dayanımı en fazla 40 MPa idi. Böyle bir beton, küp basınç dayanımları 200.800 MPa arasında, çekme dayanımları 25. 150 MPa arasında ve kırılma enerjileri ise yaklaşık 30000 J/m2 olan yüksek performanslı modern betonlarla kıyaslandığında, şu anda gerçekten oldukça düşük dayanımlı malzeme olarak kabul edilebilir. Betonun gerilme mukavemeti temel ve önemli özelliklerden biridir. Beton silindirde çekme mukavemet testinin ayrılması, betonun gerilme mukavemetinin belirlenmesinde kullanılan bir yöntemdir. Beton gevrek doğası nedeniyle gerginlikte çok zayıftır ve doğrudan gerginliğe direnmesi beklenmemektedir. Beton, gerilme kuvvetlerine maruz kaldığında çatlaklar geliştirir. Bu nedenle, beton elemanların çatlayabileceği yükü belirlemek için betonun gerilme mukavemetini belirlemek gerekir. Cam elyaf, polimerler ve karbon elyaf gibi diğer elyafa kabaca kıyaslanabilir mekanik özelliklere sahiptir. Karbon fiber kadar güçlü veya katı değilse de, kompozitler halinde kullanıldığında çok daha ucuz ve daha az gevrektir. Cam elyafları bu nedenle pek çok polimer ürünü için takviye edici bir madde olarak kullanılır; Cam elyaf takviyeli polimer kompozit malzeme olarak da bilinen, cam takviyeli plastik olarak da bilinen, oldukça kuvvetli ve nispeten hafif bir fiber oluşturmak için kullanılır. Bu yapısal malzeme ürünü, çok az veya hiç hava veya gaz içerir, daha yoğundur ve cam yünü çok daha zayıf bir termal yalıtkandır. Bu araştırmada, matriks reolojisini, akış hızını ve davranışını incelemek için minislump testi uygulanmış ve video kaydı yapılmıştır. Akış süresini elde etmek için bir test masasında T115, T150 ve T170'de olmak üzere üç paralel daire çizilip bunun sonucunda, matriksin nihai yayılma çapı ölçülmüştür. İkinci aşamada, akışkanlığı daha iyi olan iki matriks numunesi seçilmiş ve bu iki numuneyi kullanarak basınç dayanımı ve eğilme testi örnekleri üretilmiştir. Bu iki matriksin performansını ve kalitesini kontrol etmek adına basınç dayanım testi uygulanmıştır. Son aşamada, sürekli cam tekstille takviye edilmiş numunelere üç nokta eğilme testi uygulanmıştır. Bu araştırmanın temel amacı cam tekstil donatılı çimentolu kompozitlerin performansını incelemektir. Bu sebeple, kompozitin tekstil yönü, iki çeşit tekstil ve matris kalitesi dikkate alınarak performansını araştırdık. Farklı tipte tekstil, farklı matris tipi ve farklı tekstil yönü etkisi araştırılmıştır. Son bölümünde, gelecekte yapılacak çalışmalar için öneriler bulunmaktadir.