Akıllı betonun birim şekil değiştirmesi-elektriksel direnç ilişkisinin modellenmesi

Altyapıların performansı doğal afetler, malzeme bozulmaları ve diğer çevresel faktörlerden olumsuz etkilenmektedir. Yapı sağlığının gözlenmesi, can ve mal güvenliği açısından önemli bir konudur. Yapı sağlığını gözlemek için yaygın olarak kullanılan gerinim pulları, düşük dayanıklı, maliyetli ve düşük duyarlılığa sahiptirler. Bu tezde, sonlu elemanlar metodu kullanılarak akıllı betonun piezorezistif davranışı için sayısal modeller geliştirilmiştir. Sonlu elemanlar modeli, akıllı beton üzerinde yapılan basınç testinden toplanan deneysel veriler kullanılarak tasarlanmıştır. Basınç testi 75 mm boyutlu akıllı beton küp numuneleri üzerinde yapılmıştır. Akıllı beton çimento CEM II 42.5 R, silika dumanı, kırma taş ince ve iri agregalar, pirinç lif ve akışkanlaştırıcıdan oluşturulmuştur. Basınç deneyi sırasında elektriksel direnç değişimi ve birim sekil değiştirme ölçümleri eş zamanlı olarak yapıldı. Akıllı betonun elektriksel direnç değişimi ile birim şekil değiştirmesi arasında güçlü doğrusal ilişki tespit edildi. Bu etkiye piezorezistive etki denir. Bu deneysel gözlemler sayısal yöntemler ile modellendi. ANSYS Multiphysics 14.0 sonlu elemanlar platformu kullanarak akıllı betonun numuneleri modellenmesi için 3 boyutlu SOLID226 elemanlar kullanılmıştır. Sayısal sonuçlar, birim şekil değiştirme etkisi altındaki özdirenç değişimi olarak tayin edildi. Simüle edilmiş akıllı betonun elektrik özdirenci, deneysel araştırmada da tespit edildiği gibi uygulanan birim şekil değiştirme ile azalmaktadır. Sayısal bulgular, deneysel sonuçları ile oldukça uyumludur. Akıllı betonun modellenmesi, yapı mühendisleri tarafından kullanılabilecek bir modelin oluşturulmasını sağlayacaktır.