Polimer-modifiye çimento esaslı hibrit lifli hafif kompozit geliştirilmesi

Beton gevrek bir malzemedir, düşük yükler altında lineer elastik bir davranış gösterir. Yük arttırıldığında ise, yalın beton ilk çatlaktan itibaren taşıma gücünü kaybeder. "Mühendislik Özellikleri Geliştirilmiş Çimento Esaslı Lifli Kompozit (Engineered Cementitious Composites - ECC)" bünyesinde barındırdığı mikron boyutlu lifler sayesinde, çekme yükleri altında çoklu çatlak davranışı gösterebilen, enerji yutma kapasitesi yalın betona kıyasla yüksek olan yeni nesil bir yapı malzemesidir. Bu tezde, iki farklı lif ve bunların hibrit kullanımı ile tasarlanmış ECC'lerin karışım suyu farklı oranlarda (%12,5, %25) polimer emülsiyonu ile ikame edilmiştir. Kullanılan lifler "Yüksek Çekme Dayanımlı Polipropilen (HTPP)" ve "Polivinil Alkol (PVA)"dür. Kompozit, bu liflerin hacimce %2; %1,5-%0,5 ve %1-%1 oranlarında kullanılması ile hazırlanmıştır. Kompozitte yapılan değişikliklerin çatlak gelişimi üzerine etkilerini gözlemleyebilmek için Dijital Görüntü Korelasyonu (Digital Image Correlation - DIC) yönteminden faydalanılmıştır. Kullanılan polimer emülsiyonu "Stiren Akrilik Kauçuk (SAR)" kökenlidir. Polimer modifikasyonu, polimerin hava sürükleyici etkisi dolayısıyla hafif kompozit üretimini desteklemiş ve oluşturduğu film sayesinde ise çekme dayanımında %28 artış sağlamıştır. Ancak polimer modifiye ECC'lerin çoklu çatlak oluşturma kapasitelerinde polimer yüzdesine bağlı olarak belli orana kadar artış ve daha yüksek oranlarda azalış gözlenmiştir. ECC bünyesinde oluşan polimer filminin belirli bir yoğunluktan sonra, matrisin çatlamaya karşı direncini arttırarak çoklu çatlak gelişimini engellediği tespit edilmiştir. ECC'nin kırılma tokluğunu arttırmak amacıyla matrise hacimce %3 oranında granüle cam tozu eklenerek kompozitin çoklu çatlak davranışı desteklenmiş ve çatlak sayısında ortalama %20'lik artış elde edilmiştir.