Silis dumanının geri kazanılmış agregalı beton kırılma parametreleri ve çatlak haritası üzerine etkisi
Bu çalışma, doğal (NA) ve geri kazanılmış agrega (RA) ile silis dumanı (SF) içeren betonların kırılmaparametrelerinin belirlenmesini içeren ve betonarme bir kiriş elemanda çatlakların durumunu inceleyen birçalışmadır. Kırılma modellerinden çift-K kırılma modeli bu çalışmada dikkate alınmış ve gerekli veriler sonluelemanlar metodu (FEM) kullanılarak Abaqus paket programında oluşturulan modelin çözümünden eldeedilmiştir. Abaqus hayali çatlak modeli simülasyonlarında, geometrik non-lineerite ve malzeme non-lineeritesigöz önüne alınarak modeller kurgulanmış ve simülasyonlarda kullanılan gerekli malzeme parametreleri (basınç,çekme, E-modülü, vs.) deneysel verilere dayanmaktadır. FEM analizleri sonrası kırılma parametrelerihesaplanmış, geleneksel beton için oluşturulan kırılma modellerinden çift-K kırılma modelinin, RAC kırılmaparametreleri ve kırılma davranışı tespitinde de kullanılabileceği belirlenmiş, ayrıca farklı oranlarda RA ve SFkullanımının çatlak ilerlemesi ve kırılma özellikleri üzerinde etkisinin olduğu tespit edilmiştir. Çatlak haritalarınıbelirlemek üzere oluşturulan ve farklı oranlarda RA ve SF içeren FEM modellerine ait sonuçlar incelendiğinde,RA ile SF’nin beraber kullanılması; RAC ilk çatlama tokluğunu artırdığı ve donatılı RAC kirişte daha az sayıdafakat daha derin çatlakları oluşturduğu görülmüştür. Ayrıca, RA içeren donatılı kirişlerin rijitliklerinin NA içerendonatılı kirişin rijitliğine göre daha az olmasına rağmen, RA içeren donatılı kirişlerin NA içeren donatılı kiriş ileyaklaşık aynı elastik taşıma kapasitesine sahip olduğu belirlenmiştir.
Silica fume effect on fracture parameters and cracking pattern maps of recycled aggregate concrete
The paper demonstrates the determination of the fracture parameters of concretes included recycled aggregate (RA) and silica fume (SF) and the crack pattern of a reinforced concrete beam. Double-K fracture model (DKFM) is considered in this paper and the required parameters for DKFM are obtained from the model simulated using finite element method (FEM) in Abaqus. In the simulation parts geometric nonlinearity and material nonlinearity is considered and the parameters of materials for modelling applications depends on the experiments. The fracture parameters are calculated after obtaining the FEM model analyses. The implemented study of fracture behavior of the conventional and recycled aggregate concretes with and without SF and RA reveals that the conventional concrete fracture models (double-K fracture model) could be used to determine the fracture parameters and fracture behavior of RAC and both SF and RA use in concrete has an effect on fracture properties is found. Moreover, crack pattern of a reinforced concrete beam with and without RA and SF is investigated. According to the results, number of cracks decrease but the depth of cracks increase and initial cracking toughness increases if both RA and SF are used at various ratios in the concretes. Although RA inclusion in concretes decreases the rigidity of the beam, approximately equal elastic bearing capacity of the beam is found.
___
- 1. Duan Z.H., Poon C.S., Propert൴es of recycled aggregate concrete made w൴th recycled aggregates w൴th d൴fferent amounts of old adhered mortars, Mater Des 58, 19–29, 2014
- 2. Kou S.C., Poon C.S., Long-term mechan൴cal and durab൴l൴ty propert൴es of recycled aggregate concrete prepared w൴th the ൴ncorporat൴on of fly ash, Cem Concr Compos 37, 12–9, 2013
- 3. D൴lbas H., Çakır Ö., Ş൴mşek M., Recycled Aggregate Concretes (RACs) for Structural Use: An Evaluat൴on on Elast൴c൴ty Modulus and Energy Capac൴t൴es, Int J C൴v Eng 15 (2), 247-261, 2017
- 4. Topçu I.B., Günçan N.F., Us൴ng Waste Concrete As Aggregate, Cem Concr Res 25, 1385–90, 1995
- 5. Akça K., Çakır Ö., İpek M., Propert൴es of polypropylene f൴ber re൴nforced concrete us൴ng recycled aggregates, Constr Bu൴ld Mater 98, 620–30, 2015
- 6. Re൴s J.M.L., dos Jurumenh M.A.G., Exper൴mental ൴nvest൴gat൴on on the effects of recycled aggregate on fracture behav൴or of polymer concrete, Mater Res 14, 326–30, 2011
- 7. Casucc൴o M., Torr൴jos M.C., G൴acc൴o G., Zerb൴no R., Fa൴lure mechan൴sm of recycled aggregate concrete, Constr Bu൴ld Mater 22, 1500–6, 2008
- 8. X൴ao J., L൴ W., Fan Y., Huang X., An overv൴ew of study on recycled aggregate concrete ൴n Ch൴na (1996–2011) Constr Bu൴ld Mater 31, 364–83, 2012
- 9. Arezoumand൴ M., Drury J., Volz J.S., Effect of Recycled Concrete Aggregate Replacement Level on the Fracture Behav൴or of Concrete, J Front Constr Eng 3, 1–8, 2014
- 10. R൴az M.R., Hameed R., Ilyas M., Akram A., S൴dd൴q൴ Z.A., Mechan൴cal Character൴zat൴on of Recycled Aggregate Concrete, Pak J Engg Appl Sc൴ 16, 25–32, 2015
- 11. Choubey R.K., Kumar S., Chakradhara Rao M., Model൴ng of fracture parameters for crack propagat൴on ൴n recycled aggregate concrete, Constr Bu൴ld Mater 106, 168–78, 2016
- 12. Chen G.M., Yang H., L൴n C.J., Chen J.F., He Y.H., Zhang H.Z., Fracture behav൴our of steel f൴bre re൴nforced recycled aggregate concrete after exposure to elevated temperatures, Constr Bu൴ld Mater 128, 272–86, 2016
- 13. Ignjatov൴ć I.S., Mar൴nkov൴ć S.B., M൴škov൴ć Z.M., Sav൴ć A.R., Flexural behav൴or of re൴nforced recycled aggregate concrete beams under short-term load൴ng, Mater Struct 46, 1045–59, 2013
- 14. Cho൴ W.C., Yun H.D., Shear strength of re൴nforced recycled aggregate concrete beams w൴thout shear re൴nforcements, J C൴v Eng Manag 23, 1, 76-84, 2016
- 15. Knaack A.M., Kurama Y.C., Behav൴or of Re൴nforced Concrete Beams w൴th Recycled Concrete Coarse Aggregates, J Struct Eng 141, 3, 1-11, 2015
- 16. D൴lbas H., Ger൴ Kazanılmış Agregalı Betondan Üret൴len B൴r Konsol K൴r൴ş൴n Mekan൴k Davranışının İncelenmes൴, Fen B൴l൴mler൴ Enst൴tüsü, Yıldız Tekn൴k Ün൴vers൴tes൴, İstanbul, 2014.
- 17. S൴nae൴ H., Mahd൴ S., Abna A.H., Aghae൴ M., Shar൴at൴ A., Evaluat൴on of re൴nforced concrete beam behav൴our us൴ng f൴n൴te element analys൴s by ABAQUS, Sc൴ Res Essays 7, 2002–9, 2012
- 18. D൴lbas H., Ş൴mşek M., Çakır Ö., An ൴nvest൴gat൴on on mechan൴cal and phys൴cal propert൴es of recycled aggregate concrete (RAC) w൴th and w൴thout s൴l൴ca füme, Constr Bu൴ld Mater 61, 50–9, 2014
- 19. Oh B-H., Jang S-Y., Byun H-K., Pred൴ct൴on of fracture energy of concrete, KCI Concr J 11, 211–21, 1999
- 20. X൴ao J., L൴ W., Poon C., Recent stud൴es on mechan൴cal propert൴es of recycled aggregate concrete ൴n Ch൴na-A rev൴ew, Sc൴ Ch൴na Technol Sc൴ 55, 1463–80, 2012
- 21. Re൴nhardt H., Cornel൴ssen H., Hord൴jk D., Tens൴le Tests and Fa൴lure Analys൴s of Concrete, J Struct Eng 112, 2462–77, 1986
- 22. Gen൴komsou A.S., Polak M.A., F൴n൴te element analys൴s of punch൴ng shear of concrete slabs us൴ng damaged plast൴c൴ty model ൴n ABAQUS, Eng Struct 98, 38–48, 2015
- 23. Xu S., Re൴nhardt H., Determ൴nat൴on of double-K cr൴ter൴on for crack propagat൴on ൴n quas൴-br൴ttle fracture, Part II: Analyt൴cal evaluat൴ng and pract൴cal measur൴ng methods for three-po൴nt bend൴ng notched beams, Int J Fract 98, 151–77, 1999
- 24. Jankow൴ak T., Lodygowsk൴ T., Ident൴f൴cat൴on of parameters of concrete damage plast൴c൴ty const൴tut൴ve model, Found C൴v Env൴ron 6, 53–69, 2005
- 25. D൴lbas H., Çakır Ö., Ş൴mşek M., Kentsel Dönüşüm Sonucu Oluşan Molozların Ger൴ Dönüşümle Betonda Kullanımı – S൴l൴s Dumanı Katkılı Ger൴ Kazanılmış Agregalı Betonlar, 9. Ulus. Bet. Kongres൴, Antalya, 387– 98, 387-98, 2015.
- 26. Xu S., Re൴nhardt H.W., Determ൴nat൴on of doubleDeterm൴nat൴on of double-K cr൴ter൴on for crack propagat൴on ൴n quas൴-br൴ttle fracture Part I: exper൴mental ൴nvest൴gat൴on of crack propagat൴on, Int J Fract 98, 111– 49, 1999
- 27. Evangel൴sta L., de Br൴to J., Mechanical behav൴our of concrete made w൴th f൴ne recycled concrete aggregates, Cem Concr Compos 29, 397–401, 2007
- ISSN: 1300-1884
- Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
- Başlangıç: 1986
- Yayıncı: Oğuzhan YILMAZ
Sayıdaki Diğer Makaleler
Selçuk SAATCI, Sena TAYFUR, Ninel ALVER
Havacılık endüstrisinde yeni trend: Al-Li esaslı alaşımlar