Experimental investigation of mechanical properties of hybrid fiber reinforced concrete samples and prediction of energy absorption capacity of beams by fuzzy-genetic model


ALTUN F. , TANRIÖVEN F., DİRİKGİL T.

CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS, cilt.44, ss.565-574, 2013 (SCI İndekslerine Giren Dergi) identifier identifier

  • Cilt numarası: 44
  • Basım Tarihi: 2013
  • Doi Numarası: 10.1016/j.conbuildmat.2013.03.043
  • Dergi Adı: CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • Sayfa Sayıları: ss.565-574

Özet

Betonarme taşıyıcı sistemlerin temel bileşeni olan beton malzemesinin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi amacıyla birçok araştırma yapılmaktadır. Betonun lif takviyesi ile güçlendirilmesi çalışmaları, söz konusu araştırmalar arasında önemli bir yere sahiptir. Bu çalışmada, çelik lif ve polipropilen (PP) liflerin belirli oranlarda birlikte kullanılması ile elde edilen hibrid lif katkılı betonların mekanik özellikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Test numuneleri C40 beton sınıfı ile üretilen 180 adet silindir (150x300mm) ve 90 adet prizmatik kiriş (150x150x750mm) numuneden oluşmaktadır. Numuneler 7, 28 ve 90 günlük kür periyotlarının ardından, belirli bir program dahilinde oda sıcaklığından 100, 200, 400, 600 ve 800°C’ye kadar yüksek sıcaklık etkisine maruz bırakılmıştır. Hibrid lif katkısının betonun basınç dayanımı, eğilme dayanımı ve enerji yutma kapasitesi üzerinde önemli ölçüde katkısının olduğu görülmüştür. Eğilmeye zorlandığında gevrek bir davranış gösteren betonun düktilitesinin artırılması açısından hibrid lif katkısının önemi ortaya konulmuştur.

 

Çok sayıda test numunesinin bulunduğu deneysel çalışmalarda, herhangi bir sebepten dolayı veri kaybı yaşanması ya da veri alınamaması gibi durumlar çözülmesi gereken bir problem olarak göz önüne alınmıştır. Bu nedenle hem deneysel boşlukların hem de deney parametrelerinin test edilmeyen değer aralıklarının tahmin edilebilmesi için, bir fuzzy-genetik modeli önerilmiştir. Model üç farklı uygulama ile ele alınmış ve veri tahmininde başarılı bir performans göstermiştir.

There have been a great number of studies aiming to improve the mechanical qualities of concrete material which is a basic component of reinforced concrete bearing systems. Attempts to reinforce the concrete through fiber addition have an important place among these studies. This study is an experimental research on the mechanical features of hybrid fiber added concretes which are obtained using steel fibers and polypropylene (PP) fibers together in certain proportions. Test specimens consist of 180 cylindrical samples (150x300 mm) and 90 prismatic (150x150x750 mm) beams produced in C40 concrete class. The specimens were exposed to temperatures ranging from room temperature to 100, 200, 400, 600 and 800oC in a certain order following their cure periods of 7, 28 and 90 days. It was observed that hybrid fiber addition has a significant contribution into the compressive strength, flexural strength and energy absorption capacity of the concrete. Significance of hybrid fiber addition was put forward for the increase in ductility of the concrete which displays a brittle behaviour when forced to bending.

 

In the experimental studies with a numerous test specimens, losing of data due to some reasons and being unable to receive data was considered as a problem to be solved. Therefore, a fuzzy-genetic model was suggested to predict not only the experimental gaps, but also the untested value ranges of experimental parameters. Model was taken consideration in three different applications and it showed a satisfactory performance in predicting data.