Lif cinsleri ve kullanım oranlarının 3 boyutlu baskı betonunun ekstrüde edilebilirlik ve kullanılabilirlik özelliklerine etkisinin incelenmesi


Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2023

Tezin Dili: Türkçe

Öğrenci: Fatih BÜLBÜL

Danışman: Abdussamet Arslan

Özet:

İnşaat sektörünün klasik yapısı son yıllarda hem ihtiyaçlar hem de teknolojik gelişmeler doğrultusunda hızla değişmektedir. Gelişen bu teknolojilerden biri olan ve kendisine birçok sektörde kullanım alanı bulan 3B yazıcı teknolojisi inşaat uygulamalarında da kullanılmaya başlanmıştır. Bu teknoloji ile birlikte klasik betonun pompa iletimine uygun reolojik özellikleri güncel ihtiyaçları karşılayamamış, yeni beton tasarımları ve tasarım teknikleri ortaya çıkmıştır. Betonun 3B baskıya uygun mekanik özelliklerinin karşılanabilmesi için lif katkılar sıklıkla kullanılmaktadır. Ancak lif katkıların kullanımı ile betonun 3B baskıya uygun reolojik özelliklerinin optimize edilmesi karmaşık bir süreçtir. Bu tez çalışmasında 3B baskıya uygun betonlarda kullanılan lif katkıların, betonun taze hal özelliklerinden olan çalışma süresi, ekstrüde edilebilirlik ve inşa edilebilirlik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada, mineral ve kimyasal katkılar kullanılarak lif katkıların etkilerinin analiz edilebileceği 3B baskıya uygun bir kontrol karışımı oluşturulmuştur. Kontrol karışımına polipropilen, karbon ve cam lifler hacimce 0,5-1-1,5-2% oranlarında katılarak liflerin karışım üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışma sonucunda tür ve kullanım oranı fark etmeksizin tüm liflerin çalışma süresini azalttığı gözlemlenmiştir. Öte yandan optimize edilen kontrol karışımı için ekstrüde edilebilirliğin sağlanamadığı ilk 15 dakikalık süreç, lif katkıların kullanımı ile ortadan kaldırılmış ve ilk dakikada dahi baskıya uygun karışımlar elde edilmiştir. Lif katkılı karışımlar şekil stabilitesi açısından incelendiğinde tüm lif türleri için hacimce 1% ve 1,5% oranlarında lif kullanılan karışımların 3B baskı için en uygun karışımlar olduğu saptanmıştır. Deneysel çalışmanın son aşamasında en düşük inşa edilebilirlik kapasitesine sahip (hacimce 0,5%) lif katkılı karışımlar ile 3B baskı işlemi simüle edilmiş, çok katmanlı yapı elemanları oluşturulmuştur. Sonuç olarak ekstrüzyon süresi içerisinde 9 katman ile en düşük inşa edilebilirlik yeteneği karbon lifli karışımlarda gözlemlenirken, polipropilen lifli karışımlar ile 15 katmana kadar sağlıklı inşa edilebilirlik elde edilmiştir.

Anahtar Kelimeler : 3 Boyutlu Beton Baskı, Ekstrüde Edilebilirlik, İnşa Edilebilirlik, Karışım Tasarımı, Lif Takviye, Lifli Beton