Çimento esaslı malzemelerin çekme dayanımlarını bulabilmek için yeni bir yöntem önerisi: Üçgen plaka yöntemi

Abstract

Bu çalışmada, çimento esaslı malzemelerin çekme dayanımının belirlenmesi için iki eksenli gerilme altında ölçülen yeni bir metot önerilmiştir. Bu metotta çimento esaslı numuneler eşkenar üçgen plaka şeklinde hazırlanmaktadır. Üretilen üçgen plaka numune, üç adet küçük çelik bilye üzerine mesnetlenmiş ve numunenin üst bölgesinde ağırlık merkezine yerleştirilen küçük çelik bir bilye yardımı ile de yükleme yapılmıştır. Üçgen plaka numunelerin geometrik özellikleri, mesnetlenme ve yükleme durumları belirlenmiş, plaka numunenin taşıma kapasitesi ile malzemenin çekme dayanımı arasında ilişki kurulmuştur. Malzemenin çekme dayanımı için plastisite teorisinin kinematik bir yöntemi olan akma çizgileri yöntemi yardımıyla kapalı formda basit bir analitik formül türetilmiştir. Çekme dayanımını belirleyebilmek için önerilen formülü doğrulamak amacı ile çok sayıda harç üçgen ve prizma numunesi hazırlanarak test edilmiş ayrıca üçgen plaka numuneleri için Sonlu Elemanlar Modelli (SEM) oluşturulmuştur. Deneysel çalışma ve SEM sonuçlarının, önerilen yöntemin iki eksenli çekme dayanımını belirlemede kullanılabileceği görülmüştür. Deneysel sonuçlar, önerilen metotla belirlenen çift eksenli çekme dayanımının üç nokta eğilme deneyiyle belirlenen eğilmede çekme dayanımı değerinden %22 kadar daha düşük olduğunu göstermiştir.

In this paper, a new test method to determine biaxial flexural tensile strength of cement based materials is proposed. A mortar triangular plate specimen is supported on three small spherical silver balls and loaded externally on a small spherical silver ball from the center of gravity of specimen. Yield line theory (YLT), which is a kinematic method of plastic analysis, is used to drive a simple equation for biaxial flexural tensile strength of cement based materials. In order to verify the derived equation, lots of triangular and prism mortar specimens were produced and tested according to the proposed model and three-point flexural test, respectively. Moreover, finite element analysis is also used to verify the derived equation and the results obtained from the experimental studies. It was concluded that FE analysis and experimental studies verified the proposed method and the derived closed-form equation for biaxial tensile strength of cement based materials. Experimental results also exhibited that biaxial tensile strength measured by proposed method is about 22% lower than that of the flexural strength obtained from three-point flexural test.