EFFECT OF STEEL FIBER ON THE MECHANICAL PROPERTIES OF THE GLASS AND BASALT FIBER COMPOSITES

Abstract

Çelik fiber, ağırlığına rağmen maliyet etkinliği, yüksek performansı ve bulunabilirliği nedeniyle kullanılan en yaygın metal fiberdir. Bu çalışmada, çelik fiberin cam ve bazalt fiber ile birleştirilmesinin sonuçları araştırılmıştır. Matris malzemesi olarak epoksi ve poliüretan kullanılmış ve 58 adet lamine kompozitler üretilmiştir. Çalışma iki bölüme ayrılmıştır. İlk bölümde, cam fiber, bazalt ve çelik fiber ve üç meş boyutuna (200, 100 ve 50) sahip çelik fiber ile takviyelendirilmiş epoksiden oluşan lamine kompozitler üretilmiştir. İkinci bölümde de benzer şekilde 29 adet hibrit ve hibrit olmayan kompozit malzemeler üretilmiş ancak epoksi yerine poliüretan kullanılmıştır. Genel olarak, bu bölümde, matris değiştirmenin hibrit kompozit malzemelerin karakterizasyonu üzerindeki etkisini araştırmak amaçlanmıştır. Hazırlanan kompozit numunelerin mekanik özellikleri karakterize edilmiş ve test edilen numunelerin kırılma bölgesi taramalı elektron mikroskobu ile incelenmiştir. Sonuçlar, bazalt ve cam tabakaların çelik tabakalarla değiştirilmesinin, genel olarak üretilen hibrit kompozitlerde pozitif bir hibritleşme etkisine yol açtığını ortaya koymuştur. Sonuç olarak, çelik lifinin cam lifi ve bazalt lifi ile hibritleştirme potansiyelinin olumlu yönde fiziksel yapılar ve mekanik özellikler üzerinde sinerjistik etkilere sahip yeni malzemeler oluşturabileceğini göstermiştir. Çelik/cam ve çelik/bazalt lifli hibrit kompozitler, hibrit olmayan lamine kompozitlere kıyasla iyi çekme mukavemeti, eğilme mukavemeti, gerinim ve enerji emilimi nedeniyle yapısal uygulamalarda kullanım açısından umut vaat etmektedir.Steel fiber is the most common metal fiber used due to its cost-effectiveness, high performance, and availability despite its heavy weight. This study investigated the results of combining steel fiber with glass or basalt fiber. Epoxy and polyurethane were used as matrix materials and 58 composite laminates were created. The study is divided into two parts. In the first part, composite laminates were created of glass fiber, basalt, and the three mesh sizes (200, 100, and 50) of steel fibers reinforced epoxy. In the second part, similarly, 29 hybrid and non-hybrid composite materials were created, but instead of epoxy, polyurethane was used. In general, this part aims to investigate the influence of switching the matrix on the characterization of hybrid composite materials. The mechanical properties of prepared composite specimens were characterized, and scanning electron microscope observation was performed around the fracture region of the tested specimens. The results revealed that the replacement of some basalt and glass layers with steel layers leads to a positive hybridization effect of the overall produced hybrid composites. Consequently, the potential to hybridize steel fiber with glass fiber and basalt fiber could create new materials with unique physical structures and synergistic effects on mechanical properties. The steel/glass and steel/basalt fibers hybrid composites exhibit promise in structural applications because of their good tensile strength, flexural strength, strain, and energy absorption compared to non-hybrid composite laminates.