Kireç-Ponza Harçların İki Parametreli Kırılma Modeline Göre Analizi

Abstract

1970’lere kadar betonun kırılma mekaniği üzerine yürütülen deneysel çalışmalar, klasik doğrusal elastik kırılma mekaniğinin (DEKM) beton gibi yarı-gevrek malzemeler için geçersiz olduğunu ortaya koymuştur. DEKM’nin bu yetersizliği; betonda çatlak ucunun önünde yer alan, geniş ölçekli ve tam çatlaklar içeren inelastik bir bölgenin mevcudiyetinden kaynaklanmaktadır. Kırılma süreci bölgesi olarak adlandırılan bu bölge, DEKM tarafından ihmal edilmektedir. Bu nedenle, pek çok araştırmacı beton yapıların göçmesini karakterize etmek amacıyla doğrusal olmayan kırılma mekaniği yaklaşımları geliştirmiştir. Bu çalışmada, kireç-ponza harçlarının kırılma parametrelerini hesaplamak amacıyla üç farklı başlangıç çatlak uzunluğuna sahip kirişler üretilmiştir. Üç nokta eğilme deneyi uygulanan numunelerin göçme yükleri belirlenmiştir. Harçların kırılma parametreleri, iki parametreli kırılma modeli kullanılarak hesaplanmıştır. Sonuç olarak kireç-ponza harçlarının normal çimento bazlı karışımlara nazaran, kırılma tokluğu ve gevreklik açısından oldukça zayıf olduğu tespit edilmiştir.

Experimental studies on the fracture mechanics of concrete conducted until the 1970s demonstrated that classical linear elastic fracture mechanics (LEFM) was invalid for semi-brittle materials such as concrete. This inapplicability of LEFM stems from the presence of an inelastic region in the concrete containing large-scale, complete cracks located ahead of the crack tip. This region, called the fracture process region, is neglected by LEFM. Therefore, many researchers have developed nonlinear fracture mechanics approaches to characterize the failure of concrete structures. In this study, beams with three different initial crack lengths were produced to calculate the fracture parameters of lime-pumice mortars. The failure loads of the samples were determined by using to three-point bending tests. The fracture parameters of the samples were calculated employing the two-parameter fracture model. The findings demonstrate that lime–pumice mortars exhibit considerably lower fracture toughness and higher brittleness compared to conventional cement-based mixtures.