KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi / 2026 / Cilt: 16 Sayı: 3

Hibrit Polipropilen Lif Donatılı Betonun Rijit Kaplama Yapılarında Performans Değerlendirmesi

Performance Assessment of Hybrid Polypropylene Fiber-Reinforced Concrete for Rigid Pavement Structures

Gökhan Uçar(bitlis eren üniversitesi)0009-0008-1066-2530
Osman Ünsal Bayrak(ATATURK UNIVERSITY)0000-0003-4039-1248
Sayfa
1081–1100
Yayın Tarihi
2026-09-01
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Bu sonuçlar, lif takviyeli betonların dayanım ve dayanıklılık gerektiren yapısal uygulamalarda etkin bir seçenek olduğunu göstermiştir.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışma, ticari olarak temin edilen sikafiber ve polimono liflerin kullanımıyla, lif katkısının farklı su/çimento (s/c) oranları ve agrega gradasyonları altındaki betonun mekanik dayanımı ile enerji yutma kapasitesi üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Taguchi yöntemi ile dört farklı (s/c) oranı, lif oranı ve gradasyon seviyesi kullanılarak optimize edilmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Bu sonuçlar, lif takviyeli betonların dayanım ve dayanıklılık gerektiren yapısal uygulamalarda etkin bir seçenek olduğunu göstermiştir.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Basınç Dayanımı · Çekme Dayanımı · Lifli Beton

Özet

Bu çalışma, ticari olarak temin edilen sikafiber ve polimono liflerin kullanımıyla, lif katkısının farklı su/çimento (s/c) oranları ve agrega gradasyonları altındaki betonun mekanik dayanımı ile enerji yutma kapasitesi üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Taguchi yöntemi ile dört farklı (s/c) oranı, lif oranı ve gradasyon seviyesi kullanılarak optimize edilmiştir. Sadece sikafiber lifi kullanıldığında basınç dayanımı %4, eğilme dayanımı %9.2 artmıştır. Polimono lifi ile basınç ve eğilme dayanımında sırasıyla %3.3 ve %7.3 artış sağlanmıştır. Her iki lifin birlikte kullanımı basınç dayanımını %7.5, eğilme dayanımını %43 oranında artırmıştır. Lif oranının artması enerji yutma kapasitesini %173.957 iyileştirmiştir. Lif katkısı, betonun kırılganlığını (rijitliğini) azaltıp sünekliğini artırarak yapısal performansını güçlendirmiştir. Bu sonuçlar, lif takviyeli betonların dayanım ve dayanıklılık gerektiren yapısal uygulamalarda etkin bir seçenek olduğunu göstermiştir.

Abstract

This study was conducted to investigate the effects of fiber reinforcement on the mechanical strength and energy absorption capacity of concrete under varying watert/cement(w/c) ratios and aggregate gradations, using commercially available sikafiber and polimono fibers. Using the Taguchi method, four levels of w/c ratio, fiber content and gradation were optimized. When only sikafiber was used, compressive strength increased by 4% and flexural strength by 9.2%. With polimono fiber, increases of 3.3% and 7.3% were observed, respectively. The combined use of both fibers resulted in a 7.5% increase in compressive strength and a 43% increase in flexural strength. Increasing fiber content improved the energy absorption capacity by 173.957%. Fiber addition reduced the brittleness of concrete and enhanced its ductility, thereby improving structural performance. These findings indicate that fiber-reinforced concretes are an effective option for structural applications requiring enhanced strength and durability.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Uçar, G., Bayrak, O. Ü. (2026). Hibrit Polipropilen Lif Donatılı Betonun Rijit Kaplama Yapılarında Performans Değerlendirmesi. Iğdır Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, Cilt: 16 Sayı: 3, 1081–1100. https://doi.org/10.21597/jist.1786727

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (36)

  1. ACI Committee 544 (2002). State-of-the-art report on fiber reinforced concrete (ACI 544.1R-96). American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, USA.
  2. Açıkgenc, M. (2012). Properties and design of steel fiber reinforced concrete. MSc Thesis, Institute of Engineering Sciences, Pamukkale University, Denizli, Türkiye.
  3. Ağar, E., Sütaş, İ., Öztaş, G. (1998). Concrete roads (rigid pavement structures). ITU Faculty of Civil Engineering Press, Istanbul, Türkiye.
  4. Alkayış, M. H., & Başyiğit, C. (2025). Optimization of mechanical properties of mixed fiber concrete by Taguchi method: Impact, compressive and flexural strength. Turkish Journal of Civil Engineering, 36(4), 115–143. https://doi.org/10.18400/tjce.1525770
  5. Arazsu, U. (2012). Properties of fresh and hardened polypropylene fiber reinforced concretes. MSc Thesis, Institute of Science, Fırat University, Türkiye.
  6. ASTM C1018 (1997). Standard test method for flexural toughness and first-crack strength of fiber-reinforced concrete (Using beam with third-point loading). ASTM International, West Conshohocken, PA, USA.
  7. Azandariani, M. G., Vajdian, M., Asghari, K., & Mehrabi, S. (2023). Mechanical properties of polyolefin and polypropylene fibers-reinforced concrete–An experimental study. Composites Part C: Open Access, 12, 100410. https://doi.org/10.1016/j.jcomc.2023.100410
  8. Balaguru, P.N., Shah, S.P. (1992). Fiber-reinforced cement composites. McGraw-Hill, New York, NY, USA. Banthia, N., Gupta, R. (2004). Hybrid fibre reinforced concrete (HyFRC): Fibre synergy in high strength matrices. Materials and Structures, 37(10), 707–716.
  9. Banthia, N., Trottier, J.F. (1994). Concrete reinforced with deformed steel fibers, Part I: Bond–slip mechanisms. ACI Materials Journal, 91(5), 435–446.
  10. Bayrak, O.Ü. (2007). A new approach to rigid pavement design. PhD Dissertation, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Atatürk University, Erzurum, Türkiye.
  11. Bentur, A., Mindess, S. (2007). Fibre reinforced cementitious composites. 2nd ed., Taylor & Francis, London,UK.
  12. Çetin, O. (2009). New technologies in concrete roads: Roller compacted concrete. MSc Thesis, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Istanbul Technical University, Istanbul, Türkiye.
  13. Erdoğan, T.Y. (2003). Concrete. METU Development Foundation Publishing and Communication Inc., Ankara, Türkiye.
  14. Güngör, E. (2013). Experimental investigation of the properties of hybrid fiber reinforced concrete. MSc Thesis, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Balıkesir University, Balıkesir, Türkiye.
  15. Henry, J.J. (2000). Evaluation of pavement friction characteristics. NCHRP Synthesis 291, Transportation Research Board, Washington, DC, USA.
  16. Hınıslıoğlu, H., Bayrak, O.Ü. (2004). Optimization of early flexural strength of pavement concrete with silica fume and fly ash by Taguchi method. Civil Engineering and Environmental Systems, 21(2), 79–90.
  17. Karahan, O. (2006). Properties of fiber reinforced fly ash concrete. PhD Dissertation, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Çukurova University, Adana, Türkiye.
  18. Komlos, K., Babal, B., Nürnbergerová, T. (1995). Hybrid fibre-reinforced concrete under repeated loading. Nuclear Engineering and Design, 156(1–2), 195–200.
  19. Kuder, K.G., Shah, S.P. (2010). Processing of high-performance fiber-reinforced cement-based composites. Construction and Building Materials, 24(2), 181–186.
  20. Kurt, G. (2006). Effects of fiber content and water/cement ratio on the mechanical behavior of fiber reinforced concrete. MSc Thesis, Graduate School of Natural and Applied Sciences, Istanbul Technical University, Istanbul, Türkiye.
  21. Liu, X., Chen, Z., Zhang, Y., Chen, P., & Zhang, Y. (2025). Mechanical properties and flexural toughness evaluation method of mono/hybrid fiber-reinforced ultra-high performance seawater sea sand concrete. Construction and Building Materials, 461, 139861. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2025.139861
  22. Mindess, S., Young, J.F., Darwin, D. (2003). Concrete. 2nd ed., Prentice Hall, Upper Saddle River, NJ, USA. Naaman, A.E. (2003). Engineered steel fibers with optimal properties for reinforcement of cement composites. Journal of Advanced Concrete Technology, 1(3), 241–252.
  23. Qin, S., Gao, D., Wang, Z., Zhu, H. (2021). Research on the fracture behavior of steel fiber reinforced high-strength concrete. Materials, 15(1), 135. https://doi.org/10.3390/ma15010135
  24. Song, P.S., Hwang, S., Sheu, B.C. (2005). Strength properties of nylon and polypropylene fiber reinforced concretes. Cement and Concrete Research, 35(8), 1546–1550.
  25. Tahwia, A., Mokhles, M., & Elemam, W. (2023). Optimizing characteristics of high-performance concrete incorporating hybrid polypropylene fibers. Innovative Infrastructure Solutions, 8(11). https://doi.org/10.1007/s41062-023-01268-6
  26. Tanyildizi, H. (2021). Investigation of mechanical properties of polymer impregnated concrete containing polypropylene fiber by Taguchi and ANOVA methods. Revista de la Construcción. Journal of Construction, 20(1), 52-61. https://doi.org/10.7764/rdlc.20.1.52
  27. TS EN 12390-5 (2019). Testing hardened concrete – Part 5: Flexural strength of test specimens. Turkish Standards Institution, Ankara, Türkiye.
  28. Tunç, A. (2007). Road materials and applications. Ankara, Türkiye.
  29. Tunçel, M.U., Bayrak, O.Ü., Baş, F.İ., Bayata, H.F. (2020). Investigation of the usability of waste Kevlar in concrete pavements. European Journal of Science and Technology, 19, 668–678.
  30. Uğurlu, A. (1994a). Steel fiber reinforced concrete. Technical Report No. MLZ-878, General Directorate of State Hydraulic Works, Ankara, Türkiye.
  31. Uğurlu, A. (1994b). Mechanical properties and behavior of fiber reinforced concrete. Journal of Civil Engineering, 25(3), 45–52.
  32. Wang, T., Zhu, X., Zhang, Y., Li, Y., & Chen, J. (2023). The influence of fiber on the mechanical properties of geopolymer concrete: A review. Polymers, 15(4), 827. https://doi.org/10.3390/polym15040827
  33. Yaprak, H., Şimşek, O., Öneş, A. (2004). Effects of glass and steel fibers on selected concrete properties. Journal of Polytechnic, 7(4), 353–358.
  34. Yoo, D. Y., & Banthia, N. (2016). Mechanical properties of fiber-reinforced concrete: A review. Cement and Concrete Composites, 73, 267-280. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2016.08.001
  35. Yoo, D-Y., & N. Banthia. (2019). Impact resistance of fiber-reinforced concrete – A Review. Cement and Concrete Composites, 104, 103389. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.103389
  36. Yunas, M.F., Mohd Zuki, T.D.S.S. (2022). Study on the influence of water–cement ratio on the strength of micro steel fiber reinforced concrete. Recent Trends in Civil Engineering and Built Environment, 3(1), 1524–1531. https://doi.org/10.30880/rtcebe.2022.03.01.170