EFFECT OF USING NANO SILICA IN POLYPROPYLENE FIBRE MICRO CONCRETES

In recent years, the use of nano materials is important in cement-based systems as in all other application areas. This study aims at the simultaneous use of nanomaterials and polypropylene fibers, which have been evaluated in mortar and concrete applications, in micro concretes. The mechanical, physical and microstructural effects of 9 series of micro concrete produced within the scope of the study were investigated. In the mixture designs, 3 different amounts (0, 5, 10 kg /m3) of nano silica and 3 different amounts (0, 1.2, 2.4 kg/m3) of 12 mm long chopped polypropylene fiber were used. The amount of cement used in the reference mix is 625 kg/m3 and the amount of silica fume used in all mixes is 125 kg/m3. A series of physical and mechanical experiments were carried out with 9 series of micro concretes produced and matured with lime saturated water curing. In addition, Scanning Electron Microscopy and Energy Dispersive Spectrum analysis were performed on samples from 6 series to represent 9 series of micro concrete. Accordingly, increasing amount of nano silica does not provide a linear increase in compressive and flexural strength, but the use of 5 kg/m3 nano silica has a positive effect on flexural and compressive strength. In addition, the use of polypropylene fiber increases flexural strength. According to Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy data, increasing amount of nano silica supports more C-S-H formation. In the Scanning Electron Microscopy analysis images, the distribution of the amount of polypropylene fiber in the mixture is evident.

Son yıllarda nano malzemelerin kullanımı diğer tüm uygulama alanlarında olduğu gibi çimento esaslı sistemlerde de önem arz etmektedir. Bu çalışma, harç ve beton uygulamalarında değerlendirilmiş olan nano malzemeler ve polipropilen liflerin mikro betonlarda eş zamanlı kullanımını amaçlamaktadır. Çalışma kapsamında üretilen 9 seri mikro betonun mekanik, fiziksel ve mikro yapı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Karışım tasarımlarında 3 farklı miktarda (0, 5, 10 kg/m3) nano silika ve 3 farklı miktarda (0, 1.2, 2.4 kg/m3) 12 mm uzunluğunda kırpılmış polipropilen lif kullanılmıştır. Referans karışımında kullanılan çimento miktarı 625 kg/m3 ve tüm karışımlarda kullanılan silis dumanı miktarı 125 kg/m3’tür. Üretilen ve kirece doygun su kürü ile olgunlaştırılan 9 seri mikro beton ile bir dizi fiziksel ve mekanik deney uygulanmıştır. Ayrıca 9 seri mikro betonu temsil edecek şekilde 6 seriden sağlanan numune örnekleriyle Taramalı Elektron Mikroskobu ve Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi analizi yapılmıştır. Buna göre artan nano silika miktarı basınç ve eğilme dayanımı üzerinde doğrusal bir artış sunmaz, ancak 5 kg/m3 nano silika kullanımı eğilme ve basınç dayanımı üzerinde pozitif etkiye sahiptir. Ayrıca polipropilen lif kullanımı eğilme dayanımını artırmaktadır. Enerji Dağılımlı X-Işını Spektroskopisi verilerine göre artan nano silika miktarı C-S-H oluşumunu desteklemektedir. Taramalı Elektron Mikroskobu analizi görüntülerinde ise polipropilen lif miktarının karışımdaki dağılımı belirgindir.