Ultra yüksek performanslı beton plakaların balistik direnci

Abstract

Son yıllarda, terör faaliyetleri dünya genelinde giderek artmaktadır. Askeri ve sivil binaları hedef alan bu saldırılar, yalnızca yapısal hasarlara neden olmakla kalmayıp, aynı zamanda büyük can ve mal kayıplarına yol açmaktadır. Bu nedenle, aşırı yüklere direnç gösteren, yüksek performanslı yeni nesil inşaat malzemelerinin geliştirilmesi, araştırmacılar ve mühendisler tarafından büyük ilgi görmektedir. Dünyada en çok kullanılan yapı malzemesi olan betonun balistik performansı, askeri ve sivil yapılar için büyük önem taşımaktadır. Son yıllarda, geleneksel betona göre daha üstün mekanik özelliklere sahip olan Ultra Yüksek Performanslı Lifli Beton (UYPLB), savunma yapılarının tasarımında kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada; betona eklenen lifler sayesinde betonun silahlı saldırılara karşı dayanımının arttırılması hedeflenmiştir. Bu amaçla farklı tipte yeni nesil çelik lifler kullanılarak geliştirilen UYPLB karışımlarının balistik performansları incelenmiştir. Bu kapsamda üç farklı beton karışımı kullanılarak 325x325 mm boyutlarında ve 80 mm kalınlığında plak elemanlar üretilerek bu plakaların balistik performansa etkileri araştırılmıştır. Sonuç olarak plak numuneler üzerinde yapılan çalışmalarda, referans olarak üretilen lifsiz betonun, krater derinliği ve eşdeğer krater çapı parametrelerinde %2 ve %3 çelik lifli numunelere göre daha fazla hasar gördüğü belirlenmiştir. Bu sonuçlar, betonun her yerine homojen şekilde dağıtılan çelik liflerle takviye edilmesinin üstün balistik performans sağladığını göstermektedir. Hacimce lif oranı arttıkça basınç dayanımı artış gösterirken krater çapı ve krater derinliğinde azalma meydana geldiği gözlemlenmiştir.

In recent years, terrorist activities have been increasing worldwide. These attacks, which target military and civilian buildings, not only cause structural damage, but also lead to massive loss of life and property. For this reason, the development of new generation construction materials with high performance and resistance to extreme loads is of great interest to researchers and engineers. The ballistic performance of concrete, the most widely used construction material in the world, is of great importance for military and civilian structures. In recent years, Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC), which has superior mechanical properties compared to conventional concrete, has started to be used in the design of defense structures. In this study; it is aimed to increase the resistance of concrete against armed attacks by adding fibers to concrete. For this purpose, the ballistic performances of UHPFRC mixtures developed using different types of new generation steel fibers were investigated. In this context, plate elements with dimensions of 325x325 mm and 80 mm thickness were produced using three different concrete mixtures and the effects of these plates on ballistic performance were investigated. As a result, it was determined that the fiber-free concrete produced as a reference was damaged more than the specimens with 2% and 3% steel fibers in the crater depth and equivalent crater diameter parameters. These results indicate that reinforcement of concrete with steel fibers distributed homogeneously throughout the concrete provides superior ballistic performance. It was observed that compressive strength increased with increasing fiber content by volume, while crater diameter and crater depth decreased.