i 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

KARBON LİF VE MİNERAL KATKILI AKILLI 

HARÇLARIN MEKANİK VE YÜKSEK SICAKLIK 

PERFORMANSININ ARAŞTIRILMASI 

 

 

Alim Berk ÇAĞLAYAN 



ii 

 

  
 

T.C. 

BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ 

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ 

 

 

 

 

 

 

KARBON LİF VE MİNERAL KATKILI AKILLI HARÇLARIN MEKANİK VE 

YÜKSEK SICAKLIK PERFORMANSININ ARAŞTIRILMASI 

 

Alim Berk ÇAĞLAYAN 

0000-0002-9131-4595 

 

 

Doç. Dr. Murat ÖZTÜRK 

(Danışman) 

 

 

 

 

YÜKSEK LİSANS TEZİ 

İNŞAAT MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI 

 

 

 

 

 

 

 

 

BURSA – 2025 

Her Hakkı Saklıdır 

 

 

 

TEZ ONAYI 



iii 

 

   

Alim Berk ÇAĞLAYAN tarafından hazırlanan “KARBON LİF VE MİNERAL 

KATKILI AKILLI HARÇLARIN MEKANİK VE YÜKSEK SICAKLIK 

PERFORMANSININ ARAŞTIRILMASI” adlı tez çalışması aşağıdaki jüri tarafından oy 

birliği ile Bursa Uludağ Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği 

Anabilim Dalı’nda YÜKSEK LİSANS TEZİ olarak kabul edilmiştir. 
  

Danışman: Doç. Dr. Murat ÖZTÜRK 
 

 

  

Başkan      : Doç. Dr. Murat ÖZTÜRK  

0000-0003-3389-4883 

Bursa Uludağ Üniversitesi,  

Mühendislik Fakültesi,  

Yapı Malzemesi Anabilim Dalı 

 

İmza 

Üye           :  Prof. Dr. Adem DOĞANGÜN 

 0000-0002-1867-7103 

Bursa Uludağ Üniversitesi,  

Mühendislik Fakültesi,   

Yapı Anabilim Dalı 

 

İmza  

Üye          :  Prof. Dr. İsa YÜKSEL 

0000-0002-5176-9990 

Bursa Teknik Üniversitesi,  

Mühendislik ve Doğa Bilimleri Fakültesi,  

Yapı Anabilim Dalı 

 

 

İmza  

 

 

 

 

 

 

 

 

Yukarıdaki sonucu onaylarım 

 

 

 

Prof. Dr. Ali KARA 

Enstitü Müdürü 

../../…. 



iv 

 

 

  
 

B.U.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü tez yazım kurallarına uygun olarak hazırladığım bu 

tez çalışmasında;  

 

 tez içindeki bütün bilgi ve belgeleri akademik kurallar çerçevesinde elde ettiğimi, 

 görsel, işitsel ve yazılı tüm bilgi ve sonuçları bilimsel ahlak kurallarına uygun olarak 

sunduğumu,  

 başkalarının eserlerinden yararlanılması durumunda ilgili eserlere bilimsel normlara 

uygun olarak atıfta bulunduğumu,  

 atıfta bulunduğum eserlerin tümünü kaynak olarak gösterdiğimi,  

 kullanılan verilerde herhangi bir tahrifat yapmadığımı,   

 ve bu tezin herhangi bir bölümünü bu üniversite veya başka bir üniversitede başka 

bir tez çalışması olarak sunmadığımı  

 

beyan ederim.  

  

23/01/2025 

Alim Berk ÇAĞLAYAN 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 



v 

 

 

 

 

TEZ YAYINLANMA  

FİKRİ MÜLKİYET HAKLARI BEYANI 

 

Enstitü tarafından onaylanan lisansüstü tezin/raporun tamamını veya herhangi bir 

kısmını, basılı (kâğıt) ve elektronik formatta arşivleme ve aşağıda verilen koşullarla 

kullanıma açma izni Bursa Uludağ Üniversitesi’ne aittir. Bu izinle Üniversiteye verilen 

kullanım hakları dışındaki tüm fikri mülkiyet hakları ile tezin tamamının ya da bir 

bölümünün gelecekteki çalışmalarda (makale, kitap, lisans ve patent vb.) kullanım hakları 

tarafımıza ait olacaktır. Tezde yer alan telif hakkı bulunan ve sahiplerinden yazılı izin 

alınarak kullanılması zorunlu metinlerin yazılı izin alınarak kullandığını ve istenildiğinde 

suretlerini Üniversiteye teslim etmeyi taahhüt ederiz.  

 

Yükseköğretim Kurulu tarafından yayınlanan “Lisansüstü Tezlerin Elektronik 

Ortamda Toplanması, Düzenlenmesi ve Erişime Açılmasına İlişkin Yönerge” 

kapsamında, yönerge tarafından belirtilen kısıtlamalar olmadığı takdirde tezin YÖK 

Ulusal Tez Merkezi / B.U.Ü. Kütüphanesi Açık Erişim Sistemi ve üye olunan diğer veri 

tabanlarının (Proquest veri tabanı gibi) erişimine açılması uygundur.  

 

 

 

 

Danışman Adı-Soyadı 

Tarih 

Öğrencinin Adı-Soyadı 

Tarih 
Murat ÖZTÜRK 

 
 
 
 
 
 
 

İmza 
Bu bölüme kişinin kendi el yazısı ile okudum 

anladım yazmalı ve imzalanmalıdır. 

Alim Berk ÇAĞLAYAN 
 
 
 
 
 
 
 

İmza 
Bu bölüme kişinin kendi el yazısı ile okudum 

anladım yazmalı ve imzalanmalıdır. 

 

 

 

 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

 

vi 

 

 

 

 

 

BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ  

LİSANSÜSTÜ TEZ TANITIMI  

ÖĞRENCİ VE DANIŞMAN FORMU 

FR 3.4.6_27 

BURSA ULUDAĞ ÜNİVERSİTESİ YÜKSEK LİSANS EĞİTİMİ BOYUNCA  

BİLİMSEL ÇALIŞMALARI VE FAALİYETLERİ* 

1. Global Conference on Engineering Research Online Bildiri. 

2. ………………………………………………………………………… 

3. ………………………………………………………………………… 

4. ………………………………………………………………………… 

5. ………………………………………………………………………… 

6. ………………………………………………………………………… 

7. ………………………………………………………………………… 

8. ………………………………………………………………………… 

9. ………………………………………………………………………… 

10. ………………………………………………………………………… 

11. ………………………………………………………………………… 

12. ………………………………………………………………………… 

13. ………………………………………………………………………… 

 

*Makaleler, Bilimsel toplantılarda sunulan bildiriler, patentler, projeler, 

eğitimler vb. faaliyetler sıralanmalıdır. 

 

DANIŞMAN 

Adı SOYADI : Murat OZTURK 
ÜNVANI       : Doç.Dr. 

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ 

İNŞAAT MUHENDISLIGI ABD  

E-POSTA  : mozturk@uludag.edu.tr 

YÖKSİS ARAŞTIRMACI ID : 227560 

ORCID                : 0000-0003-3389-

4883 

TÜBİTAK ID                  : TBTK-0052-8724 

WOS RESEARCHER ID : JWU-5068-2024 

SCOPUS AUTHOR ID    : 57197626309 

Google Scholar ID           : Murat Ozturk 

 

ÖĞRENCİ 

Adı SOYADI : Alim Berk CAGLAYAN 

ÜNVANI       : 

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ 

İNŞAAT MUHENDISLIGI ABD  

E-POSTA     : acaglayan@uludag.edu.tr 

PROGRAMI: YÜKSEK LİSANS 

ORCID                            : 0000-0002-9131-

4595 

TÜBİTAK ID                   : TBTK-0156-1823 

WOS RESEARCHER ID  : LTA-3559-2024 

SCOPUS AUTHOR ID    :  

Google Scholar : Alim Berk ÇAĞLAYAN 

 



 

 

 

BİRLEŞMİŞ MİLLETLER SÜRDÜRÜLEBİLİR KALKINMA HEDEFLERİ 

 

vii 

 

    

Anahtar kelimeler aşağıdaki bağlantı 

üzerinden seçilecektir. 

https://incites.help.clarivate.com/Conte

nt/Resources/Docs/SDG2023.xlsx 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 

Anahtar Kelimeler 



 

 

 

 

viii 

 

ÖZET 

 

Yüksek Lisans Tezi 

 

KARBON LİF VE MİNERAL KATKILI AKILLI HARÇLARIN MEKANİK VE 

YÜKSEK SICAKLIK PERFORMANSININ ARAŞTIRILMASI 

 

Alim Berk ÇAĞLAYAN 

 

Bursa Uludağ Üniversitesi 

Fen Bilimleri Enstitüsü 

İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı 

 

Danışman: Doç. Dr. Murat ÖZTÜRK 
 

Bu çalışmada, kesikli karbon liflerle takviye edilmiş çimentolu harçların mekanik 

performansı, yüksek sıcaklık dayanımı, kuruma büzülmesi davranışları ve kendini 

algılama özellikleri incelenmiştir. Çalışmada, farklı lif boyları ve içerikleri ile mineral 

katkılar (silis dumanı, uçucu kül, yüksek fırın cürufu) kullanılarak üç grup numune 

hazırlanmış ve bu değişkenlerin malzeme özelliklerine etkileri değerlendirilmiştir. 

Kesikli karbon liflerin çimentolu kompozitlerin eğilme ve basınç dayanımını artırdığı ve 

farklı lif boylarının birlikte kullanımının çatlak oluşumunu sınırlandırarak daha yüksek 

dayanımlar sağladığı belirlenmiştir. Mineral katkılar, mekanik performansı iyileştirirken, 

yüksek sıcaklık dayanımı üzerinde de önemli etkiler göstermiştir. Özellikle, silis dumanı 

ve yüksek fırın cürufu içeren numuneler yüksek sıcaklık sonrası daha iyi performans 

sergilemiştir. Ayrıca lif varlığının, yüksek sıcaklık sonrasında gelişen mekanik 

dayanımlardaki azalmaları sınırlandırdığı belirlenmiştir. Büzülme davranışlarında, farklı 

boylardaki karbon liflerin birlikte kullanımının malzemenin hacim stabilitesini artırdığı 

gözlenmiştir. Basınç yüklemesi esnasında gerilme algılaması uygulamalarında ise karbon 

liflerin malzemeye kazandırdığı piezo-resistif özellikler sayesinde elektriksel 

iletkenlikteki değişimlerin mekanik hallerle ilişkilendirilebileceği belirlenmiştir. Ancak, 

liflerin homojen dağılımındaki yetersizlik, iletkenlik sürekliliğinin sağlanamaması ve 

malzeme içindeki porozite gibi faktörler, kendini algılama performansını sınırlamıştır. 

Sonuç olarak, bu tez, kesikli karbon lif katkılı çimentolu kompozitlerin mekanik, termal 

ve elektriksel özelliklerini geniş bir perspektiften değerlendirerek çok fonksiyonlu akıllı 

ve yenilikçi malzemelerin geliştirilmesine yönelik önemli bilgiler sunmaktadır. 
 

Anahtar Kelimeler: Karbon Lif, Çimento, Harç, Kendini Algılama, Büzülme, Mekanik 

Dayanımlar. 

 

2025, xvii + 121 sayfa. 

 

  



 

 

 

 

ix 

 

ABSTRACT 

 

MSc Thesis 

 

INVESTIGATION OF THE MECHANICAL AND HIGH TEMPERATURE 

PERFORMANCE OF CARBON FIBER AND MINERAL ADDED SMART 

MORTARS 

Alim Berk ÇAĞLAYAN 

 

 Bursa Uludağ University  

Graduate School of Natural and Applied Sciences 

Department of Civil Engineering 

 

Supervisor: Assoc. Prof. Dr. Murat ÖZTÜRK 

 

In this study, the mechanical performance, high-temperature resistance, drying shrinkage 

behavior, and self-sensing properties of cementitious mortars reinforced with 

discontinuous carbon fibers were investigated. Three groups of samples were prepared 

using different fiber lengths, fiber contents, and mineral admixtures (silica fume, fly ash, 

and ground granulated blast-furnace slag), and the effects of these variables on the 

material properties were evaluated. It was found that discontinuous carbon fibers 

enhanced the flexural and compressive strength of cementitious composites, and the 

combined use of fibers with different lengths effectively limited crack formation, 

resulting in higher strength levels. While mineral admixtures improved mechanical 

performance, they also significantly influenced high-temperature resistance. Notably, 

specimens containing silica fume and ground granulated blast-furnace slag demonstrated 

better performance after exposure to high temperatures. Additionally, the presence of 

fibers was observed to mitigate the reductions in mechanical strength caused by high-

temperature exposure. In terms of shrinkage behavior, the combined use of carbon fibers 

with different lengths was found to improve the volumetric stability of the material. For 

self-sensing applications under compressive loading, the piezo-resistive properties 

imparted by carbon fibers allowed changes in electrical conductivity to be correlated with 

mechanical states. However, limitations such as insufficient homogeneous distribution of 

fibers, the lack of conductivity continuity, and the porosity within the material restricted 

the self-sensing performance. 

 

In conclusion, this thesis provides valuable insights into the mechanical, thermal, and 

electrical properties of discontinuous carbon fiber-reinforced cementitious composites, 

offering a comprehensive evaluation for the development of multifunctional, intelligent, 

and innovative materials. 

 

Key words: Carbon Fiber, Cement, Mortar, Self-Sensing, Shrinkage, Mechanical 

Strength 

 

2025, xvii + 121 pages. 

 

 

  



 

 

 

 

x 

 

TEŞEKKÜR 

 

Bu tez çalışması Bursa Uludağ Üniversitesi BAP biriminin tarafından desteklenen FBG-

2024-1839 kodlu’lu güdümlü destek projesi kapsamında, İnşaat Mühendisliği Bölümü 

Binasında kurulan Akıllı ve Yenilikçi Malzemeler Laboratuvarının imkanları dahilinde 

gerçekleştirilmiştir. BUÜ BAP birimine ve büyük fedakârlıklarla bu tesisin kurulmasında 

en büyük pay sahibi olan Türk halkına teşekkürlerimi sunarım.  

 

Tez süresi boyunca yardımlarını esirgemeyen danışman hocam Doç. Dr. Murat 

ÖZTÜRK’e teşekkürlerimi sunarım. 

 

Hem yaşamımızda hem de çalışma boyunca, laboratuvar, araştırma ve yazma kısımlarının 

hepsinde maddi manevi desteklerini esirgemeyen arkadaşım İrem Şule GÜLEN’e 

teşekkürlerimi sunarım. 

 

Çalışma boyunca özellikle laboratuvar aşamasında yardımlarını esirgemeyen BUÜ teknik 

personeli Tekniker Eyüp TARHAN ve Mühendis Barış ESEN’e, gerektiği yerde 

desteklerini sağlayan İnşaat Mühendisliği Bölümü personellerine teşekkürlerimi sunarım. 

Bursa Uludağ Üniversitesine kazandırdığı ve çalışmamız kapsamında da faydalandığımız 

test ekipmanlarından ötürü ÜÇGE firmasına teşekkürlerimi sunarım. 

 

Yaşamımda beni bu yola iten, desteklerini esirgemeyen aileme teşekkürlerimi sunarım.  

 

 

      Alim Berk ÇAĞLAYAN 

23/01/2025 

 

 

 

 

 

 

  



 

 

 

 

xi 

 

İÇİNDEKİLER           Sayfa 

ÖZET.............................................................................................................................. viii 

ABSTRACT ..................................................................................................................... ix 

TEŞEKKÜR ...................................................................................................................... x 

İÇİNDEKİLER           Sayfa ....................................................................................... xi 

SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ .................................................................... xiii 

Kısaltmalar Açıklama..................................................................................................... xiii 
1. GİRİŞ ........................................................................................................... 1 
2. KURAMSAL TEMELLER ve KAYNAK ARAŞTIRMASI ...................... 3 

2.1. Kuramsal Temeller ...................................................................................... 3 
2.1.1. İnşaat Mühendisliği Uygulamalarında Akıllı ve Yenilikçi Malzemeler 

Konsepti  ..................................................................................................................... 3 
2.1.2. Akıllı Çimentolu Sensör-Kompozitler ......................................................... 4 

2.1.3. Çimentolu Kompozitlerde İletken Ağ Gelişimi ........................................... 5 
2.1.4. Elektrik Akımı ve Hareketi .......................................................................... 8 
2.1.5. Akım, Gerilim ve Direnç İlişkisi ................................................................. 9 
2.1.6. Çimentolu Malzemelerin Elektriksel Özellikleri ....................................... 11 

2.1.7. Direnç Ölçümünde Kullanılan Yöntemler ................................................. 13 
2.1.8. Piezo-Resistif Etki ..................................................................................... 13 
2.1.9. Kısa Karbon Lif Takviyeli Çimentolu Kompozitlerin Mekanik Özellikleri .  

  ................................................................................................................... 14 

2.2. Kaynak Araştırması ................................................................................... 15 
3. MATERYAL ve YÖNTEM ...................................................................... 25 
3.1. Materyal ..................................................................................................... 25 

3.1.1. Agrega ........................................................................................................ 25 
3.1.2. Çimento ...................................................................................................... 26 

3.1.3. Uçucu Kül .................................................................................................. 26 
3.1.4. Silis Dumanı .............................................................................................. 27 
3.1.5. Yüksek Fırın Cürufu .................................................................................. 28 

3.1.6. Karışım Suyu ............................................................................................. 29 
3.1.7. Süperakışkanlaştırıcı Beton Katkısı ........................................................... 29 

3.1.8. Kesikli Karbon Lif ..................................................................................... 30 
3.1.9. Elektrotlar .................................................................................................. 32 

3.1.10. Karışım Detayları ....................................................................................... 32 
3.1.10.1. Grup 1’de Yer Alan Karışımlar ................................................................. 33 
3.1.10.2. Grup 2’de Yer Alan Karışımlar ................................................................. 34 
3.1.10.3. Grup 3’te Yer Alan Karışımlar .................................................................. 35 
3.2. Yöntem ....................................................................................................... 36 

3.2.1. Ön-Hazırlık ve Karışımlara Dahil Edilecek Malzemelerin Tartımı .......... 36 
3.2.2. Karıştırma Yöntemi ................................................................................... 36 
3.2.3. Yayılma Çaplarının Belirlenmesi .............................................................. 38 
3.2.4. Harçların Kalıplara Yerleştirilmesi ............................................................ 39 
3.2.5. Elektrotlu Numunelerin Üretimi ................................................................ 40 

3.2.6. Eğilmede Çekme Dayanımının Belirlenmesi ............................................ 42 
3.2.7. Kalıntı Numuneler Üzerinden Basınç Dayanımının Belirlenmesi ............ 43 



 

 

 

 

xii 

 

3.2.8. Yüksek Sıcaklık Prosedürü ve Yüksek Sıcaklık Ardından Mekanik 

Dayanımların Belirlenmesi ............................................................................................. 44 
3.2.9. Kuruma Büzülmesinin Tayini .................................................................... 45 

3.2.10. Harçlara Ait Kendini Algılama Performanslarının Belirlenmesi .............. 46 
4. BULGULAR ve TARTIŞMA ................................................................... 50 
4.1. Harçlara Ait Yayılma Çapları .................................................................... 50 
4.2. Eğilmede Çekme Dayanımları ................................................................... 51 
4.3. Kalıntı Numune Üzerinden Belirlenen Basınç Dayanımları ..................... 55 

4.4. Yüksek Sıcaklık Maruziyeti Ardından Eğilmede Çekme ve Basınç 

Dayanımı  ................................................................................................................... 59 
4.5. Karbon Lif Varlığının Kuruma Büzülmesi Üzerine Etkileri ..................... 90 

4.6. Kendini Algılama Etkinliklerinin Değerlendirilmesi ................................ 95 
5. SONUÇ .................................................................................................... 104 

KAYNAKLAR ............................................................................................................. 107 

EKLER .......................................................................................................................... 117 

EK 1: Çok Yönlü Varyans Analizi (ANOVA) ............................................................. 118 
EK 2: ANOVA Tabloları .............................................................................................. 119 

ÖZGEÇMİŞ .................................................................................................................. 121 

 

 

  

 

 

 

 

 

 

 

 

  



 

 

 

 

xiii 

 

SİMGELER ve KISALTMALAR DİZİNİ 

 

 

Simgeler   Açıklama 

 

A     Amper   

AI2O3     Alüminyum oksit   

Ca(OH)2    Kalsiyum hidroksit   

CaCO3     Kalsiyum karbonat   

CaO     Kalsiyum oksit   

C     Kapasitans   

Cl     Klor   

dm3     Desimetreküp   

g     Gram   

Hz     Hertz   

kN     Kilonewton   

K20     Potasyum oksit   

m     Metre   

mm     Milimetre   

MPa     Megapascal   

N     Newton   

Na2O     Sodyum oksit   

SiO2     Silisyum oksit   

V     Volt   

⁰C     Celsius   

 

Kısaltmalar Açıklama 

 

ANOVA    Varyans Analizi   

ASTM     American Society for Testing and Materials   

CF     Karbon Lif   

C-S-H     Kalsiyum silika hidrat   

CRD     Komparatör Okuması   

F     Frekans   

FA     Uçucu Kül   

FCR     Elektriksel Öz-Dirençteki Yüzdelik Değişim   

h     Yükseklik   

L     Uzunluk   

P     Kuvvet   

R     Direnç   

SF     Silis Dumanı   

SS     Gerilme Duyarlılığı   

UK     Uçucu Kül   

V     Potansiyel Fark   

YFC, BFS    Yüksek Fırın Cürufu   

     Açısal Frekans    



 

 

 

 

xiv 

 

 

ŞEKİLLER DİZİNİ 
   

  Sayfa 

Şekil 2.1. Lif Katkılı Çimentolu Kompozitlerde İletken Ağ Gelişimi 7 

Şekil 2.2. Kompozitin Elektriksel Öz-Direncinin Kompozite Dahil 
Edilen Karbon Lif İçeriği İle Değişimi 

7 

Şekil 3.1. Agregaya Ait Görünüm 25 

Şekil 3.2. Kullanılan Agregaya Ait Granülometri Eğrisi 26 

   Şekil 3.3. Çalışma Kapsamında Kullanılan Uçucu Küle Ait Görünüm 27 

Şekil 3.4. Çalışma Kapsamında Kullanılan Silis Dumanına Ait Fiziksel 
Görünüm 

28 

Şekil 3.5. Çalışma Kapsamında Kullanılan Yüksek Fırın Curufuna Ait 
Fiziksel Görünüm 

29 

Şekil 3.6. Yüzey Polimeri Bulunmayan Sürekli Karbon Lif Bobini 31 
Şekil 3.7. Kesikli Karbon Liflere Ait Fiziksel Görünüm 31 
Şekil 3.8. Numune İçerisinde Çıkarılmış Elektrota Ait Görünüm 32 
Şekil 3.9. Tez Çalışması Kapsamında Gerçekleştirilen Numune 

Üretimlerinin Değişkenleri 
33 

Şekil 3.10. Tez Çalışması Kapsamında Gerçekleştirilen Faaliyetlerin 
Akış Şeması 

36 

Şekil 3.11. Ön-Karıştırma Yöntemi İle Kesikli Karbon Lif İçeren 
Çimentolu Harçların Üretimi 

38 

Şekil 3.12. Yayılma Tablası Üzerinde Harç Yayılma Çapı Ölçümü 38 
Şekil 3.13. Numunelerin Üretimine Yönelik İş Akışı 40 
Şekil 3.14. Elektrot Yerleşim Düzeni 41 
Şekil 3.15. Elektrotlu Numunelerin Üretimine Dair Fotoğraflar 41 
Şekil 3.16. Üç Noktalı Eğilme Testine Tabii Tutulan Prizmatik Numune 43 
Şekil 3.17. Yüksek Sıcaklık Prosedürleri 44 
Şekil 3.18. Kuruma Büzülmesi Ölçümü İçin Komparatör Okuması 

Yapılması 
46 

Şekil 3.19. Kendini Algılama Testlerinde Uygulanan Basınç Yüklemesi 
Prosedürü 

47 

Şekil 3.20. Rezistans Tabanlı Kendini Algılama Test Düzeneği 49 
Şekil 3.21. Kendini Algılama Test Düzeneği 50 
Şekil 4.1. Grup 1 Altında Sınıflandırılan Karışımlara Ait 28 Günlük 

Eğilmede Çekme Dayanımları 
52 

Şekil 4.2. Grup 2 Altında Sınıflandırılan Karışımlara Ait 28 Günlük 
Eğilmede Çekme Dayanımları 

53 

Şekil 4.3. Grup 3 Altında Sınıflandırılan Karışımlara Ait 28 Günlük 
Eğilmede Çekme Dayanımları 

54 

Şekil 4.4. Grup 1 Altında Sınıflandırılmış Numunelere Ait Kalıntı 
Basınç Dayanımları 

56 

Şekil 4.5. Grup 2 Altında Sınıflandırılmış Numunelere Ait Kalıntı 
Basınç Dayanımları 

57 

Şekil 4.6. Grup 3 Altında Sınıflandırılmış Numunelere Ait Kalıntı 
Basınç Dayanımları 

58 

Şekil 4.7. Silis Dumanı İçeren Karışımlara Ait Yüksek Sıcaklık Sonrası 
Eğilmede Çekme Dayanımları 

60 

Şekil 4.8. Uçucu Kül İçeren Karışımlara Ait Yüksek Sıcaklık Sonrası 
Eğilmede Çekme Dayanımları 

62 



 

 

 

 

xv 

 

Şekil 4.9. Yüksek Fırın Curufu İçeren Karışımlara Ait Yüksek Sıcaklık 
Sonrası Eğilmede Çekme Dayanımları 

63 

Şekil 4.10. Eğilmede Çekme Dayanımlarının Sıcaklığa Maruz 
Kalmadan Elde Edilenler İle Karşılaştırılması 

65 

Şekil 4.11. Silis Dumanı İçeren Karışımlara Ait Yüksek Sıcaklık Sonrası 
Kalıntı Basınç Dayanımları 

66 

Şekil 4.12. Uçucu Kül İçeren Karışımlara Ait Yüksek Sıcaklık Sonrası 
Kalıntı Basınç Dayanımları 

68 

Şekil 4.13. Yüksek Fırın Curufu İçeren Karışımlara Ait Yüksek Sıcaklık 
Sonrası Kalıntı Basınç Dayanımları 

69 

Şekil 4.14. Grup 1 Altında Sınıflandırılmış Karışımların Kalıntı 
Numune Üzerinden Belirlenen Basınç Dayanımlarının 
Sıcaklığa Maruz Kalmadan Elde Edilenler İle 
Karşılaştırılması 

71 

Şekil 4.15. Grup 1 Altında Yer Alan Karışımlarda Yüksek Sıcaklık 
Sonrasında Meydana Gelen Kütlesel Kayıplar 

72 

Şekil 4.16. Çok Yönlü Varyans (ANOVA) Analizi Sonucunda Yüksek 
Sıcaklık Sonrasında Mekanik Performans Üzerine Etki Eden 
Faktörler 

74 

Şekil 4.17. Grup 2'de Yer Alan Numunelere Ait Yüksek Sıcaklık 
Sonrası Eğilmede Çekme Dayanımları 

75 

Şekil 4.18. Grup 2'de Yer Alan Numunelere Ait Yüksek Sıcaklık 
Sonrası Prizma Kalıntı Basınç Dayanımları 

77 

Şekil 4.19. Grup 2 Altında Kategorilendirilmiş Karışımlarda Yüksek 
Sıcaklık Sonrasında Meydana Gelen Kütlesel Kayıplar 

80 

Şekil 4.20. Çok Yönlü Varyans (ANOVA) Analizi ile Yüksek Sıcaklık 
Prosedürleri Sonrası Elde Edilen Mekanik Dayanımlara Etki 
Eden Faktörler 

81 

Şekil 4.21. Üç Farklı Boyda Lif İçeren Karışımların Yüksek Sıcaklık 
Ardından Eğilmede Çekme Dayanımı 

82 

Şekil 4.22. Üç Farklı Boyda Lif İçeren Numunelerde, Yanlızca Bir 
Boyda Lif İçeren Numunelere Göre Eğilmede Çekme 
Dayanımındaki Yüzdece Değişim 

83 

Şekil 4.23. Üç Farklı Boyda Lif İçeren Karışımların Yüksek Sıcaklık 
Ardından Kalıntı Basınç Dayanımları 

84 

Şekil 4.24. Üç Farklı Boyda Lif İçeren Numunelerde, Yanlızca Bir 
Boyda Lif İçeren Numunelere Göre Kalıntı Basınç 
Dayanımındaki Yüzdece Değişim 

85 

Şekil 4.25. Grup 3 Altında Kategorilendirilen Numuneler Üzerinden 
Çok Yönlü Varyans (ANOVA) Analizi ile Yüksek Sıcaklık 
Prosedürleri Sonrası Elde Edilen Mekanik Dayanımlara Etki 
Eden Faktörler 

88 

Şekil 4.26. Grup 3 Altında Yer Alan Karışımlarda Yüksek Sıcaklık 
Sonrasında Meydana Gelen Kütle Kayıpları 

89 

Şekil 4.27. Grup 1 Altında Kategorilendirilmiş Karışımlara Ait Kuruma 
Büzülmesi Değerleri 

91 

Şekil 4.28. Grup 2 Altında Kategorilendirilmiş Karışımlara Ait Kuruma 
Büzülmesi Değerleri 

93 

Şekil 4.29. Grup 3 Altında Kategorilendirilmiş Karışımlara Ait Kuruma 
Büzülmesi Değerleri 

94 

Şekil 4.30. Grup 1 Silis Dumanı İçeren Numunelere Ait Çevrimsel 
Basınç Yüklemesi ve Elektriksel Öz-Direnç Değerlerinin 
Yükleme İle Değişimi 

96 



 

 

 

 

xvi 

 

Şekil 4.31. Grup 1 Uçucu Kül İçeren Numunelere Ait Çevrimsel Basınç 
Yüklemesi ve Elektriksel Öz-Direnç Değerlerinin Yükleme 
İle Değişimi 

97 

Şekil 4.32. Grup 1 YFC İçeren Numunelere Ait Çevrimsel Basınç 
Yüklemesi ve Elektriksel Öz-Direnç Değerlerinin Yükleme 
İle Değişimi 

99 

Şekil 4.33. Grup 2'de Yer Alan Farklı Boylarda ve İçeriklerde Kesikli 
Karbon Lif İçeren Numunelerin Çevrimsel Basınç 
Yüklemesi Esnasında FCR Değerleri 

100 

Şekil 4.34. Grup 3'te Yer Alan Farklı Boylardaki Lifleri İçeren 
Numunelerin Çevrimsel Basınç Yüklemesi Esnasında FCR 
Değerleri 

102 

Şekil 4.35. Basınç Altında Liflerin Birbirine Yaklaşması 103 
Şekil Ek.1. Grup 1 Eğilmede Çekme Dayanımı ANOVA Tablosu 119 
Şekil Ek.2. Grup 1 Kalıntı Basınç Dayanımı ANOVA Tablosu 119 
Şekil Ek.3. Grup 2 Eğilmede Çekme Dayanımı ANOVA Tablosu 119 
Şekil Ek.4. Grup 2 Kalıntı Basınç Dayanımı ANOVA Tablosu 120 
Şekil Ek.5. Grup 3 Eğilmede Çekme Dayanımı ANOVA Tablosu 120 
Şekil Ek.6. Grup 3 Kalıntı Basınç Dayanımı ANOVA Tablosu 120 

 

  



 

 

 

 

xvii 

 

ÇİZELGELER DİZİNİ 

  

  

  Sayfa 

Çizelge 2.1. Kapasitif ve İndüktif Davranış Karşılaştırılması 11 

Çizelge 3.1. Çimentonun Kimyasal Bileşimi 26 

Çizelge 3.2. Çalışma Kapsamında Kullanılan Silis Dumanının Kimyasal 
Bileşimi 

27 

Çizelge 3.3. Yüksek Fırın Curufunun Kimyasal Bileşimi. 28 

   Çizelge 3.4. Grup 1 Altında Üretilen Karışımların Bileşenleri 33 

Çizelge 3.5. Grup 2 Altında Üretilen Karışımların Bileşenleri 34 
Çizelge 3.6. Grup 3 Altında Üretilen Karışımların Bileşenleri 35 
Çizelge 3.7. Gerçekleştirilecek Testler ve Numune Boyutları 40 
Çizelge 4.1. Harçlara Ait Yayılma Çapları 52 

 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

1 

 

1. GİRİŞ 

 

Teknolojik ilerlemelerle birlikte artan insan ihtiyaçlarının karşılanmasında, malzemelerin 

yalnızca ana işlevlerini yerine getirmesi yeterli görülmemekte, aynı zamanda farklı 

görevleri de üstlenmesi beklenmektedir. Örneğin, taşıtlar ilk ortaya çıktıklarında yalnızca 

ulaşımı sağlama amacına hizmet ederken, günümüzde bu araçlardan konforlu, güvenli, 

hızlı ve yakıt tasarruflu seyahat imkânı sunması beklenmektedir. Benzer şekilde, 

geleneksel olarak yalnızca yük taşıma ve çevresel etkileri servis ömrü boyunca güvenle 

karşılamak gibi işlevleri bulunan betonun, günümüz teknolojik gelişim hızına ayak 

uydurmaksızın yalnızca bu temel işlevle varlığını sürdürmesi mümkün görülmemektedir. 

Bu doğrultuda, çok fonksiyonlu özelliklere sahip betonlar ve çimentolu malzemeler 

üzerine yapılan araştırmalar ve uygulamalar giderek artmaktadır. 

 

Çimentolu malzemelerde çok fonksiyonluluk, birçok yan işlev ile meydana 

gelebilmektedir. Malzemeye çok fonksiyonluluğun kazandırılmasında, malzemenin 

elektriksel özelliklerinden faydalanılması en sık rastlanan uygulamalardan biridir. Bu 

uygulamalar, elektriksel özelliklerdeki değişim ile araştırılmak istenen karakteristik 

arasında ilişki kurulması prensibine dayanmaktadır. Bu uygulamalarda elektriksel 

özelliklerdeki incelemeler genellikle elektriksel direnç üzerinden gerçekleştirilmektedir.  

 

Çimentolu malzemelerin elektriksel direnci, matris yapısının doğası gereği içerisinde 

serbest iyonik hareketliliğin sınırlı olması ve genel olarak bir yalıtkan malzeme karakteri 

sergilemesi nedeniyle oldukça yüksektir. Bu sebeple çimentolu malzemelerin elektriksel 

dirençlerinin, gözlenen etki altındaki değişimlerinin incelenmesi ancak çimentolu 

malzemelere belirli oranlarda elektriksel iletkenlik kazandırılabilmesi ile mümkün 

olmaktadır.  

 

Çimentolu kompozitlere elektriksel iletkenlik özelliği kazandırılmasında, iletkenlik 

özelliği ile ön plana çıkan elyaf veya partiküler yapıdaki malzemeler kullanılmaktadır. 

Bu malzemelerden en çok kullanılanı kesikli karbon liflerdir. Kesikli karbon lifler, 

yüksek iletkenliğe sahip olmalarının yanında yüksek görünüm oranlarına, kimyasal 

kararlılığa ve mekanik dayanıma sahip olmaları nedeniyle, kompozitlerin elektriksel 



 

 

 

 

 

2 

 

iletkenliklerinin geliştirilmesinin yanında, birçok özelliğine de olumlu yönde katkıda 

bulunmaktadır.  

 

Malzemenin içerisinde bulunduğu gerilme ve birim şekil değiştirme halinin bilinmesi, 

hem yapısal sağlığın incelenmesi, hem de malzeme bünyesinde potansiyel hasara neden 

olabilecek etkiler sonrasında hasar tespiti ve değerlendirilebilmesinin yapılabilmesine 

önemli ölçüde katkıda bulunmaktadır. Elektriksel iletkenlik özelliği kazandırılan 

çimentolu kompozitlerin, piezo-resistif özelliği sayesinde, yüklemeler esnasında 

bünyesindeki elektriksel direncin değişimi, içerisinde bulunduğu mekanik hal ile 

ilişkilendirilebilmektedir. Bu kavram gerilme algılama olarak adlandırılmaktadır. 

Çimentolu kompozitin elektriksel iletken hale getirilmiş olmasıyla, sensörlere ihtiyaç 

ortadan kalkmakta, çimentolu malzemenin kendisi bir sensör haline gelmektedir. 

 

Kendini algılama (self-sensing), bir malzemenin harici bir sensöre ihtiyaç duymadan 

kendi durumunu veya maruz kaldığı dış etkileri (gerilme, sıcaklık değişimi, çatlak 

oluşumu vb.) algılayabilme yeteneğidir. Bu özellik, genellikle iletken lifler veya nano 

malzemeler içeren akıllı beton gibi gelişmiş kompozit malzemelerde görülür. Elektriksel 

direnç veya iletkenlik değişimi gibi parametreler ölçülerek malzemenin yapısal sağlığı 

hakkında bilgi elde edinilmesine imkan tanınır. Bu sayede, yapısal sağlık izleme 

sistemlerine entegre edilerek gerçek zamanlı değerlendirme ve bakım süreçleri daha etkin 

hale getirilebilir. 

 

Gerçekleştirilmiş olan tez çalışması kapsamında, kesikli karbon lif takviyeli çimentolu 

harçların mekanik özellikleri, elektriksel özellikleri ve kendini algılama performansları 

araştırılmıştır. Araştırılan özellikler üzerine kullanılan kesikli karbon lif uzunluklarının 

ve lif içeriğinin, karışıma dahil edilen mineral katkı tipinin, farklı boylardaki liflerin 

karışıma birlikte dahil edilmesinin etkileri tartışılmıştır.  

  



 

 

 

 

 

3 

 

 

2. KURAMSAL TEMELLER ve KAYNAK ARAŞTIRMASI 

 

Gelişen teknolojiyle birlikte artan insan ihtiyaçları, mühendislik uygulamaları ve 

malzeme bilimi alanlarında çok yönlü özelliklere sahip malzemelere olan talebi önemli 

ölçüde artırmıştır. Geleneksel olarak tek bir işlevi yerine getiren malzemeler ve araçların 

yerini, aynı anda birden fazla görevi üstlenebilen yenilikçi çözümler almış ve bu durum, 

kullanıcıların öncelikli tercihleri arasında yerini sağlamlaştırmıştır. Dünyada en yaygın 

kullanılan malzemelerden biri olan betondan da bu bağlamda birden fazla ihtiyaca cevap 

vermesi beklenmektedir. 

 

2.1. Kuramsal Temeller 

 

2.1.1. İnşaat Mühendisliği Uygulamalarında Akıllı ve Yenilikçi Malzemeler 

Konsepti 

 

İnşaat mühendisliğinde kullanılan akıllı ve yenilikçi malzemeler, geleneksel yapı 

malzemelerine kıyasla daha üstün performans, dayanıklılık, sürdürülebilirlik ve çevresel 

uyum sunarak sektörde önemli bir dönüşüm yaratmaktadır. Bu malzemeler, yapıların 

dayanımını artırmanın yanı sıra enerji verimliliği, maliyet etkinliği ve uzun ömürlülük 

gibi hedeflere ulaşılmasını mümkün kılmaktadır. Akıllı malzemeler, yapıların sadece 

dayanım ve servis ömrü açısından değil, aynı zamanda çevresel etkilere duyarlılık ve 

yapısal sağlık izleme yetenekleriyle de fark yaratmaktadır. 

 

Dünyada en yaygın kullanılan yapı malzemesi olan beton, genellikle çimento, su ve 

agrega bileşiminden oluşmaktadır (Van Damme, 2018). Ancak betonun geleneksel 

işlevlerinin ötesine geçerek yapısal sağlık izleme gibi görevleri yerine getirmesi, akıllı 

malzemelerin gelişimiyle mümkün hale gelmektedir. Örneğin, akıllı beton teknolojileri, 

çatlakların tespiti, çatlak gelişiminin izlenmesi ve kritik bölgelerdeki gerilme 

durumlarının analizini gibi faaliyetlerin gerçekleştirilmesini mümkün kılmaktadır. Bu 

özellikler, köprüler, tüneller, yüksek katlı binalar ve barajlar gibi stratejik ve ekonomik 

öneme sahip, yapısal elemanların, düzenli olarak izlenmesi ve içerisinde bulundukları 

koşulların değerlendirilmesini gerektiren yapılarda geniş bir kullanım alanı bulmaktadır. 



 

 

 

 

 

4 

 

 

Kendi kendini algılayabilen çimentolu kompozitler, inşaat mühendisliği uygulamalarında 

çığır açıcı bir yenilik sunmaktadır. Bu kompozitler, harici sensörlere olan ihtiyacı büyük 

ölçüde ortadan kaldırarak yapısal sağlık izleme sistemlerini daha maliyet etkin, güvenilir 

ve entegre bir hale getirmektedir (Rana vd., 2016). Ayrıca, sensör kullanımına göre, 

kendini algılayan çimentolu kompozitlerin kullanımı, yapısal incelemeleri daha bütünsel 

bir yaklaşımla ele alma imkanını mühendislere sunmaktadır. Kendini algılayabilen 

çimentolu kompozitler, elektriksel dirençte meydana gelen değişiklikler yoluyla gerilme, 

deformasyon ve hasar gibi durumları algılayabilen iletken dolgu maddelerinin çimentolu 

matris içine entegre edilmesiyle oluşturulmaktadır. 

 

Kendini algılayan çimentolu kompozitlerin uygulama alanları oldukça geniştir. Trafik 

yoğunluğu izleme, korozyon tespiti, sismik hasar değerlendirmesi, nem algılama ve 

termal yönetim bu yenilikçi malzemelerin kullanımına örnek teşkil etmektedir. Ayrıca, 

enerji verimli yapıların geliştirilmesi, elektromanyetik koruma ve yangın alarmı olarak 

çalışabilmesi gibi özellikler de bu malzemelerin sunduğu önemli avantajlar olarak 

literatürde kaydedilmiştir. 

 

2.1.2. Akıllı Çimentolu Sensör-Kompozitler 

 

Akıllı çimentolu sensör kompozitler, çimentolu malzemelerin iç yapısına kazandırılan 

piezo-rezistif veya çimentolu malzemelerin doğrudan sahip olduğu dielektrik özellikler 

sayesinde, fiziksel ve kimyasal değişimlerin izlenmesine olanak tanıyan yenilikçi 

sistemlerdir. Bu malzemeler, mekanik gerilme, deformasyon, sıcaklık ve çevresel etkileri 

algılayarak yapısal sağlık izleme ve performans değerlendirme süreçlerinde kritik bir rol 

oynar. 

 

Piezo-rezistif özellik, bir malzemenin mekanik yükleme altındayken elektriksel 

direncinin değişmesi olarak tanımlanmaktadır. Çimentolu kompozitlere piezo-rezistif 

özellik kazandırmak için karbon fiber, karbon nanotüpler veya grafen gibi iletken dolgu 

maddeleri eklenir. Bu dolgu maddeleri, malzemenin elektriksel iletkenliğini artırarak 

mekanik yükler altındaki direnç değişimlerini algılamaktadır. Benzer şekilde, kapasitans 



 

 

 

 

 

5 

 

tabanlı sistemler, çimentolu malzemelerin dielektrik özelliklerindeki değişimleri 

izleyerek çevresel etkiler ile ilişkilendirilerek değerlendirilmesi prensibine 

dayanmaktadır (Chung & Wang, 2018).  

 

İletken çimentolu malzemeler, elektriksel iletkenliği artırılmış çimento esaslı 

kompozitlerdir ve genellikle yapısal sağlık izleme, ısıtma sistemleri, elektromanyetik 

koruma ve enerji depolama gibi yenilikçi uygulamalarda kullanılmaktadır. Bu 

malzemelerin iletkenliği, genellikle çimento matrisine iletken katkı maddeleri eklenerek 

sağlanmaktadır. Kullanılan katkı maddeleri arasında karbon bazlı malzemeler (karbon 

lifler, karbon nanotüpler, grafen), iletken metaller (gümüş, bakır tozları), ve iletken 

polimerler (polianilin, polipirol) gibi çeşitli bileşenleri içermektedir. Özellikle karbon 

fiber ve karbon nanotüpler, malzemeye yalnızca elektriksel iletkenlik değil, aynı zamanda 

mekanik dayanım kazandırmada da etkili olduğu gerçekleştirilen çalışmalarda ortaya 

konmuştur (Ali vd., 1972; Camacho vd., 2014; Park & Lee, 1993). Ayrıca, grafit tozu ve 

çelik talaşı gibi düşük maliyetli katkı maddeleri de çimentolu kompozitlerin iletkenliğini 

artırmada kullanılabilmektedir (Nasr & Bavafa, 2023; Nazir vd., 2021). Bu iletken 

çimentolu malzemeler, yapıların yük taşıma performansını etkilemeden iletkenlik 

sağlayarak, hem fonksiyonel hem de ekonomik çözümler sunmaktadır. 

 

2.1.3. Çimentolu Kompozitlerde İletken Ağ Gelişimi 

 

Akıllı çimentolu sensör kompozitlerin etkinliği, matris içine entegre edilen iletken 

malzemelerin türü ve matris içerisinde dağılımıyla doğrudan ilişkilidir. Söz konusu 

iletken ağın çimentolu matris içerisindeki varlığı ile birlikte, gözlenmek istenen özelliğin 

malzeme üzerine etkitilmesiyle, malzemenin elektriksel direncindeki değişimler arasında 

güçlü bir ilişki kurulmaktadır. Başka bir deyişle, elektriksel dirençteki değişimlerden yola 

çıkılarak, gözlenmek istenen özellik hakkında bilgilerin edinilmektedir.  Lif formundaki 

iletken malzemeler, çimentolu matris içerisinde homojen bir şekilde dağıldıklarında 

elektriksel iletken ağ gelişimine neden olmaktadır. Partiküler formdaki iletken katkıların 

tek başlarına kullanılmaları durumunda, çimentolu kompozitler içerisinde düşük 

miktarlarda kullanıldıkları durumlarda akım geçişini sağlayacak yeterli bir elektriksel 

iletim ağı oluşturamadığı, gerçekleştirilen çalışmalarla birlikte belirlenmiştir (Prudente 



 

 

 

 

 

6 

 

vd., 2024). Örneğin, (Abolhasani vd., 2022) tarafından gerçekleştirilen çalışmada 

partiküler bir yapıya sahip olan karbon siyahı ile kendini algılama uygulamalarında 

kullanılmak üzere elektriksel iletken çimentolu kompozit geliştirilmeye çalışılmıştır. 

Sonuç olarak karbon siyahı takviyeli karışımlarda yeterli elektriksel iletken ağın 

geliştirilmesi için en az kütlece %7.5 oranında karbon siyahının karışıma dahil edilmesi 

gerektiği vurgulanmaktadır (Abolhasani vd., 2022).  

 

Liflerin uzunluğu, çapı, yönü ve dağılımı, çimentolu matrisin elektriksel iletkenliğini 

belirleyen temel faktörlerdir. Liflerin optimal şekilde seçimi ve dağılımı, hem elektriksel 

iletkenliği hem de malzemenin mekanik performansına etki etmektedir. Elektriksel 

iletken ağ oluşumunda tercih edilen lifsi yapıdaki malzemelere örnek olarak karbon lifler, 

karbon nanotüpler, çelik lifler, grafen lifler, polimer bazlı iletken lifler, iletken 

malzemeler ile kaplanmış cam lifleri gösterilebilir.  

 

Çimentolu matrisler içerisinde iletken ağ gelişimi ancak liflerin belirli bir 

konsantrasyonda karışım içerisinde yer almasıyla mümkün olmaktadır. Geçirgenlik eşiği 

olarak adlandırılan bu sınır değeri, çimentolu bir malzeme içinde iletken dolgu 

maddelerinin elektriksel bir ağ oluşturabilmesi için gereken minimum konsantrasyonu 

ifade etmektedir. Geçirgenlik eşiği, akıllı çimentolu kompozitlerin elektriksel iletkenlik 

özelliklerini doğrudan etkiler ve kompozit malzemenin performansını belirleyen kritik bir 

parametre olarak öne çıkmaktadır. Geçirgenlik eşiği, bir matris içerisine iletken dolgu 

maddeleri (örneğin karbon nanotüpler, grafen, karbon siyahı veya çelik lifler) 

eklenmesiyle, bu dolgu maddelerinin birbiriyle temas ederek sürekli bir iletken ağ 

oluşturduğu nokta olarak da tanımlanabilmektedir (Chung, 2018).  

 

Çimento matrisine eklenen iletken dolgu maddeleri başlangıçta izole adacıklar oluşturur 

ve bu aşamada kompozit malzeme elektriksel olarak yalıtkandır. Ancak dolgu maddesi 

miktarı belirli bir kritik konsantrasyonu (geçirgenlik eşiği) aştığında, bu adacıklar 

birbirine bağlanarak sürekli bir iletken ağ meydana getirmektedir (Xie vd., 1996). Bu 

durum, çimentolu kompozitin elektriksel iletkenliğinin birden bire artmasına yol 

açmaktadır. Geçirgenlik eşiğinden düşük, geçirgenlik eşiği seviyesinde ve geçirgenlik 



 

 

 

 

 

7 

 

eşiğinden yüksek lif içeriğine sahip bir çimentolu matrisin şematik gösterimine yönelik 

bir görsel Şekil 2.1.’de sunulmaktadır. 

.  

 

 
 

Şekil 2.1. Lif Katkılı Çimentolu Kompozitlerde İletken Ağ Gelişimi 

 

Kompozit bünyesinde akıllı faaliyetlerin gerçekleştirilebilmesi için, liflerin 

topaklanmaması, kompozit matrisi içerisinde homojen bir dağılım sergilemesi 

gerekmektedir. Literatürde gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında yapılan ölçümlerde, 

karışıma dahil edilen iletken lif miktarı, geçirgenlik eşiği seviyesine kadar olan 

miktarlarda kullanılması durumunda kompozitin elektriksel iletkenliğinde bir değişiklik 

olmazken, geçirgenlik eşiğinin aşılmasıyla birlikte, kompozitin elektriksel direnci hızla 

düşerken, iletkenlik artmaktadır. Kompozitin elektriksel direnci, iletken katkı içeriğinin 

doygunluğa erişmesiyle birlikte, asimptotik bir davranış sergilemektedir. Çimentolu 

kompozitlere dahil edilen kesikli karbon lif içeriği ile elektriksel direnç arasındaki ilişkiyi 

temsil eden grafik Şekil 2.2’de sunulmaktadır. 

 

 
 

Şekil 2.2. Kompozitin Elektriksel Öz-Direncinin Kompozite Dahil Edilen Karbon Lif 

İçeriği İle Değişimi 



 

 

 

 

 

8 

 

 

2.1.4. Elektrik Akımı ve Hareketi 

 

Elektrik akımı, elektrik yüklerinin bir iletken üzerinden düzenli bir şekilde hareket etmesi 

sonucu oluşan fiziksel bir olgu olarak tanımlanmaktadır (Serway vd., 2000). Elektrik 

yükleri, genellikle elektronlardan oluşur ve bu yüklerin hareketi, bir potansiyel farkın 

(voltaj) varlığı ile sağlanmaktadır. Potansiyel fark, bir elektrik alanı oluşturur ve bu alan, 

serbest halde bulunan yükleri bir uçtan diğerine hareket ettirerek elektrik akımı meydana 

getirmektedir. Elektrik akımının büyüklüğü, bir noktadan birim zamanda geçen yük 

miktarı ile ölçülür ve birimi amper (A) olarak ifade edilmektedir. Bu süreç, Ohm Yasası 

gibi temel fiziksel prensiplerle açıklanır ve akım, iletkenin elektriksel direnci ile 

potansiyel farkına bağlı olarak değişmektedir. 

 

Bir iletken üzerinden elektrik akımının geçişi, malzemenin atomik yapısıyla doğrudan 

ilişkili olduğu belirtilmektedir (Jr & Rethwisch, 2020). İyi iletkenler (örneğin, bakır, 

gümüş gibi metaller) bol miktarda serbest elektrona sahip olduğu için elektrik yüklerinin 

hareketini kolaylaştırmaktadır. Serbest elektronlar, potansiyel farkın etkisiyle metalin 

içindeki atomik düzenek boyunca hareket eder ve bu hareket bir enerji akışı 

oluşturmaktadır. Ancak, bu hareket sırasında atomlar ve diğer yük taşıyıcılar ile 

gerçekleşen çarpışmalar, ısı enerjisi üreterek elektriksel dirence neden olmaktadır. 

Elektrik akımının iletken boyunca düzgün bir şekilde akışı, bu direncin büyüklüğüne ve 

potansiyel farkın şiddetine bağlıdır. 

 

Elektrik akımı, genellikle yük akışının yönüne bağlı olarak iki şekilde 

sınıflandırılmaktadır: Doğru Akım (DC) ve Alternatif Akım (AC). Doğru akımda, 

elektrik yükleri sabit bir yönde hareket etmektedir. Pil ve batarya gibi enerji kaynakları, 

doğru akım üretmek için kullanılmaktadır. Alternatif akımda ise, yüklerin hareket yönü 

ve büyüklüğü periyodik olarak değişmektedir. Günümüzde elektrik şebekelerinde yaygın 

olarak kullanılan alternatif akım, enerji iletimindeki kolaylık ve düşük enerji kaybı 

nedeniyle tercih edilmektedir (Serway vd., 2000). 

 



 

 

 

 

 

9 

 

Elektrik akımı, sadece enerji taşımada değil, aynı zamanda manyetik alanların 

oluşturulması, elektrik motorları ve jeneratörlerin çalışması, kimyasal reaksiyonların 

tetiklenmesi (örneğin, elektroliz) gibi pek çok önemli teknolojik süreçte de hayati bir rol 

oynamaktadır. Elektrik akımı kavramı, fiziksel bir olay olmasının ötesinde, modern enerji 

sistemlerinin ve elektronik cihazların temel çalışma mekanizmasını oluşturan bir olgu 

olarak tanımlanmaktadır. 

 

2.1.5. Akım, Gerilim ve Direnç İlişkisi 

 

Elektrik devrelerinde akım, gerilim ve direnç arasındaki ilişki, Ohm Yasası ile 

açıklanmaktadır. Bu yasa, bir iletken üzerinden geçen akımın (I), devreye uygulanan 

potansiyel fark (V) ile iletkenin elektriksel direnci (R) arasında doğrusal bir ilişki 

olduğunu ifade eder. Matematiksel olarak bu ilişki Denklem (2.1) ile tanımlanmaktadır 

(Serway vd., 2000). 

 

I =
V

R
 

(2.1) 

 

Ohm Yasası, bir iletken üzerinden geçen elektrik yüklerinin hareketinin tanımlanmasında 

hem doğru akım (DC) hem de alternatif akım (AC) devrelerinde uygulanabilmektedir. 

Ancak, AC devrelerinde ek unsurlar (kapasitans, endüktans) devreye dahil olduğu için bu 

ilişki daha karmaşık hale gelmektedir (Ganssle, 2004).  

 

Alternatif akım devrelerinde, akım ve gerilim zamanla periyodik olarak değişir. Gerilim 

genellikle sinüzoidal bir dalga olarak ifade edilmektedir (Örneğin V(t)=Vm.sin(t)). 

Burada sunulan Vm uygulanan maksimum gerilim genliğini,   dalganın açısal frekansını 

(=2..F), t ise zamanı temsil etmektedir. Empedans, hem direnç (R) hem de reaktif 

bileşenlerden (kapasitans ve endüktans) oluşmaktadır. AC devrelerinde direnç dışında, 

kapasitörler ve endüktörler devrede bulunduğunda devrenin toplam karşıtlığı, empedans 

(Z) olarak adlandırılmaktadır (Ganssle, 2004). Matematiksel olarak, toplam empedans 

Denklem (2.2) yardımıyla hesaplanmaktadır. Burada gösterilen XL endüktif kapasitansı 



 

 

 

 

 

10 

 

temsil etmektedir ve Denklem (2.3) yardımıyla hesaplanırken, XC ise kapasitif reaktansı 

temsil etmektedir ve Denklem (2.4) yardımıyla hesaplanmaktadır.  

 

Z = √R2 + (XL − XC)2 (2.2) 

 

XL = ω. L (2.3) 

 

XC =
1

ω. C
 

(2.4) 

 

Denklem (2.3) ve Denklem (2.4)‘de yer alan  akımın açısal frekansını, L indüktansı, C 

ise kapasitansı temsil etmektedir. AC devrelerde Ohm yasası, gerilimin zamanla 

değişimine bağlı olarak Denklem (2.5) halinde zamana bağımlı bir denklem haline 

gelmektedir.  

 

I(t) =
V(t)

Z
 

(2.5) 

 

Kapasitif davranış, elektrik yüklerinin elektrik alanında depolanmasıyla oluşurken, 

indüktif davranış, manyetik alanın değişen akıma karşı direnç göstermesiyle ortaya 

çıkmaktadır. Bir devrede kapasitif veya indüktif davranış, malzemenin fiziksel 

özelliklerine, devredeki geometrik yapıya ve elektriksel uyaranın (örneğin, frekans) 

doğasına bağlıdır. Bu iki davranış, devrelerin dinamik tepkilerini belirlerken, elektrik 

enerjisinin etkin bir şekilde kullanılmasında önemli rol oynamaktadır. Kapasitif ve 

indüktif davranışlara yönelik açıklayıcı bir tablo Çizelge 2.1’de sunulmaktadır (Ganssle, 

2004).  

 

 

 

 

 

 



 

 

 

 

 

11 

 

Çizelge 2.1. Kapasitif ve İndüktif Davranış Karşılaştırılması 

 

Özellik Kapasitif Davranış İndüktif Davranış 

Temel Eleman Kondansatör / Kapasitör İndüktör / Bobin 

Enerji Depolama Elektrik alanında enerji 

depolamaktadır. 

Manyetik alanında enerji 

depolamaktadır. 

Malzeme Türü Dielektrik malzemeler (Çimentolu 

malzemeler, seramik, plastikler) 

Manyetik malzemeler 

(demir, ferrit, bakır) 

Frekans Tepkisi Yüksek frekanslarda daha etkin 

çalışmaktadır. 

Düşük Frekanslarda daha 

etkin çalışmaktadır. 

Temel Uygulama 

Alanları 

Enerji depolama ve dalga 

karakteristiklerinin düzenlenmesi. 

Enerji aktarımı ve 

manyetik depolama. 

 

2.1.6. Çimentolu Malzemelerin Elektriksel Özellikleri 

 

Çimentolu malzemeler, su/çimento oranı ve hidratasyon sürecine bağlı olarak gelişen 

mikro gözenekleri barındırmaktadır. Bu gözenekler, genellikle elektrolit çözeltilerle 

(genellikle su) doludur ve elektriksel davranışı önemli ölçüde etkilemektedirler. Elektrik 

alanına maruz kaldığında, bu gözeneklerde bulunan iyonlar hareket eder ve elektrik alanın 

etkisiyle malzemenin farklı bölgelerinde yük birikimine neden olmaktadırlar. Gözenekli 

yapıdaki elektrolitik çözeltiler ve yalıtkan fazlar, elektrik alanı altında polarizasyon 

mekanizmalarını tetiklemektedir (Sensors vd., 2014; Tuller, 2014). Özellikle, 

gözeneklerdeki iyonların sınırlı hareketi ve farklı fazlar arasında yük birikimi, 

malzemenin kapasitansını belirlemektedir. Bu özellikler, malzemenin nem içeriği, 

hidratasyon derecesi ve gözenek yapısına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Çimentolu 

malzemelerin dielektrik sabiti yüksek olup, bu değer gözenek yapısının içeriği ve çimento 

matrisinin kimyasal yapısıyla doğrudan ilişkilidir. Nem içeriği ve iyonik konsantrasyon, 

malzemenin kapasitif özelliklerini artırarak elektriksel iletkenlik ve depolama 

kapasitesini etkiler. Bu kapasitif özellikler, çimentolu malzemelerin yapı sağlığı izleme, 

enerji depolama ve sensör uygulamaları gibi alanlarda potansiyel faydalar sağlamasını 

mümkün kılmaktadır. 

 

Elektriksel iletkenlik, iki farklı şekilde gerçekleşebilir: iyonik iletkenlik ve elektronik 

iletkenlik. İyonik iletkenlik, elektrik akımının iyonların hareketiyle taşındığı iletim 

türüdür ve genellikle sıvı çözeltiler veya katı elektrolit malzemelerde görülmektedir. Bu 

iletimde, elektriksel alanın etkisiyle iyonlar (katyonlar ve anyonlar) hareket eder ve 



 

 

 

 

 

12 

 

elektrik akımı meydana gelir. Bunun yanında, elektronik iletkenlikte akım, malzeme 

bünyesinde bulunan serbest elektronlar aracılığıyla taşınır ve genellikle metaller ve yarı 

iletkenlerde gözlemlenir. Bu iki iletkenlik türü arasındaki temel fark, taşıyıcıların farklı 

olmasıdır: İyonik iletkenlikte taşıyıcılar iyonlar, elektronik iletkenlikte ise serbest 

elektronlardır (Serway vd., 2000). Çimentolu malzemelerde gözlemlenen elektriksel 

iletkenlik ise genellikle iyonik iletkenliktir. Çimentolu malzemeler, su/çimento oranı ve 

hidratasyon süreci nedeniyle çok sayıda mikro gözenek içerir ve bu gözeneklerdeki su 

veya elektrolit çözeltiler, elektrik akımını taşıyan iyonlara dönüşmektedir. Elektrik alanı 

uygulandığında, bu iyonlar hareket eder ve malzeme, iyonik iletkenlikle elektrik iletimini 

sergilemektedir. Çimentolu malzemelerin elektriksel iletkenliği, nem içeriği, iyon 

konsantrasyonu ve gözenek yapısı gibi faktörlere bağlı olarak değişir ve bu özellikler, 

malzemenin kapasitif davranışını etkilemektedir.  

 

Karbon lif takviyeli çimentolu kompozitler, elektriksel iletkenlik açısından önemli bir 

gelişim göstermektedir. Çimentolu malzemelerin temel elektriksel iletkenliği, iyonların 

hareketiyle sağlanan iyonik iletkenlikten kaynaklanırken, karbon liflerin bu kompozitlere 

eklenmesi, malzemenin elektriksel iletkenliğini önemli ölçüde artırmaktadır. Karbon 

lifler, yüksek elektriksel iletkenlik özellikleri sayesinde, çimentolu matris içindeki serbest 

elektronları taşımakta ve böylece kompozite ait elektronik iletkenlik kapasitesini 

geliştirmektedir. Bu durum, çimentolu kompozitlerin geleneksel iyonik iletkenlik 

özelliklerinin ötesine geçerek, hem iyonik hem de elektronik iletkenliğin birleşimi ile 

birlikte kompozite elektriksel iletkenlik kapasitesini sağlamaktadır. Karbon liflerin 

aglomerasyonunun önlenmesi ve yönelimi, bu iletkenlik özelliklerinin verimliliğini 

belirleyen kritik faktörlerdendir; uygun oranda ve homojen bir şekilde 

yerleştirildiklerinde, karbon lifler, çimentolu kompozitin elektriksel iletkenlik ağını 

güçlendirmektedir (Gao vd., 2017). Bu özellik, karbon lif takviyeli çimentolu 

kompozitleri enerji depolama, yapı sağlığı izleme ve sensör teknolojileri gibi 

uygulamalarda son derece cazip hale getirmektedir.  

 

 

 

 



 

 

 

 

 

13 

 

2.1.7. Direnç Ölçümünde Kullanılan Yöntemler 

 

Çimentolu malzemelerde elektriksel direnç ölçümünde kullanılan 2 elektrotlu ve 4 

elektrotlu yöntemler, farklı uygulama ihtiyaçlarına yönelik avantajlar ve sınırlamalar 

sunmaktadır. 2 elektrotlu yöntem, ölçüm cihazının iki elektrotunun örneğin uçlarına 

bağlanmasıyla toplam direnci ölçmektedir (Chung, 2023). Ancak, ölçülen toplam direnç 

hem elektrotlar arasında kalan numunenin elektriksel direncini hem de elektrot-numune 

ara yüzeyinin temas direncini içermektedir. Temas direncinin büyüklüğü ve değişkenliği, 

özellikle çimentolu malzemeler gibi heterojen yapılarda, ölçüm doğruluğunu olumsuz 

etkilemektedir. Buna rağmen, 2 elektrotlu yöntem basitliği, hızlı kurulumu ve düşük 

ekipman gereksinimi nedeniyle pratik uygulamalarda sıklıkla tercih edilmektedir (Chung, 

2023). 

 

Buna karşın, 4 elektrotlu yöntem, daha hassas ve güvenilir sonuçlar sağlamaktadır 

(Chung, 2023). Bu yöntemde, iki elektrot akım iletimi için, diğer iki elektrot ise gerilim 

ölçümü için kullanılmaktadır. Böylece, temas direnci ölçümden elimine edilir ve yalnızca 

numunenin iç direnci hesaplanmasına imkan sağlanmaktadır. Bu özellik, çimentolu 

malzemelerin elektriksel özelliklerinin yüksek güvenilirlikle değerlendirilebilmesini 

sağlamaktadır. Özellikle piezorezistif davranış, çatlak oluşumu veya malzemenin 

elektriksel özelliklerindeki sıcaklık ve yük etkileri gibi parametrelerin incelenmesi 

gerektiğinde, 4 elektrotlu yöntem tercih edilmektedir.  

 

2.1.8. Piezo-Resistif Etki 

 

Piezo-rezistif etki, bir malzemenin elektriksel direncinin, uygulanan mekanik gerilme 

veya deformasyon altında değişim göstermesi olarak tanımlanmaktadır (Wen & Chung, 

1999). Bu etki, malzemenin mikro yapısındaki fiziksel değişimlerin elektriksel iletkenlik 

üzerindeki etkisiyle ilişkilidir. Gerilme altında, malzemenin içyapısında elektrik akımının 

geçtiği iletken yolların hasar görmesi, parçacıklar arasındaki temasın azalması veya bağ 

ara yüzlerinin gevşemesi gibi durumlar, elektriksel direncin artmasına ya da azalmasına 

neden olmaktadır. Karbon lif takviyeli çimentolu kompozitlerde ise piezo-rezistif etki, 

hem iyonik hem de karbon bazlı dolgu malzemelerinin elektronik iletkenliğiyle birleşerek 



 

 

 

 

 

14 

 

gözlemlenmektedir. Bu özellik, yapı sağlığı izleme, yük algılama, titreşim kontrolü ve 

akıllı sensör uygulamaları gibi birçok mühendislik alanında kullanılmaktadır. 

Piezorezistif malzemeler, mekanik deformasyonlara duyarlılıkları sayesinde yapısal 

değişimleri algılayarak akıllı malzeme teknolojilerinde yenilikçi çözümler sunmaktadır. 

 

2.1.9. Kısa Karbon Lif Takviyeli Çimentolu Kompozitlerin Mekanik Özellikleri 

 

Kısa karbon lif takviyesi, çimentolu kompozitlerin hem işlevsel hem de mekanik 

performanslarını artırmak amacıyla kompozitlere dahil edilmektedir. Ayrıca, karbon 

liflerin elektriksel ve termal iletkenlik gibi özellikleri sayesinde çimentolu kompozitler, 

piezo-rezistif sensörler ve kendini ısıtan yapısal elemanlar gibi yenilikçi uygulamalarda 

kullanılabilir hale gelmektedir. Çimento bazlı malzemeler doğası gereği gevrek bir 

davranış sergilemektedir ve bu, özellikle çekme ve eğilme yükleri altında çatlak 

oluşumuna ve ilerlemesine neden olmaktadır (Toumi vd., 1996; Xu & Zhang, 2008). Kısa 

karbon lifler, matris içindeki mikro çatlakların büyümesini sınırlayarak bu gevrekliği 

azaltmakta ve kompozitin daha sünek bir davranış sergilenmesini sağlamaktadır (Bashir 

vd., 2022). Kısa karbon lif takviyesi, çimentolu kompozitlerin mekanik özelliklerini, 

özellikle çekme ve eğilme dayanımlarını önemli ölçüde geliştirmektedir. Lifler, 

çatlakların başlangıç ve ilerleme noktalarında enerji soğurucu bir mekanizma oluşturarak, 

çatlakların genişlemesini ve yayılmasını kontrol etmektedir. Bunun sonucunda, 

kompozitin eğilme dayanımı artarken, çatlak oluşumunun geciktiği ve süneklik 

özelliklerinin iyileştiği gözlemlenmektedir.  

 

Karbon lif takviyesinin çimentolu kompozitlerdeki etkisi, lif boyu, yüzey özellikleri ve 

dağılım gibi çeşitli parametrelere bağlı olduğu literatürde yer alan çalışmalarda ortaya 

konmuştur. Lif boyu, mekanik dayanımı doğrudan etkiler; daha uzun lifler, çatlak 

köprüleme etkisini artırırken, çok kısa lifler yeterli aderansın sağlanmasının önüne 

geçmektedir. Ayrıca, liflerin yüzey özellikleri, çimento matrisi ile olan ara yüz etkileşimi, 

kompozitin eğilme ve çekme dayanımları üzerine etkisi olan bir parametredir. Yüzey 

pürüzlülüğü ve kimyasal uyum, liflerin matris içindeki tutunmasını artırarak, kompozit 

bileşenlerinin fiziksel etkiler altında birlikte çalışmasını sağlamaktadır. Liflerin kompozit 

matrisi içerisinde homojen bir şekilde dağılımı da kritik bir faktördür; düzensiz lif 



 

 

 

 

 

15 

 

dağılımı, mekanik dayanımı zayıflatabilmekte ve çatlak kontrolünü olumsuz 

etkilemektedir. Dahası, liflerin topaklanmasının önüne geçilmediği, lif dağılımının 

iyileştirilmediği çalışmalarda akıllı uygulamalara yönelik performanslarda sınırlı 

düzeylerde kalmaktadır (Gao vd., 2017; C. Wang vd., 2008).  

 

2.2. Kaynak Araştırması 

 

Çimentolu malzemelerin bünyesindeki elektriksel direnç değişimine bağlı olarak, 

malzemenin gerilme veya birim şekil değiştirme durumunun tespitine, başka bir deyişle 

kendini algılayan çimentolu malzemelere yönelik çok sayıda çalışma literatürde mevcut 

olsa da, bu konu üzerine gerçekleştirilen araştırmaların yakın tarihte başladığı 

söylenebilir. 

 

Kendini algılayan çimentolu kompozitlere yönelik alan yazında kaydedilen en erken 

uygulamalardan biri, P.-W. Chen & Chung, (1993) tarafından karbon lif takviyeli 

çimentolu kompozitler üzerinde yapılan çalışmadır. Bu çalışmada yazarlar, miktar olarak 

toplam kompozit hacminin %0.2 ve %0.4 oranında karbon lifi harç tipindeki karışım 

içerisine dahil etmişlerdir. Liflerin dağılımını iyileştirmek için metil selüloz ve latex bazlı 

malzemeler karışıma dahil edilmiştir. Ayrıca çeşitli mineral katkılar, harç içerisine dahil 

edilmiştir. 51 mm ayrıtlı küp numuneler üzerine çevrimsel basınç gerilmesi uygulanarak, 

numunenin yükleme esnasındaki elektriksel direncindeki değişim ile basınç gerilmesi 

arasında ilişki kurulmaya çalışılmıştır. Basınç gerilmelerinin genliği, karışıma ait kırılma 

yükünün %20, %25, %33.3 ve %50’si seviyelerinde tutulmuştur. 4 problu yöntem 

kullanılarak elektriksel parametreler belirlenmiştir. Uygulanan basınç gerilmesi ile 

birlikte karbon lif takviyeli elektriksel iletken harcın, hacimsel öz-direnci arasında ilişki 

olduğu belirlenmiştir. Basınç dayanımının %30’u üzerinde gerilmeye maruz kalan 

numunelerde elektriksel öz-direnç, geri dönülmez şekilde arttığı ortaya konulmuştur. 

Sonuç olarak karbon lif takviyeli çimentolu malzemelerin elektriksel öz-direncindeki 

değişimin gözlenmesiyle birlikte, numune içerisindeki çatlak gelişimi, gerilme durumu 

hakkında, tahribatsız bir şekilde bilgi edinilebileceği ortaya konulmuştur.  

 



 

 

 

 

 

16 

 

İlerleyen yıllarda, farklı kırılma parametreleriyle birlikte, iletken çimentolu kompozitlerin 

elektriksel iletkenliklerindeki değişimler ilişkilendirilmiştir. Fu & Chung (1996) 

tarafından gerçekleştirilen çalışmada, hacimce %0.24 oranında kesikli karbon lif içeren 

çimentolu harçların çekme veya basınç gerilmesi ile yorulma davranışı ve elektriksel öz-

direnci arasında ilişkiler kurulmuştur. 3 farklı genlikte (ilgili yükleme türü kapasitesinin 

%30, %50 ve %70’i), en düşük elektriksel direncin elde edildiği çevrim sayısına kadar 

yüklemeler gerçekleştirilmiştir. Yorulma yüklemeleriyle birlikte çimentolu kompozit 

bünyesinde meydana gelen hasarın, elektriksel direnci geri dönülmez şekilde değiştirdiği 

tespit edilmiştir. Çekme gerilmesi durumunda hasar oluşumuyla birlikte elektriksel direnç 

değeri artarken, basınç durumunda azaldığı ortaya konmuştur. Çekme durumunda 

meydana gelen elektriksel dirençteki azalmanın, lifler arasındaki iletken rotanın, liflerin 

birbirinden uzaklaşmasıyla bozulmasından ileri geldiği belirtilmiştir.  

 

Tarihsel süreçte elektriksel direncin, gerilme durumu ile ilişkilendirilmesine yönelik 

çalışmalar ortaya çıkarken, malzemenin gerilmeye maruz kalmasıyla birlikte bünyesinde 

gelişen şekil değişimleri ile ilişkilendirilmesine yönelik çalışmalarda gerçekleştirilmeye 

başlanmıştır. P. ‐W Chen & Chung (1995) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, kısa 

karbon lif takviyeli çimentolu kompozitler, dinamik yüklemeye maruz bırakılmış, 

yükleme esnasında malzemede gelişen birim şekil değiştirmeler ile elektriksel dirençteki 

değişimler ilişkilendirilmiştir. Çimentolu kompozitlerde yükleme esnasında meydana 

gelen hem elastik hem de plastik deformasyon eşzamanlı olarak, elektriksel direnç 

değerleri ile ilişkilendirilmiştir. Ayrıca lif içermeyen numunelerle de kıyaslama 

yapılmıştır. Yükleme esnasında meydana gelen elastik veya plastik deformasyonun 

liflerin varlığı olmadan, elektriksel direnç parametresi üzerinden belirlenemeyeceği 

ancak hasar ve çatlak gelişiminin yorumlanabileceği ortaya konulmuştur. Çalışma 

sonucunda, dinamik basınç yüklemesi esnasında, elastik sınırlar içerisindeki 

yüklemelerde yaşanan elektriksel direnç artışlarının, çimentolu kompozit içerisinde 

elektriksel iletken ağın oluşumuna yardımcı olan liflerin temasının elastik hareketle 

birlikte kesilmesinden, plastik bölgede ise fiberlerin kopmasından kaynaklandığı ortaya 

konulmuştur. 

 



 

 

 

 

 

17 

 

Gelişen teknoloji ve yenilikçi uygulamalar ile birlikte, kesikli karbon lif takviyeli 

çimentolu kompozitlerde kendini algılama uygulamalarının kullanımının sadece yapısal 

durumun tahliliyle sınırlandırılamayacağı ortaya konmuştur. Chung (2002) tarafından 

gerçekleştirilen incelemede farklı tiplerde iletken lifler içeren çimentolu kompozitlerin, 

gerilme hassasiyeti ve duyarlılık özelliklerinin üstünlüğü vurgulanmıştır. Bu üstün 

özellikleri sayesinde iletken lif takviyeli çimentolu kompozitlerin, titreşim kontrolünün 

önem arz ettiği uygulamalarda, trafik akışının takibi ve yoğunluğunun izlenmesi 

faaliyetlerinde, tartım ve kantar görevlerinde, bir binanın enerji yönetiminde, lokal 

gerilme ve birim şekil değiştirmelerin algılanmasında görev alabileceği vurgulanmıştır. 

Ayrıca bu çalışmadan önce gerçekleştirilen çalışmalarda sadece doğru akım (DC) 

kaynaklarının elektriksel özelliklerin belirlenmesinde kullanıldığı, ancak alternatif akım 

kaynakları ile farklı elektriksel karakteristiklerle de çimentolu kompozitlerin gerilme 

durumunun teorik olarak ilişkilendirilebileceği belirtilmiştir Fu vd. (1997). Bunun 

yanında kesikli karbon lif takviyeli çimentolu kompozitlerin, çelik lif veya sürekli karbon 

lif içeren kompozitlere kıyasla mekanik gerilme durumunda daha etkin bir piezo-resistif 

davranış ortaya koyduğu vurgulanmıştır. 

  

Günümüzde birçok farklı çalışmada, çimentolu kompozitlerin kendini algılama 

performansları üzerine etki eden birçok farklı parametre araştırmalara konu olmaktadır. 

Bu araştırmalar sıklıkla farklı iletken malzemeler üzerinde gerçekleştirilmektedir. Karbon 

esaslı malzemeler iletken çimentolu kompozitler ve kendini algılama performansları 

üzerine gerçekleştirilen araştırmaların merkezinde yer almaktadır. 

 

Kendini algılama uygulamalarında en sık kullanılan karbon esaslı malzeme, üstün 

elektriksel iletkenliği, kompozitin mekanik dayanımını arttırması, güçlü aderans 

kapasitesi ve iletken ağ gelişimini kolaylaştırması gibi özellikleri sayesinde karbon lifler 

olmuştur.  

 

Fu & Chung (1997) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, karbon lif takviyeli çimentolu 

harçların kendini algılama performansları üzerine kür süresinin etkisi tartışılmıştır. 

Çalışma kapsamında kullanılan karbon lifler zift kökenli olup, karışım hacminin %0.24’ü 

oranında karışımlara dahil edilmişlerdir. Kum/Çimento/su oranı 1.00/1.00/0.35 olarak 



 

 

 

 

 

18 

 

sabit tutulmuştur. Ayrıca lif dağılımını iyileştirmesi ve harç kıvamının kontrol 

edilebilmesi amacıyla çimentonun %15’i kadar silis dumanı ve %0.4’ü kadar metil 

selüloz karışımlara dahil edilmiştir. Üretilen numuneler 51 mm ayrıtlı kübik kalıplar 

içerisine yerleştirilmiş, 24 saatin ardından kalıptan alınarak oda sıcaklığında havada küre 

maruz bırakılmıştır. Elastik sınırlar içerisinde kalacak şekilde 16 MPa sabit genlikli 

mekanik çevrimsel basınç gerilmesi altında iken numunelerin piezo-resistif etkinlikleri 

belirlenmiştir. Toplamda 8 yükleme-boşaltma çevrimi uygulanmıştır. 7 günlük olgunluğa 

sahip numunelerde ilk yüklemenin ardından elektriksel direnç değeri artarken, 14 ve 28 

günlük numunelerde çevrimlerle beraber elektriksel direnç değeri azalmaktadır. Bu 

durumun nedeni yazarlar tarafından, lif- çimento matrisi ara yüzeyinin, kür süresi 

ilerledikçe zayıflamasından kaynaklandığı belirtilmiştir.  

 

Karbon lif takviyeli çimentolu kompozitlerde iletken ağ gelişiminin sağlanabilmesi için, 

karbon lif içeriğinin hacimce %0.5’ten yüksek olması gerektiği P. W. Chen & Chung, 

(1995) tarafından gerçekleştirilen çalışmada ortaya konulmuştur. Wen & Chung, (2007) 

tarafından gerçekleştirilen çalışmada ise, geçirgenlik eşiğinin altında karbon lif içeriğine 

sahip, karbon lif takviyeli çimentolu kompozitlerde gerilme ve birim şekil değiştirme 

tespiti yapılamasa da, hasar tespitinin yapılabileceği ortaya konulmuştur. Hacimce %0.48 

oranında zift kökenli karbon lif içeren silis dumanı ve metil selüloz katkılı çimentolu 

harçlar içerisine dahil edilmiştir. 4 problu yöntem kullanılarak, uygulanan mekanik 

gerilmeler esnasında numunelerin elektriksel direncindeki değişimler kaydedilmiştir. 6 

adet sürekli artan genlikli yükleme çevrimi uygulanmıştır. Ayrıca her bir çevrim sonunda 

üretilen küp numuneler üzerinden hasar oluşumu kontrole tabi tutulmuştur. Hasar 

oluşumundan sonra elektriksel dirençte kalıcı değişimler oluştuğu gözlenmiştir. Yüksek 

plastik deformasyon yaratan basınç çevrimlerinin ardından elektriksel direnç kalıcı olarak 

%10-%30 aralığında artarken, daha düşük seviyedeki plastik deformasyonlarda 

elektriksel dirençteki artış, %1-%7 seviyelerinde kalmaktadır.  

 

Meehan vd. (2009) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, kısa karbon lif takviyeli 

çimentolu kompozitlerin, darbe tipi yükleme esnasında kendini algılama etkinlikleri 

değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında üretilen numunelerde 3 farklı tipte karbon lif 

kullanılmıştır: zift temelli, yüzey kaplamasız PAN tipi lif ve yüzey kaplamalı PAN tipi 



 

 

 

 

 

19 

 

lif. Farklı tipteki lifler farklı yöntemler ile çimento matrisine dahil edilmiştir. Ayrıca 

liflere ait fiziksel, mekanik ve geometrik özellikler de ayrışmaktadır. Buna ek olarak 

elektriksel direncin ölçümü 40x40x160 mm boyutlarındaki prizmatik numune üzerine 

yerleştirilen farklı elektrot konfigürasyonları ile gerçekleştirilmiştir. Karbon lif takviyeli 

çimentolu kompozitlerde yer alan karbon lif miktarı çimento ağırlığının %0.5, %1.0 ve 

%1.5’i kadardır. Darbe yüklemeleri esnasında direnç ölçümleri darbe uygulanan 

yüzeyden, eğik ve hacimsel olarak 4 problu yöntemle gerçekleştirilmiştir. Darbe 

yüklemeleri, 8 farklı yükseklikten çelik bir yarım kürenin bırakılması ile 

gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak; darbe yüklemeleriyle birlikte, çimentolu kompozitte 

gelişen elastik ve plastik deformasyonların elektriksel dirençteki değişimler ile 

ilişkilendirilebileceği ortaya konulmuştur. Ayrıca elektrot konfigürasyonunun kendini 

algılama etkinliği üzerine etkisi olduğu da belirlenmiştir.  

 

Karbon lif takviyeli çimentolu kompozitlerin bir sensör gibi, mevcut yapısal elemanlar 

üzerine entegre edildiği uygulamalar da literatürde yer almaktadır. Wen & Chung (2001) 

tarafından gerçekleştirilen çalışmada, kısa karbon lif takviyeli çimento pastasıyla 

oluşturulan sensör, 30x40x160 mm boyutlarındaki lif içermeyen çimento pastasının 

çekme ve basınç yüzeylerine 5 mm kalınlığında olacak şekilde kaplanmıştır. Numune 3 

noktalı eğilme testine maruz bırakılmıştır. Toplamda 5 adet sabit genlikli yükleme-

boşaltma çevrimine maruz bırakılırken, çekme ve basınç yüzeylerindeki sensör 

pastalardaki elektriksel dirençlerdeki değişiklikler ile ilişkilendirilmiştir. Sonuç olarak; 

yüzey kaplaması olarak uygulanan çimento esaslı sensörlerin etkinliği ortaya konulmuş, 

bu yöntem uygulanarak yapılan kendini algılama uygulamalarının yüzeysel elektriksel 

direnç ölçümüne dayandığı belirtilmiştir. Çekme ve basınç yüzeylerinde ölçülen 

elektriksel dirençlerdeki değişimlerin birbirlerine tamamen zıt oluşu, uygulamanın 

etkinliğini ortaya koymaktadır. Bu çalışmadaki uygulamaya benzer olarak,  Wen & 

Chung, (2007) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, beton elemanlarda lokal 

gerilmelerin incelenebilmesi amacıyla karbon lif takviyeli çimentolu sensör 

geliştirilmiştir.  

 

Teomete (2015) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, yüzdece birbirinden farklı 

içeriklere sahip karbon lif takviyeli çimentolu kompozitlerin, elektriksel karakteristikleri 



 

 

 

 

 

20 

 

ile basınç testi, çentikli eğilme testi ve yarmada çekme testi arasındaki uyum 

araştırılmıştır. Çekme gerinimi, basınç gerinimi ve çatlak uzunluğu ile elektrik direnci 

değişimi arasındaki korelasyonlar belirlenmiştir. Bu performans ölçütleri, kompozitlerin 

kendini algılama performansını değerlendirmek için kullanılmıştır. Çimento 

kompozitlerinde çatlak uzunluğu ve elektrik direnci değişimi arasındaki ilişkiyi 

araştırmak için çatlaklı eğilme testiyle eş-zamanlı ölçümler, literatürde ilk kez bu 

çalışmada gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, yeni kavramlar olarak çatlak hassasiyeti ve 

çatlak hassasiyeti için doğrusal sapma tanıtılmıştır. Çimentolu kompozitlerde çatlak 

oluşumu ve ilerlemesiyle birlikte, kendini algılama esnasında hareket eden elektronların 

geçebileceği kesit alanı azalmakta, bu durumun sonucunda elektrik direnci artmaktadır. 

Çalışma sonucunda çatlak uzunluğu ile elektrik direncindeki değişimler arasında güçlü 

bir doğrusal ilişki olduğu ortaya konulmuştur. Ayrıca %0.5 lif içeriğine sahip 

numunelerde, çatlak ilerlemesi, az sayıdaki elektron akış yolunu bozmuş, elektriksel ağ 

iletimini kısıtlayarak geçirgenlik eşiğinin altındaki bir duruma getirmiştir. Bu durum, 

çatlak oluşumunun tespit edilebilmesi için en yüksek hassasiyeti sağlamıştır.  

 

Donnini vd. (2018) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, farklı karbon lif içeriklerine 

sahip çimentolu kompozitlerin, mekanik özellikleri, elektriksel dirençlerinin zamanla 

değişimi ve mekanik yükleme esnasında kendini algılama performansları 

değerlendirilmiştir. 4 farklı karışım üzerinden araştırmalar gerçekleştirilmiştir, bu 

karışımlardaki bağımsız değişkenler lif içeriği olup, karışıma dahil edilen çimento 

kütlesinin %0, %2, %3 ve %4’ ü kadardır. Karışıma dahil edilen agregaların maksimum 

tane çapı 1 mm olup, tüm karışımlarda su/çimento/agrega oranı sabit olarak 

0.64/1.00/1.50 tutulmuştur. Harçların hazırlanmasında literatürde ard-karıştırma olarak 

adlandırılan karıştırma prosedürün adımları izlenmiştir. Elektriksel ölçümlerde 2 problu 

yöntem benimsenmiştir. Mekanik deneyler sonucunda, lif kullanımının eğilmede çekme 

dayanımını oldukça iyileştirdiği ancak basınç dayanımında azalmalara yol açtığı 

belirlenmiştir. Kompozitlere ait elektriksel direnç değerleri 100 gün boyunca 

kaydedilmiştir. Lifsiz numunelerde elektriksel direnç gelişimi, günden güne artış 

gösterirken, çimento kütlesinin %3’ünden daha yüksek miktarlarda karışımlara dahil 

edilmesi halinde 60 günlük olgunluğa erişmelerinin ardından kompozitlerin elektriksel 

dirençleri belirli bir değere yakınsamaktadır. Kendini algılama etkinliklerinin 



 

 

 

 

 

21 

 

değerlendirilmesi, çevrimsel basınç gerilmesine maruz bırakılan numuneler üzerinden 

gerçekleştirilmiştir. Toplamda 2 çevrim uygulanmış olup yükleme genlikleri 20 MPa 

sabit olarak tutulmuştur. Lif içeriği arttıkça, çevrimsel yükleme sonucu kompozit 

bünyesinde oluşan gerilme ile kompozit elektriksel direncindeki değişim arasındaki 

uyumun arttığı ortaya konulmuştur. Bu durumda yüksek lif içeriklerinde etkili sonuçlar 

elde edilebileceği belirlenmiştir.  

 

Karbon lifler, karbon esaslı malzemeler ile oluşturulan çimentolu kompozitlerde 

literatürde en sık tercih edilen malzemeler olsa da, karbon lifler dışında kendini algılama 

uygulamalarının gerçekleştirildiği karbon esaslı malzemeler de mevcuttur. Bu 

malzemeler kendi başlarına kompozitlere iletkenlik sağlayabileceği gibi, karbon lifler 

veya diğer lif tipleri ile birlikte de kullanılarak çimentolu kompozitlerin elektriksel 

karakteristiklerinin iyileştirilmesine yardımcı olabilmektedir (Chung, 2012; J. Han vd., 

2020; Prudente vd., 2024; Siad vd., 2018).  

 

Yıldırım vd. (2020) tarafından gerçekleştirilen çalışmada, farklı tipteki karbon esaslı 

malzemelerle oluşturulan çimentolu kompozitlerin, 7, 28, 90 ve 180 günlük olgunluğa 

eriştikleri durumlarda kendini algılama performansları araştırılmıştır. Kendini algılama 

etkinlikleri, basınç, yarmada çekme ve 4 noktalı eğilme yükleme durumları üzerinden 

ölçülmüştür. Oluşturulan karışımlar harç tipinde olup, uçucu kül ve maksimum tane çapı 

0.4 mm olan silis kumu kullanılmıştır. Ayrıca tüm karışımlarda eşit miktarda 

polivinilalkol lifler kullanılmıştır. Kompozitlerde kullanılan karbon esaslı malzemeler, 12 

mm uzunluğa sahip karbon lifler, 20-30 nm çapa, 10-30 m uzunluğa sahip karbon nano 

tüpler ve ortalama partikül boyutu 20-100 nm aralığında değişen karbon siyahıdır. 

Oluşturulan karışımlarda yer alan karbon lif içeriği toplam hacmin %1’i iken, karbon 

nanotüpler karışıma dahil edilen toplam bağlayıcı miktarının kütlece %0.55’i, karbon 

siyahı ise toplam bağlayıcı miktarının kütlece %2.00’si kadardır. Karışımlarda yeterli 

işlenilebilirliğin elde edilmesi ve karbon esaslı takviyelerin dağılımının iyileştirilebilmesi 

amacıyla, su azaltıcı katkı kullanılmıştır. Sonuç olarak, karbon esaslı malzemelerin erken 

yaşlardaki kendini algılama etkinliğinin, ileri yaşlara kıyasla daha etkili ve hassas 

sonuçlar verdiği ortaya konulmuştur. Farklı karbon esaslı malzemeler arasında kendini 

algılama etkinliği kıyaslandığında karbon liflerin en hassas davranışı sergilediği 



 

 

 

 

 

22 

 

belirlenmiştir. Ancak tekrarlanabilirlik tartışıldığında, karbon nano tüpler ve karbon 

siyahı ile oluşturulan kompozitlerin karbon liflere kıyasla daha etkili sonuçlar sunduğu 

ortaya konulmuştur.  

 

Farklı karbon esaslı malzemelerin bir arada kullanılmasıyla geliştirilen çimento esaslı 

sensörlerle gerçekleştirilen çalışmalar literatürde yer almaktadır. Dinesh vd.  (2023) 

tarafından gerçekleştirilen çalışmada, farklı tipte karbon esaslı malzemelerle takviye 

edilmiş çimentolu sensörler geliştirilerek, tam ölçekli bir betonarme elemanın eğilme 

esnasında kritik bölgelerine yerleştirilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen sensörlerde 

kullanılan karbonlu malzemeler; karbon lif – grafit tozu, karbon lif – aktive edilmiş 

karbon ikilileridir. Sensör harçların karışım bileşimlerinde ince agrega/çimento/silis 

dumanı/su oranı 1.00/0.90/0.10/0.30 olarak sabit tutulmuştur. Karbon lif muhteva eden 

karışımlarda karbon lif içeriği, çimento miktarının kütlece %0.20’si kadardır. Grafit tozu 

içeren karışımlarda grafit tozu içeriği çimento kütlesinin %5’i kadar iken, aktif karbon 

içeren karışımlardaki aktif karbon içeriği %20 olarak belirlenmiştir. Oluşturulan 

karışımlara göre hazırlanan karışımlar, tam ölçekli betonarme kirişlerin hasar gelişiminin 

ve iç kuvvetlerin en etkili olması beklenen bölgelere yerleştirilmiştir. Elektriksel 

dirençlerin ölçümünde 4 problu yöntemden faydalanılmıştır. Betonarme elemanlar 3 

noktalı eğilme ve eksenel basınç yüklemesine maruz bırakılmışlardır. Sonuç olarak 

mekanik etkiler esnasında çimentolu sensörler üzerinden elde edilen elektriksel direnç 

değerlerindeki değişimler kaydedilmiş ve sensörlerin bulunduğu bölgelerin 

deplasmanları ile ilişkilendirilmiştir. Karbon lif-grafit takviyesi içeren karışımların diğer 

karışımlara kıyasla daha üstün mekanik dayanımlar sergilediği belirlenmiştir. İstatistiksel 

analizler sonucunda elektriksel direncin, yüksek korelasyon katsayısı (R=0,99, R=0,96) 

ile mekanik etkiler esnasında gözlemlenen deplasmanlar ile ilişki içerisinde olduğu 

belirlenmiş, basınç esnasında elektriksel dirençte azalmalar gözlenmiştir. Ayrıca, 

mekanik dayanımlarda olduğu gibi karbon lif-grafit takviyesi daha etkili bir sensör 

performansı sergilemiştir.  

 

Karbon siyahı, kendini algılama faaliyetlerini temel alan çalışmaların ilgi odağı olmuş 

karbon esaslı bir malzemedir. Dinesh, Saravanakumar, vd. (2023) tarafından 

gerçekleştirilen incelemede, karbon siyahının kendini algılama faaliyetlerde 



 

 

 

 

 

23 

 

kullanılmasının diğer karbonlu malzemelerle oluşturulan kompozitlere kıyasla maliyet 

avantajlı bir pozisyona getirdiği belirtilmiştir. Karbon siyahının yüksek iletkenliğe sahip 

olduğu ve üretim maliyetlerinin diğer malzemelere kıyasla daha düşük olduğu 

belirtilmesine rağmen, partiküler formdaki karbon siyahlarlarıyla, çimentolu 

malzemelerde iletken ağ gelişiminin sağlanması için dahil edilen miktarın arttırılması 

gerekmektedir. Bu durum lif tipindeki karbonlu malzemelere kıyasla partiküler formdaki 

karbon siyahlarını dezavantajlı bir konuma getirmektedir. Ayrıca, lifli malzemelere 

kıyasla, kompozite dahil edilen karbon siyahı miktarı arttıkça, kompozitin mekanik 

özelliklerinde azalmalar gözlendiği de belirtilmektedir (Dehghanpour vd., 2019; Irshidat 

vd., 2021; Monteiro, Loredo, vd., 2017). Bunun aksine gerçekleştirilen iç yapı 

incelemelerinde, karbon siyahının çimentolu kompozitlerin mikro yapısında dolgu etkisi 

yaparak, mekanik dayanımları iyileştirebileceği belirtilmiştir (Al-Hartomy vd., 2011; Dai 

vd., 2010).  

 

Karbonlu iletken malzemeler bu çalışma alanınında en çok araştırılan malzemeleri 

oluştursa da, farklı özelliklere sahip partiküler formdaki metal oksitler, çeşitli polimerik 

lifler de iletken çimentolu kompozitlerin geliştirilmesinde ve kendini algılama 

uygulamalarında çalışma konusu olmuştur. Jiang vd. (2018) tarafından gerçekleştirilen 

çalışmada nano-TiO2, karbon lif takviyeli çimentolu kompozitler içerisine dahil 

edilmiştir. Farklı nano-TiO2 içeriklerine sahip karışımların mekanik dayanımları ve 

kompozitlere ait elektriksel direnç değerleri belirlenmiştir. Sonuç olarak nano-TiO2 

varlığının çimentolu kompozitlerin elektriksel direncini belirli ölçülerde azalttığı ortaya 

konulmuştur. Fe₂O₃ veya yaygın kullanılan ismiyle hematit, kimyasal kompozisyonu 

sebebiyle elektriksel iletkenliğe sahip çimentolu kompozitlerin geliştirilmesinde faydalı 

olabileceği düşünülmektedir (L. Wang & Aslani, 2019). Ayrıca çimentolu hematitin 

çimentolu kompozitin içerisinde bulunması durumunda, kompozitin mekanik 

özelliklerini iyileştirdiği ortaya konulmuştur (Nazari vd., 2010). Ancak hematit içeren 

çimentolu malzemelere yönelik elektriksel parametrelerin gözlemlendiği çalışmalar 

sınırlı düzeydedir. M. Li vd.(2023) tarafından gerçekleştirilen çalışmada ise, polimer ve 

iletken fonksiyonel malzemelerin çimento bazlı malzemelerin özellikleri üzerindeki 

etkileşimlerini araştırmak için, silikon-akrilat emülsiyonu, fenilakrilik emülsiyon, su 

bazlı epoksi reçine emülsiyonu ve akrilik emülsiyon olmak üzere dört farklı polimer 



 

 

 

 

 

24 

 

losyonu, karbon lif ve karbon siyahı gibi iki iletken fonksiyonel malzeme ile belirli 

oranlarda karıştırılarak polimer iletken çimento bazlı malzemeler elde edilmiştir. Bu 

çalışmada, dört polimerin farklı polimer-çimento oranlarının, çimento esaslı 

malzemelerin fiziksel, mekanik ve elektriksel özellikleri üzerindeki etkileri 

değerlendirilmiştir. Araştırma sonuçları, epoksi-reçine emulsiyonunun çimento 

hamurunun akışkanlığını artırdığını ve dört polimerin de sertleşme sürecini yavaşlatarak 

numunelerin sertleşme ve kalıptan çıkarılma sürelerini farklı derecelerde uzattığını ortaya 

koymuştur. Ayrıca, farklı polimer emüsyonlarının çimentolu matrisin elektriksel direnç 

değerini azalttı da ortaya konulmuştur.  

  



 

 

 

 

 

25 

 

3. MATERYAL ve YÖNTEM 

 

3.1. Materyal 

 

Çalışma kapsamında kullanılan materyallere ait bilgiler bu başlık altında sunulmaktadır.  

 

3.1.1. Agrega 

 

Çalışma kapsamında üretilen harçlar içerisinde bulunan ince agrega, kalker kökenli 

kırmataş olup, en büyük tane çapı (Dmax) 4 mm’dir. İnce agreganın ASTM C128 

standardına göre belirlenen yoğunluğu 2.66 g/cm3 ve su emme kapasitesi %1.22’dir. 

Agregaya ait, TS EN 933-1 standardına uygun olarak elde edilen elek analizi ve 

granülometrik dağılım eğrisi Şekil 3.2’de sunulmaktadır. Agregaya ait fiziksel görünüm 

Şekil 3.1’de sunulmaktadır. 

 

 
 

Şekil 3.1. Agregaya Ait Görünüm 

 



 

 

 

 

 

26 

 

 
 

Şekil 3.2. Kullanılan Agregaya Ait Granülometri Eğrisi 

 

3.1.2. Çimento 

 

Çalışma kapsamında üretilen harçlarda, temel bağlayıcı malzeme olarak Bursa Çimento® 

firmasından temin edilen, TS EN 197-1 standardına uygun olarak üretilmiş CEM I 42.5/R 

erken yüksek dayanımlı Portland Çimentosu kullanılmıştır. Çimentonun özgül ağırlığı 

3.10 g/cm3’tür. Çimentonun, hava geçirgenliği prensibine dayanılarak, ASTM C204 

standardına uygun olarak ölçülen özgül yüzey alanı 3385 cm2/g’dır. Çimentoya ait 

kimyasal bileşim Çizelge 3.1’de sunulmaktadır (Özen vd., 2020).  

 

Çizelge 3.1. Çimentonun Kimyasal Bileşimi 

 

SiO2 (%) 18.86 

Al2O3 (%) 5.71 

Fe2O3(%) 3.09 

CaO (%) 62.70 

MgO (%) 1.16 

SO3 (%) 2.39 

K2O+ Na2O (%) 0.92 

Cl İyonu (%) 0.01 

Serbest Kireç (%) 1.26 

 

3.1.3. Uçucu Kül  

 

Çalışma kapsamında ilgili karışımlara dahil edilen uçucu kül, ASTM C 618’e uygun 

olarak C sınıfı olarak kategorilendirilmiştir. Ayrıca uçucu kül silissi özelliğe sahip olup, 



 

 

 

 

 

27 

 

özgül ağırlığı 2.27 g/cm3, özgül yüzey alanı ise 3972 cm2/g’dır. Uçucu küle ait fiziksel 

görünüm Şekil 3.3’te sunulmaktadır.  

 

 
 

Şekil 3.3. Çalışma Kapsamında Kullanılan Uçucu Küle Ait Görünüm. 

 

3.1.4. Silis Dumanı  

 

Çalışma kapsamında ilgili karışımların üretiminde kullanılan silis dumanı, Norveç 

kökenli olup, BASF Kimya® firmasından temin edilmiştir. Silis dumanının özgül ağırlığı 

2.32 g/cm3 olup, kimyasal bileşimine dair bilgiler Çizelge 3.2‘de sunulmaktadır (Ozturk 

vd., 2020). 

 

Çizelge 3.2. Çalışma Kapsamında Kullanılan Silis Dumanının Kimyasal Bileşimi 

 

CaO (%) 0.45 

SiO2 (%) 92.04 

Al2O3 (%) 0.71 

Fe2O3 (%) 1.31 

SO3 (%) 0.41 

K2O+ Na2O (%) 1.97 

Kızdırma Kaybı (%) / C Oranı (%) 3.11 / 2.81 

 

 

Silis dumanına ait fiziksel görünüm Şekil 3.4’te sunulmaktadır.  

 



 

 

 

 

 

28 

 

 
 

Şekil 3.4. Çalışma Kapsamında Kullanılan Silis Dumanına Ait Fiziksel Görünüm. 

 

3.1.5. Yüksek Fırın Cürufu 

 

Çalışma kapsamında ilgili numunelerin üretimine dahil edilecek yüksek fırın cürufu 

(YFC) , Ereğli Demir Çelik Fabrikasından elde edilmiştir. YFC’nin özgül ağırlığı 2.90 

g/cm3, özgül yüzey alanı 4360 cm2/g olarak belirlenmiştir.  YFC’ye ait kimyasal bileşim 

Çizelge 3.3’te sunulmaktadır. 

 

Çizelge 3.3.Yüksek Fırın Curufunun Kimyasal Bileşimi. 

 

CaO (%) 35.90 

SiO2 (%) 40.20 

Al2O3 (%) 11.66 

Fe2O3 (%) 1.68 

MgO (%) 5.88 

S (%) 0.90 

K2O+ Na2O (%) 1.77 

Kızdırma Kaybı (%) 0.88 

 

Yüksek fırın cürufuna ait, fiziksel görünüm Şekil 3.5’te sunulmaktadır. 

 



 

 

 

 

 

29 

 

 
 

Şekil 3.5. Çalışma Kapsamında Kullanılan Yüksek Fırın Curufuna Ait Fiziksel 

Görünüm. 

 

3.1.6. Karışım Suyu 

 

Üretilen bütün karışımlarda karışım suyu olarak, Bursa Su ve Kanalizasyon İdaresi 

tarafından sağlanan şebeke suyu (musluk suyu) tercih edilmiştir.  

 

3.1.7. Süperakışkanlaştırıcı Beton Katkısı 

 

Lif barındıran karışımlarda, lif dağılımını iyileştirmek ve liflerin topaklanmasının önüne 

geçilebilmesi amacıyla, süperakışkanlaştırıcı beton katkısı kullanımı tercih edilmiştir. 

Polikarboksilat bazlı Sika MasterGlenium ACE 30® süperakışkanlaştırıcı beton 

katkısının kullanımı tercih edilmiştir. Karışımlara dahil edilecek süperakışkanlaştırıcı 

beton katkısının içeriği, deneme karışımları üzerinde gerçekleştirilen yayılma tablası 

testleri üzerinden belirlenmiştir. Ayrıca farklı tipte mineral katkıların, çimentolu 

harçlarda kullanımının, işlenebilirlik üzerine etkisinin olduğu bilinmektedir (B. Chen & 

Liu, 2008; Khan vd., 2014). Toplam bağlayıcı ağırlığının %15’i kadar uçucu külün 

karışımlara dahil edilmesi halinde, taze haldeki işlenebilirlik artarken, aynı miktarda silis 

dumanı kullanılması durumunda, işlenebilirlikte azalmalar gözlendiği literatürde yer alan 

çalışmalarda kaydedilmiştir (Duval & Kadri, 1998; F. Wang & Li, 2012). Ön karışımlar 



 

 

 

 

 

30 

 

üzerinde gerçekleştirilen yayılma tablası ölçümleri ile literatüre paralel sonuçlar elde 

edilmiştir.  

 

3.1.8. Kesikli Karbon Lif 

 

Karbon lifler, yüksek mukavemet, yüksek dayanım/ağırlık oranları, üstün elektriksel 

iletkenlik gibi özellikleri nedeniyle, havacılık, otomotiv, enerji üretimi ve inşaat gibi 

kompozit malzemelerin çeşitli sebeplerle tercih edildiği birçok sektörde yaygın olarak 

kullanılmaktadır (Ahmad vd., 2020; Harnden vd., 2022; Hovorun vd., 2017; Othman vd., 

2019; Shivi Kesarwani, 2017; Ursache vd., 2023; Vijayan vd., 2023; J. Zhang vd., 2023). 

Karbon liflerin kimyasal ve fiziksel özellikleri, üretim yöntemlerine, hammaddelerine 

bağlı olarak değişkenlik göstermektedir (Frank vd., 2012; S. Wang vd., 2006; Yusof & 

Ismail, 2012). Karbon lifler, %95 ila %99 oranında karbon atomlarından meydana 

gelmektedir. Yapılarında, hegzagonal düzenlenmiş karbon atomlarından oluşan grafen 

tabakaları bulunur. Tabaka içindeki güçlü karbon-karbon bağları, life yüksek dayanım ve 

sertlik kazandırırken, tabakalar arasındaki zayıf Van der Waals bağları ise ısı ve elektrik 

iletkenliğinin yüksek olmasını sağlar (Forintos & Czigany, 2019; Newcomb, 2016). 

 

Tez çalışması kapsamında çimentolu harçlar içerisine dahil edilecek kesikli karbon lifler, 

Dowaksa® (Yalova, Türkiye) firmasından, bobinlere sarılı halde sürekli formda temin 

edilmiştir. Bobinlere sarılı haldeki karbon lif görünümü Şekil 3.6’da sunulmaktadır. 

Karbon lif demetinde yer alan lif adedi 24000 olup, bir lifin çapı 7 m’dir. Karbon liflerin 

elastisite modülü 235 GPa, çekme mukavemeti 3500 MPa, yoğunluğu ise 1.75 g/cm3’tür 

(Teomete, 2017). Ayrıca üretim yöntemi ve kimyasal bileşimi sayesinde karbon liflerin 

yüksek sıcaklık seviyelerinde kimyasal kararlılıklarını korudukları ortaya konulmuştur 

(Sauder vd., 2004). Bununla birlikte çalışma kapsamında kullanılan karbon liflerde yüzey 

polimerinin bulunmaması, liflerin yüksek sıcaklık direncine olumlu yönde etki edeceği 

düşünülmektedir. 



 

 

 

 

 

31 

 

 
 

Şekil 3.6. Yüzey Polimeri Bulunmayan Sürekli Karbon Lif Bobini 

 

Karbon lifler, kırılgan yapıda olmaları sebebiyle, yüzeyleri polimerik epoksi film ile 

kaplanmaktadır. Yüzey polimeri ile kaplanmış karbon liflerin, çimentolu kompozitler 

içerisinde kullanılmaları durumunda elektriksel iletkenliklerinin olumsuz etkilendiği 

yapılan deneme karışımları ile belirlenmiştir. Bu sebeple çalışma kapsamında üretimi 

gerçekleştirilecek çimentolu kompozitler içerisinde, elektriksel öz-direncin, test edilecek 

uygulamalarda yeterli performansı sergilemesi amacıyla, yüzey polimeri bulunmayan 

karbon liflerin kullanımı tercih edilmiştir. 

 

Sürekli formdaki lifler, tekstil tezgahlarında mekanik yöntemler ile istenilen boylarda 

kesikli hale getirilmiştir. Farklı boylarda kesikli hale getirilmiş liflere ait görünüm Şekil 

3.7’de sunulmaktadır. 

 

 
 

Şekil 3.7. Kesikli Karbon Liflere Ait Fiziksel Görünüm 

 



 

 

 

 

 

32 

 

3.1.9. Elektrotlar 

 

Çalışma kapsamında gerçekleştirilecek elektriksel öz-direnç ölçümü, kendini ısıtma 

performansının belirlenmesi ve kendini algılama performansının belirlenmesi 

faaliyetlerinde kullanılmak üzere üretilecek elektrotlu numunelerde, elektrot malzemesi 

olarak 0.2 mm kare göz açıklığına sahip, paslanmaz çelik elektrot tercih edilmiştir. 

Elektrotlara ait öz-direnç, masa tipi multimetre yardımıyla 37,21 .m olarak 

hesaplanmıştır. Numune içerisine yerleştirilen elektrotların genişliği 20 mm, boyu ise 60 

mm’dir. Elektrotlara ait görünüm Şekil 3.8’de sunulmaktadır.  

 

 
 

Şekil 3.8. Numune İçerisinde Çıkarılmış Elektrota Ait Görünüm 

 

Elektrot olarak düşük kare göz açıklığının seçilmesinde, elektrot yüzey alanının 

arttırılarak, elektrot yüzeyi ile çimentolu matris arasındaki elektriksel temas direncinin 

azaltılması hedeflenmiştir (B. Han vd., 2007). Temas direncinin azaltılması, kompozitin 

elektriksel özelliklerinin etkili bir şekilde ortaya konulması bakımından önem arz 

etmektedir.  

 

3.1.10. Karışım Detayları 

 

Tez çalışması kapsamında üretilecek çimentolu harç karışımlar, 3 ana başlık altında 

sınıflandırılmaktadır. Farklı başlıklar altında kategorilendirilen karışımların bağımsız 

değişkenleri birbirinden farklıdır. Tez çalışması kapsamında 3 ana başlık altında 

sınıflandırılan harç karışımlara ait bağımsız değişkenler, Şekil 3.9’da görselleştirilmiştir.  

 



 

 

 

 

 

33 

 

 
 

Şekil 3.9. Tez Çalışması Kapsamında Gerçekleştirilen Numune Üretimlerinin 

Değişkenleri. 

 

3.1.10.1. Grup 1’de Yer Alan Karışımlar 

 

 Birinci kısımda yer alan karışımlara ait bileşenler ve karışım notasyonları Çizelge 3.4’de 

sunulmaktadır. Tablodan da görülebileceği üzere, silis dumanı, uçucu kül ve yüksek fırın 

cürufu olmak üzere 3 farklı tipte mineral katkı içeren, aynı zamanda farklı boylarda lifler 

içeren numunelerin üretimi gerçekleştirilmiştir. Kesikli karbon lif boyları 10 mm ve 

mineral katkı içeriği, toplam bağlayıcı içeriğinin %15’i olmak üzere sabit tutulmuştur. 

Oluşturulan harç tipindeki karışımlarda Agrega/Bağlayıcı/Su miktarları sabit olarak 

kütlece 2.75/1.00/0.485 belirlenmiştir. Mineral katkı ve lif kullanımıyla birlikte, taze 

haldeki harçlarda kaybedilen işlenebilirlik, süperakışkanlaştırıcı beton katkısı 

kullanımıyla geri kazanılmıştır.  

 

Çizelge 3.4. Grup 1 Altında Üretilen Karışımların Bileşenleri 
 

Notasyon 
Çimento 

(g/dm3) 
Agrega 

(g/dm3) 
Su 

(g/dm3) 
Mineral Katkı 

Tipi 

Mineral 

Katkı 

Miktarı 

(g/dm3) 

Kesikli 

Karbon 

Lif 

İçeriği 

%(V) 

Kesikli 

Karbon 

Lif Boyu 

(mm) 

CF10_0.2_SF 456 1477 261 Silis Dumanı 81 0.20 10 

CF10_0.4_SF 456 1477 261 Silis Dumanı 81 0.40 10 

CF10_0.6_SF 456 1477 261 Silis Dumanı 81 0.60 10 

CF10_0.2_FA 456 1477 261 Uçucu Kül 81 0.20 10 

CF10_0.4_FA 456 1477 261 Uçucu Kül 81 0.40 10 

CF10_0.6_FA 456 1477 261 Uçucu Kül 81 0.60 10 

CF10_0.2_BFS 460 1488 262 YFC 81 0.20 10 

CF10_0.4_BFS 460 1488 262 YFC 81 0.40 10 

CF10_0.6_BFS 460 1488 262 YFC 81 0.60 10 

CTRL 537 1477 261 - - - - 

CTRL_SF 456 1477 261 Silis Dumanı 81 - - 

CTRL_FA 456 1477 261 Uçucu Kül 81 - - 

CTRL_BFS 460 1488 262 YFC 81 - - 

 

Tez Çalışması 

Grup 1: Lif İçeriği ve 
Mineral Katkı Tipi

Grup 2: Lif Boyu ve 
İçeriği

Grup 3: Lif Boyu ve 
İçeriği, Farklı 

boylardaki liflerin bir 
arada kullanımı.



 

 

 

 

 

34 

 

Üretilen harç karışımları üzerinde gerçekleştirilen testler ile birlikte, karbon lif-mineral 

katkı etkileşimi ve uyumu, karbon lif içeriğindeki artışın etkisi belirlenerek kontrol 

numuneleri ve birbirleri ile karşılaştırılmıştır.  

 

3.1.10.2. Grup 2’de Yer Alan Karışımlar 

 

İkinci kısımda yer alan karışımlara ait bileşenler ve karışım notasyonları Çizelge 3.5’da 

sunulmaktadır. Tabloda da görülebileceği üzere bu kısımda üretilen numuneler üzerinde, 

karbon lif boyunun, gözlemlenmek istenen parametreler üzerine etkileri araştırılmıştır. 

Agrega/bağlayıcı/su oranı kütlece 2.75/1.00/0.485 olarak sabit tutulurken, mineral katkı 

olarak toplam bağlayıcı miktarının kütlece %15’i oranında uçucu kül kullanımı tercih 

edilmiştir. Lif kullanımı ile kaybedilen işlenebilirliğin, gerçekleştirilen deneme 

karışımları ile birlikte, belirlenen oranda uçucu kül kullanımı ile geri kazanılabildiği 

görülmüştür. Ayrıca işlenebilirliğin kazanılması ve lif dağılımının iyileştirilebilmesi 

amacıyla, süperakışkanlaştırıcı beton katkısı kullanılmıştır. 

 

Çizelge 3.5. Grup 2 Altında Üretilen Karışımların Bileşenleri 

 

Notasyon 
Çimento 

(g/dm3) 

Agrega 

(g/dm3) 

Su 

(g/dm3) 

Mineral 

Katkı 

Tipi 

Mineral 

Katkı 

Miktarı 

(g/dm3) 

Kesikli 

Karbon 

Lif 

İçeriği 

%(V) 

Kesikli 

Karbon 

Lif 

Boyu 

(mm) 

CF5_0.2_FA 456 1477 261 UK1 81 0.20 5 

CF5_0.4_FA 456 1477 261 UK 81 0.40 5 

CF5_0.6_FA 456 1477 261 UK 81 0.60 5 

CF10_0.2_FA 456 1477 261 UK 81 0.20 10 

CF10_0.4_FA 456 1477 261 UK 81 0.40 10 

CF10_0.6_FA 456 1477 261 UK 81 0.60 10 

CF15_0.2_FA 456 1477 261 UK 81 0.20 15 

CF15_0.4_FA 456 1477 261 UK 81 0.40 15 

CF15_0.6_FA 456 1477 261 UK 81 0.60 15 

CTRL 537 1477 261 - - - - 

CTRL_FA 456 1477 261 UK 81 - - 

 

İkinci grupta yer alan karışımlar üzerinde gerçekleştirilecek testler ile birlikte, harçlar 

içerisinde kullanılan kesikli karbon lif boyunun, gözlenen özellikler üzerine etkisi ortaya 

konulmuştur. 

                                                 
1 Uçucu Kül 



 

 

 

 

 

35 

 

3.1.10.3. Grup 3’te Yer Alan Karışımlar 

 

Üçüncü grupta yer alan karışımların bileşenleri Çizelge 3.6’da sunulmaktadır. Bu kısımda 

üretilen karışımlar üzerinde, farklı boylardaki liflerin bir arada kullanılmasının, gözlenen 

performanslar üzerine etkisinin tartışılması hedeflenmiştir. Farklı boylardaki lifleri bir 

arada içeren karışımlarda, lif içeriği de bağımsız değişken olarak belirlenmiştir. Tüm 

karışımlarda agrega/bağlayıcı/su oranı 2.75/1.00/0.485 olarak sabit tutulmuştur. Lif 

kullanımı ile taze harçta kaybedilen işlenebilirliğin, toplam bağlayıcı oranının %15’i 

kadar uçucu kül kullanımı ve süperakışkanlaştırıcı beton katkısı kullanımıyla giderilmesi 

hedeflenmiştir.  

 

Çizelge 3.6. Grup 3 Altında Üretilen Karışımların Bileşenleri 

 

Notasyon 
Çimento 

(g/dm3) 

Agrega 

(g/dm3) 

Su 

(g/dm3) 

Mineral 

Katkı 

Tipi 

Mineral 

Katkı 

Miktarı 

(g/dm3) 

Lif 

İçeriği 

%(V) 

Lif Boyu 

(mm) 

CF5_0.2_FA 456 1477 261 UK 81 0.20 5 

CF5_0.4_FA 456 1477 261 UK 81 0.40 5 

CF5_0.6_FA 456 1477 261 UK 81 0.60 5 

CF10_0.2_FA 456 1477 261 UK 81 0.20 10 

CF10_0.4_FA 456 1477 261 UK 81 0.40 10 

CF10_0.6_FA 456 1477 261 UK 81 0.60 10 

CF15_0.2_FA 456 1477 261 UK 81 0.20 15 

CF15_0.4_FA 456 1477 261 UK 81 0.40 15 

CF15_0.6_FA 456 1477 261 UK 81 0.60 15 

3X_0.2_FA 456 1477 261 UK 81 0.20 5,10,15 

3X_0.4_FA 456 1477 261 UK 81 0.40 5,10,15 

3X_0.6_FA 456 1477 261 UK 81 0.60 5,10,15 

 

Farklı boylarda kesikli karbon lifi içeren karışımlarda, eğer 2 farklı boyda karbon lif 

içeriyorsa her bir karbon lif boyuna ait karışımdaki içerik, toplam karbon lif içeriğinin 

kütlece %50’si kadar olacak şekilde, her bir boyun karışımdaki miktarı kütlece eşittir. Üç 

farklı boyda karbon lif içeren karışımlarda ise, bir boydaki kesikli karbon lif içeriği, 

karışımda yer alan toplam karbon lif içeriğinin kütlece %33.3’ü olacak şekilde, her bir 

boydaki lifin karışımdaki miktarı kütlece eşit yer almaktadır.  

 

 

 

 



 

 

 

 

 

36 

 

3.2. Yöntem 

 

Çalışma kapsamında faydalanılan üretim yöntemleri, numune hazırlanması, numunelerin 

yeterli olgunluğa eriştirilmesi, gerçekleştirilen testler ve uygulama biçimlerine ait 

detaylar bu başlık altında sunulmaktadır. Tez çalışmasına dair bir özet akış şeması Şekil 

3.10‘da sunulmaktadır. 

 

 
 

Şekil 3.10. Tez Çalışması Kapsamında Gerçekleştirilen Faaliyetlerin Akış Şeması 

 

3.2.1. Ön-Hazırlık ve Karışımlara Dahil Edilecek Malzemelerin Tartımı 

 

Karışımların kuru fazını oluşturan malzemeler olan çimento, agrega ve karışıma dahil 

edilecek mineral katkı, tartılarak harç mikserinin kovasında birleştirilmiştir. Karışıma 

dahil edilecek tüm malzemelerin tartımı 0.001 g hassasiyetli hassas terazi yardımı ile 

gerçekleştirilmiştir.  

 

3.2.2. Karıştırma Yöntemi 

 

Karbon lif içeren karışımlarda, karbon lif dağılımının iyileştirilmesi, karbon liflerin 

topaklanmasının önüne geçilebilmesi amacıyla, literatürde birbirinden farklı yaklaşım 

mevcuttur (Chuang vd., 2017; Gao vd., 2017).  

 

Literatürde en sık kullanılan, dayanım ve karbon liflerin  karışım içerisinde iyileştirilmiş 

dağılımı üzerine kanıtlanmış olumlu etkileri bulunan “ön-karıştırma” yönteminde, 

karışımı oluşturan lif dışındaki katı fazlar, karıştırma kabında birleştirilir. Karışım suyu 

ve süperakışkanlaştırıcı katkı, farklı bir karıştırma kabında birleştirilerek karıştırılır ve 

homojen bir solüsyon haline gelmesi sağlanır. Ardından karışım içerisinde yer alacak 

lifler, solüsyon içerisine karıştırılarak yavaşça dahil edilir. Tüm liflerin solüsyona dahil 



 

 

 

 

 

37 

 

edilmesinin ardından, solüsyon 30 saniye boyunca karıştırılır. Böylece liflerin solüsyon 

içerisinde homojen dağıldığı ve topaklanmasının önüne geçildiği varsayılmaktadır.  

 

“Ard karıştırma” olarak adlandırılan yöntemde ise, karışım suyu, süperakışkanlaştırıcı 

katkı ve karışımda yer alan bağlayıcı ve agregalar başlangıçta karıştırılır. Ardından 

karışıma dahil edilecek karbon lifler, karıştırma işlemi devam ederken karışıma dahil 

edilir. Çeşitli araştırmacılar tarafından gerçekleştirilen iç-yapı incelemelerinde, ön-

karıştırma yöntemi ile üretilen karbon lif katkılı çimentolu harçlarda, ard-karıştırma 

yöntemi ile üretilen harçlara göre, daha etkili bir karbon lif dağılımı gözlenmiştir. 

Özellikle kesikli karbon lif boyunun 18 mm’den küçük olduğu uygulamalarda, ön-

karıştırma yönteminin ard-karıştırma yöntemine göre karbon lif dağılımını olumlu 

etkilediği ortaya konulmuştur (Gao vd., 2017).   

 

Gerçekleştirilen çalışmalar kapsamında üretilen karbon lif takviyeli çimentolu harçlarda 

karıştırma yöntemi olarak “ön-karıştırma”, karbon lif dağılımının, “ard-karıştırma” 

yöntemine kıyasla daha iyi seyretmesi sebebiyle tercih edilmiştir. Öncelikle tartılan 

karışım suyu ve süperakışkanlaştırıcı katkı karıştırılarak bir solüsyon hazırlanmıştır. 

Karışımda yer alan ilgili boylardaki kesikli karbon lifler tartıldıktan sonra, solüsyon 

içerisine çubuk yardımıyla karıştırılarak, yavaşça dahil edilmiştir. Karışımda yer alacak 

bütün liflerin dahil edilmesinin ardından 30 saniye boyunca karıştırma işlemine devam 

edilmiştir. Solüsyon hazırlama faaliyeti ile eş zamanlı olarak karışımın katı fazını 

oluşturan çimento, agrega ve varsa mineral katkı tartılarak harç mikserinin karıştırma 

kabına toplanmıştır. 20 L kapasiteli harç mikseri içerisinde, su eklenmesi durumunda katı 

fazların ayrışmasının önüne geçilebilmesi amacıyla, 30 dev./dakika hızla 45 saniye 

boyunca kuru maddeler karıştırılmıştır. Ardından harç mikserinin karıştırma hızı 60 

dev./dakika hıza getirilerek, hazırlanan solüsyon yavaşça karışıma dahil edilmiştir. 

Solüsyonun karışıma dahil edilmesi 30 saniye içerisinde tamamlanmıştır. Ardından harç 

mikserinin karıştırma hızı 120 dev./dakika hıza ayarlanmış, karışım homojen bir görüntü 

sergileyene kadar bu hızda karıştırılmaya devam edilmiştir. İstenilen görüntü elde 

edilince, mikser durdurulup, karışımın kıvamı ve segregasyon durumu spatula yardımıyla 

kontrol edilmiştir. Son olarak; mikserin karıştırma hızı 240 dev./dakika hıza ayarlanıp, 1 



 

 

 

 

 

38 

 

dakika boyunca karıştırılarak, tüm karıştırma safhası tamamlanmıştır. “Ön-karıştırma” 

yöntemine dair işlem adımlarının şematik bir gösterimi Şekil 3.11‘de sunulmaktadır. 

 

 
 

Şekil 3.11. Ön-Karıştırma Yöntemi İle Kesikli Karbon Lif İçeren Çimentolu Harçların 

Üretimi 

 

3.2.3. Yayılma Çaplarının Belirlenmesi 

 

ASTM C230 standardına uygun yayılma tablası yardımıyla, ASTM C1437 test 

standardında tarif edilen prosedüre