Değişik Tipte Katkılar ile Güçlendirilmiş Kum-Bentonit Karışımlarının Dayanım Özellikleri

Abstract

Kil-kum karışımları, özellikle dolgu alanları, ulaştırma yapıları ve atık deponi alanları gibi uygulamaları olan, genellikle yapay olarak oluşturulan zeminlerdir. Bu tip zeminlerin dayanım ve taşıma gücünü istenilen düzeye getirebilmek için kimyasal katkılar ile stabilizasyon pratikte yaygın olarak uygulanmaktadır. Bu çalışmada, puzolanik çimento, kireç ve C sınıfı ucuçu kül katkısı ile stabilize edilmiş farklı miktarlarda bentonit içeren kum zeminin dayanımına kil içeriği, katkı içeriği ve kür süresinin etkisi incelenmiştir. % 4, 8, 12 ve 16 oranlarında bentonit içeren karışımlar, kütlece % 3, 6 ve 9 oranlarında puzolanik çimento, kireç ve kütlece % 5, 10, 15 ve 20 oranlarında C sınıfı uçucu kül katkısıyla optimum su içeriklerinde hazırlanmıştır. Örnekler, 1, 7 ve 28 günlük kür süreleri sonunda serbest basınç deneyine tabi tutulmuştur. Yapılan deneyler sonucunda zemin karışımında bentonit miktarının artışı ile kireç katkılı örneklerin dayanımı artarken, diğer örneklerin dayanımında değişkenlik gözlenmiştir. Farklı zemin karışımlarında puzolanik çimento ile elde edilen dayanım değerlerinin, uçucu kül katkılı örneklerden elde edilen dayanım değerlerine göre daha yüksek olduğu gözlemlenmiştir.  Uçucu kül kullanımının daha ekonomik ve çevre dostu bir çözüm olacağı açıktır.

Keywords

• Kum-bentonit karışımı,çimento,kireç,uçucu kül,serbest basınç dayanımı

Strength Properties of Sand-Bentonite Mixtures Improved By Use of Different Types of Admixtures

Abstract

Clay-sand mixtures are artificial blends particularly used in construction of  landfills, transportation structures and embankments. When strength and bearing capacity of soils are inadequate, stabilization with chemical admixtures is a commonly preferred method, which ensures satisfactory engineering properties. In this study, pozzolanic cement, lime and class C fly ash were used as admixtures for stabilization. Effects of clay content, admixture inclusion level, additive content and curing period were investigated on strength of sandy soil with different bentonite contents. Mixtures including 4, 8, 12 and 16 % bentonite by weight were stabilized with 3, 6, 9 % pozzolanic cement, lime and also 5, 10, 15, 20 % class C fly ash by weight at their optimum water contents. Specimens were then subjected to unconfined compressive strength testing after 1, 7 and 28 days of curing period. Experimental results revealed that, maximum and minimum strength was obtained by testing specimens including pozzolanic cement and fly ash, respectively. It is evident that, economic and environmental concerns makes use of fly ash more feasible.

Keywords

• Sand-bentonite mixture,cement,lime,fly ash,unconfined compressive strength

References

1. 1. Çetin, A.Y., “Yüksek Plastisiteli Kil Zeminlerin Alternatif Mal-zemeler ile Yüzeysel Zemin Stabilizasyonu”, İstanbul Teknik Üni-versitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, 2011.
2. 2. Gahabee, S.,“Kireç İle Stabilize Edilmiş Bentonitin Kür Süresi-nin Mukavemet Üzerindeki Etkisi”, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, İstanbul, 2015.
3. 3. Khemissa, M.; Mahamedi, A., “Cement and lime mixture stabi-lization of an expansive overconsolidated clay”, Applied Clay Science, 2014, 95, 104-110.
4. 4. Jauberthie, R.; Rendell, F.; Rangeard, D.; Molez, L., “Stabilisa-tion of estuarine silt with lime and/or cement”, Applied Clay Scien-ce, 2010, 50, 395-400.
5. 5. Özaydın, K., “Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği”, On-dördüncü Ulusal Kongresi, Istanbul, 2012.
6. 6. Misra, A.; Biswas, D.; Upadhyaya, S., “Physico-mechanical behavior of self-cementing class C fly ash–clay mixtures”, Fuel, 2004, 84, 1410-1422.
7. 7. Binal, A., “Improvement of the Strength of Ankara Clay with Self-cementing High Alkaline Fly Ash”, Hacettepe University, Department of Geological Engineering, Ankara, 2016.
8. 8. Yılmaz, Y., “Compaction And Strength Characteristics Of Fly Ash And Fiber Amended Clayey Soil”, Engineering Geology, 2014, 188, 168-177.

9. 9. Ünver, E., “Problemli Kil Zeminlerin Uçucu Kül İle İyileştiril-mesi ”Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı , Yüksek Lisans Tezi ,Eskişehir, 2015, 100-118.
10. 10. Özbayoğlu, F., “UçucuKüllerin, Bentonit, Kireç ve Çimento Katkılarıyla Kumlu Zeminlerin Stabilizasyonunda Kullanımı”, Endüstriyel Atıkların İnşaat Sektöründe Kullanılması Sempozyumu, Bildiriler Kitabı, Ankara, 1993, 103-118.
11. 11. Keshawarz, M.S.; Dutta, U., “Stabilization of South Texas Soils With Fly Ash: Fly Ash For Soil Improvement”, Geotechnical Spe-cial Publication, New York 1993, 36, 30-43.
12. 12. Prasad, C.R.V.; Sharma, R.K., “Influence of sand and fly ash on clayey soil stabilization”, IOSR Journal of Mechanical and Civil Engineering, 2014, Special Issue (ICAET-2014), 4, 36-40.
13. 13. Stavridakis, E. “Evaluation of engineering and cement–stabilization parameters of clayey–sand mixtures under soaked conditions”, Geotechnical and Geological Engineering, 23, 635–655.
14. 14. ASTM D2166 / D2166M-16, Standard Test Method for Un-confined Compressive Strength of Cohesive Soil, ASTM Internati-onal, West Conshohocken,PA,2016,www.astm.org.