Investigation of Strength Parameters of Clay Soil Improved with Tile Powder and Biopolymer

Year 2024, Volume: 39 Issue: 3, 771 - 784, 03.10.2024

İlkim Özbahçeci Gökdeniz , Baki Bağrıaçık

https://doi.org/10.21605/cukurovaumfd.1560191

Abstract

Throughout history, people have had various basic needs. These needs are vital for us humans. The section concerning the field of civil engineering is based on the housing problem. The field of geotechnical engineering, which is a sub-discipline of civil engineering, is responsible for evaluating existing areas due to rapidly depleting construction sites and the development of efficient lands. Existing areas generally do not have the capacity to bear without improving a structure. Therefore, the improvement of the floors is necessary. There are many methods applied for the purpose of improving such types of surfaces. In recent years, the most popular method has been to improve the existing engineering properties of the ground by using waste materials or different substances. In this study, broken tile dust collected from construction sites and the biopolymer Acacia Gum were used. For this purpose, the index properties of the natural clay soil were first determined, and then different percentages of these materials were mixed into the soil, followed by the application of unconfined compression tests. Subsequently, to examine the freezing-thawing behavior of the ground, unconfined compression test was conducted after 1, 3, 5, and 10 cycles. The resistance parameters before and after freezing-thawing have been examined. As a result, it has been observed that both the brick powder and the biopolymer, whether used together or separately, enhance the strength of the clay soil. After freeze-thaw cycles, the clay soil containing brick powder and biopolymer also positively contributes to its strength.

Keywords

Soil improvement, Tile dust, Unconfined compressive strength, Freeze-thawing, Biopolymer

Kiremit Tozu ve Biyopolimerle İyileştirilmiş Kil Zeminin Mukavemet Parametrelerinin İncelenmesi

Abstract

Tarih boyunca insanların çeşitli temel ihtiyaçları bulunmaktadır. Bu ihtiyaçlar biz insanlar için hayati öneme sahiptir. İnşaat mühendisliği alanını ilgilendiren bölümü ise barınma problemine dayanmaktadır. İnşaat mühendisliğinin bir alt disiplini olan geoteknik alanı ise hızla tükenen inşaat sahaları, verimli arazilerin imara açılması ile var olan alanları değerlendirme konusunda sorumluluk altındadır. Var olan alanlar genellikle bir yapıyı iyileştirme olmaksızın taşıma kapasitesine sahip değillerdir. Bu nedenle zeminlerin iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu tip zeminleri iyileştirme amacı ile uygulanan birçok yöntem bulunmaktadır. Son yıllarda en çok popüler olan yöntem atık madde ya da farklı maddeler kullanarak zeminin var olan mühendislik özelliklerini iyileştirmektir. Bu çalışmada inşaat alanlarından toplanmış kırık kiremit tozları ve biyopolimer olan Akasya Zamkı kullanılmıştır. Bu amaç ile doğal kil zeminin öncelikle endeks özellikleri belirlenmiş daha sonra ise zemine farklı yüzdeler de bu maddeler karıştırılarak serbest basınç deneyleri uygulanmıştır. Sonrasında ise zeminin donma-çözülme davranışını incelemek için 1, 3, 5 ve 10 döngü sonrası serbest basınç deneyi yapılmıştır. Donma-çözülme öncesi ve sonrası mukavemet parametreleri incelenmiştir. Sonuç olarak kiremit tozu ve biyopolimerin birlikte ve ayrı olarak kil zeminin dayanımını artırdığı, donma-çözülme sonrası ise kiremit tozu ve biyopolimer içeren kil zeminin dayanıma olumlu yönde katkı sağladığı görülmüştür.

Keywords

Zemin iyileştirme, Kiremit tozu, Serbest basınç mukavemeti, Donma-çözülme, Biyopolimer

References

• 1. Poyraz, S., Ural, N., 2022. Atık porselen karonun (apk) kil zeminlerin fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi. Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 9(2), 771–782.
• 2. Çimen, Ö., Günaydın, H., Keskin, S., 2017. Yüksek plastisiteli kil zeminin mühendislik özelliklerine inşaat atıklarının etkisi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 23(3), 250-253.
• 3. Devlet, H., 2020. Killi zeminler üzerinde atık lastik ve gazbetonun etkilerinin değerlendirilmesi. Tekirdağ Namık Kemal Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 21(1), 1-9.
• 4. Abd, T.A., Fattah, M.Y., Aswad, M.F., 2021. Improvement of soft clayey soil by bio-polymer. Engineering and Technology Journal, 39(8), 1301-1306.
• 5. Yarbaşı, N., 2018. Mermer tozu ve atık lastik ile iyileştirilen düşük plastisiteli killi zeminlerin dayanım özellikleri. Doğal Afetler ve Çevre Dergisi, 4(2), 162-170.
• 6. Tunç, U., Bağrıaçık, B., Aslan, H., Altay, G., Şenol, A., 2022. Arabik gam katkılı doğal kil zeminin konsolidasyon sonuçlarının değerlendirilmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 37(3), 731-740.
• 7. Aysu, Ş., 2020. Yüksek plastisiteli kil zeminlerde cam lifi katkısının zeminin mukavemet, permeabilite ve konsolidasyon özelliklerine etkisi. Konya Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Dergisi, 2507, 1-9.
• 8. Alaryan, M., 2022. Konya şeker fabrikası atık kireç çamuru (PKF)'nin geoteknik mühendisliğinde kullanımının araştırılması. Yüksek Lisans Tezi, Konya Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Konya, 186.
• 9. Geçkil , T., Sarıcı, T., Yıldıran, E., 2019. Kireç katkısı ile kil bir zeminin dayanımının iyileştirilmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 34(4) , 171-179.
• 10. Vural, İ., 2019. İnşaat yıkıntı atıklarının zemin iyileştirmesinde kullanılabilirliği. Academic Platform Journal of Engineering and Science, 7(1), 1-6.
• 11. Ok, B., Bağrıaçık, B., 2022. Guar gum ile iyileştirilen kil zeminlerin donma çözülme etkisinde mukavemet ve şişme basınçlarının araştırılması. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Dergisi, 37(3), 589-600.
• 12. Kahiyah, M.T.M.A., 2020. Investigation of engineering properties of clayey soils improved with biopolymers.Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 89.