Strength and Permeability Properties of Granular Soils Added to Pine Tree Sawdust

Abstract

For engineering structures, improving the poor engineering characteristics of the soils is of great importance. Today, different waste /residual materials (natural, synthetic or chemicals) have been used in soil improvement. In this study, pine tree sawdust was used to increase the strength of the granular soil and to reduce its permeability. Laboratory experiments were conducted on samples prepared by compression under standard proctor energy. Unconfined compressive strength values of granular soil (GS) sample with 0.5%, 1%, 2% addition of pine tree sawdust (PTS) were determined at the room temperature (+21°C) and on days 1, 7 and 28. At the end of 28- day curing, the highest strength values were obtained in the mixture of GS + 0.5% PTS. These samples were subjected to the freeze-thaw test at -21oC, + 21oC, 12 cycles and 24h waiting time. As a result of this experiment, GS+ 0.5% PTS mixture gave the highest strength value. A constant-head permeability test was applied to these three different mixes, and as the sawdust rate increased, the permeability coefficient decreased from 10-4 to 10-6. According to the obtained result; pine tree sawdust has been found to potentially strengthen the granular soils and reduce permeability. It is concluded that this natural material can be used at limited depths especially in regions where temperature differences occur frequently

Keywords

• Pine tree sawdust,Sandy soil,Strength,Permeability,Freeze-thaw

Artık Çam Ağacı Talaşı İlave Edilmiş Daneli Zeminlerin Mukavemet Ve Geçirimlilik Özellikleri

Abstract

Mühendislik yapıları için zeminlerin zayıf mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesi büyük önem arz etmektedir. Günümüzde zemin iyileştirmede farklı atık/artık malzemeler (doğal, sentetik veya kimyasallar) kullanılmaya başlanmıştır. Bu çalışmada daneli zeminin mukavemetini artırmak ve geçirgenliğini azaltmak amacıyla çam ağacı talaşı kullanılmıştır. Laboratuvar deneyleri standard proctor testi ile sıkıştırılarak hazırlanan numuneler üzerinde yürütülmüştür. Daneli zemine (DZ) % 0.5, % 1, % 2 çam ağacı talaşı (ÇAT) ilavesi yapılarak çalışma odası sıcaklığında (+21oC) ve 1. 7. ve 28. günlerdeki serbest basınç mukavemetleri belirlenmiştir. 28 günlük kür sonunda, en yüksek mukavemet değerleri, DZ+%0.5 ÇAT karışımında elde edilmiştir. Bu örneklere, -21oC, +21oC, 12 döngü ve 24h bekleme süresi olarak donma-çözülme deneyi uygulanmıştır. Bu deney sonucunda, DZ+%0.5 ÇAT karışımı en yüksek mukavemet değerini vermiştir. Bu üç farklı karışıma sabit seviyeli permeabilite testi uygulanmış, talaş oranı arttıkça geçirimlilik katsayısının 10-4 den 10-6 mertebesine gerilediği görülmüştür. Elde edilen sonuçlara göre; çam ağacı talaşının, daneli zeminleri potansiyel olarak güçlendirebileceği ve geçirimliliği azaltacağı görülmüştür. Bu doğal malzemenin özellikle sıcaklık farklarının sıkça yaşandığı bölgelerde sınırlı derinliklerde kullanılabileceği kanaatine varılmıştır.

Keywords

• Çam ağacı talaşı,Kumlu zemin,Mukavemet,Geçirimlilik,Donma çözülme

References

1. [1] Akbulut, S., Arasan, S., Kalkan, E. 2007. Modification of Clayey Soils Using Scrap Tire Rubber and Synthetic Fibers. Applied Clay Science, 38, 23–32.
2. [2] Ghazavi, M., Roustaie, M. 2010. The Influence of Freeze-thaw Cycles on the Unconfined Compressive Strength of Fiber-reinforced Clay, Cold Regions Science and Technology, 61, 125-131.
3. [3] Hejazi, S.M., Sheikhzadeh, M., Abtahi, S.M., Zadhoush, A. 2012. A Simple Review of Soil Reinforcement by Using Natural and Synthetic Fibers, Construction and Building Materials, 30, 100-116.
4. [4] Yarbaşı, N., Kalkan, E., Akbulut, S. 2007. Modification of the Geotechnical Properties, as Influenced by Freze-Thaw, of Granular Soils with Waste Additives, Cold Regions Science and Technology, 48, 44-54.
5. [5] Yarbaşı, N., Alacalı, M. 2018. Atık lastik parçalarıyla güçlendirilmiş iri taneli zeminlerin donma-çözülme sonucu mukavemetlerindeki değişimin incelenmesi. Pamukkale Üniversitesi, Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt 24, sayı 3, 561-565. Denizli.
6. [6] Paramasivam, P., Loke, Y. 1980. Study of sawdust concrete. International Journal of Cement Composites and Lightweight Concrete, 2(1), 57-61.
7. [7] Adebakin, I., Adeyemi, A., Adu, J., Ajayi, F., Lawal, A., Ogunrinola, O. 2012. Uses of sawdust as admixture in production of lowcost and light-weight hollow sandcrete blocks. American Journal of Scientific and Industrial Research, 3(6), 458-463.
8. [8] Mageswari, M., Vidivelli, B. 2009. The use of sawdust ash as fine aggregate replacement in concrete. Journal of Environmental Research And Development Vol, 3(3).

9. [9] Aygün, Z., Yarbasi, N. 2018. Analyses of the structural and temperature-dependent magnetic properties of pine resin and pine bark from the Oltu/Erzurum region in Turkey. Journal of the Korean Physical Society, Vol.72, No.7, April 2018, pp795-799. DOI: 10.3938/jkps.72.795.
10. [10] Eliçin, G. 1980. Sözlük (Bitki Adları). İstanbul Ün. Orman Fak. 116 sayfa.
11. [11] Atalay, I., Tetik, M., Yılmaz, O. 1985. Ecosystems of the North-Eastern Anatolia. Forestry Research Insute Pub. No.147, Ankara, Turkey.
12. [12] Bozkurt, A.Y. 1986. Ağaç teknolojisi. İ.Ü. Orman Fakültesi Yayınları, No:3403/380. İstanbul.
13. [13] CABI. 2002. Pines of Silvi Cultural Importance, Forestry Compendium, CABI Int., 562 p.
14. [14] ASTM D698-78. Fundamental Principles of Soil Compaction. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, PA, USA.
15. [15] ASTM D 2166. Standart Test Method for Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil. American Society for Testing and Materials. West Conshohocken, PA, USA.
16. [16] BS 1377 (Part 2). Methods of test for soils for civil engineering purposes, Classification test, British Standart Institution.
17. [17] Uzuner, B.A. 2000. Temel Zemin Mekaniği, Teknik Yayın evi, 4. Baskı, Trabzon.