Uçucu kül katkısının killi zeminlerin mekanik özelliklerine etkisi

Öz

Mühendislik yapılarının arazide inşa edilmesi sırasında taşıma gücü düşük olan zeminlerin çoğunlukla stabilite edilmesi ekonomik olarak tercih edilen bir yöntemdir. Taşıma gücü zayıf ve oturma potansiyeli yüksek olan killi zeminlerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi özellikle geoteknik mühendisliğinin güncel araştırma konularından birisidir. Problemli olan bu zeminlere farklı katkı malzemeleri katılarak geoteknik parametrelerinin iyileştirilmesi konusunda yapılan çalışmalar son yıllarda artarak devam etmektedir. Burada önemli bir konu, zemin stabilizasyonunda kullanılacak bu katkı malzemelerinin hangi oranlarda kullanılmasının daha uygun olacağı gerçeğidir. Bu çalışmada, Bartın Üniversitesi Kutlubey-Yazıcılar yerleşkesinde bulunan ve mekanik özelliklerinden dolayı zayıf zeminler olarak değerlendirilen killi zemin örneklerinin iyileştirilmesi amacıyla kullanılacak optimum uçucu kül miktarı araştırılmıştır. Killi zeminlerin iyileştirilmesinde Çatalağzı Termik Santrallerinden atık malzeme olarak elde edilen uçucu küller kullanılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalarda ilk olarak, killi zeminlere %5 ila %25 arasında değişen oranlarda uçucu kül katılarak elde edilen karışımların kıvam limitlerindeki değişimler gözlemlenmiştir. Sonrasında, artan kül oranına bağlı olarak elde edilen karışımların Standart Proktor deneyi ile optimum su muhtevası ve maksimum kuru bicim hacim ağırlıkları belirlenmiştir. Optimum su muhtevasında sıkıştırılan numuneler 1, 8, 16 ve 32 gün kür edildikten sonra CBR ve serbest basınç dayanımının hangi oranlarda iyileştiği deneysel olarak araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlardan, uçucu kül katılan kil numunelerinin mekanik özelliklerinin kayda değer oranlarda iyileşme sergilediği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Killi zeminler,zemin stabilizasyonu,CBR,serbest basınç dayanımı,deneysel araştırma

References

1. Acosta, H.A., Edil, T.B. ve Benson, C.H. (2003). Soil stabilization and drying using fly ash, Geo Engineering Report No. 03-03, Geo Engineering Program, University of Wisconsin-Madison, USA.
2. Alkaya, D., (2009). Uçucu küllerin zemin iyileştirmesinde kullanılmasının incelenmesi, Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 5, 1, 61-72.
3. ASTM D1883, (2007). Standard test method for CBR of laboratory-compacted soil, American Society for Testing and Materials, West Conshohocken, Pennsylvania, USA.
4. ASTM C 686, (1990), Standard Test Method for Parting Strength of Mineral Fiber Batt- and Blanket-Type Insulation, American Society for Testing Materials. USA.
5. Ateş, A, Totiç, E. ve Yeşil, B. (2015). Kutlubeyyazıcılar Kampüs alanının (Bartın Üniversitesi) yerleşime uygunluk açıdan değerlendirilmesi, Düzce Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Dergisi, 3, 2015, 373-397.
6. Aytekin, S., (2009). Uçucu küllerinin killi zeminlerin ıslahında kullanımı, Çukurova Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, Adana.
7. Cetin, B., Aydilek, A.H. ve Guney Y., (2010). Stabilization of recycled base materials with high carbon fly ash, Resources, Conservation and Recycling, 54, 11, 878-892.
8. Chu, S.C. ve Kao, H.S., (1993). A study of engineering properties of a clay modified by fly ash and slag, Fly Ash for Soil Improvement-Geotechnical Special Publication, 36, 89-99.

9. Das, A., Jayashree, Ch. ve Viswanadham, B. V. S., (2009). Effect of randomly distributed geofibers on the piping behaviour of embankments constructed with fly ash as a fill material, Geotextiles and Geomembranes, 27, 5, 341–349.
10. Dissanayake, T.B.C.H., Senanayake, S.M.C.U. ve Nasvi M.C.M., (2017). Comparison of the stabilization Behavior of fly ash and bottom ash treated expansive soil, Engineer: Journal of the Institution of Engineers, 50, 1, 11–19.
11. Edil, T.B, Acosta, H.A. ve Benson, C.H., (2006). Stabilizing soft fine-grained soils with fly ash, Journal of Materials in Civil Engineering, ASCE, 18, 2, 283-294.Fatih, YILMAZ., (2016). Zemin stabilizasyonunda uçucu kül kullanımı, 3rd International Symposium on Environment and Morality, 1175- 1181, Alanya ,Turkey.
12. Indraratna, A. S., Balasubramanian, A. K. ve M. J. Khan., (1995). Effect of fly ash with lime and cement on the behavior of a soft clay, Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 28, 2, 131-142.
13. Kızgut, S., Çuhadaroğlu, D. ve Çolak, K., (2001). Çatalağzı Termik Santralı Uçucu Küllerinden Tuğla Üretim Olanaklarının Araştırılması, Türkiye 17. Uluslararası Madencilik Kongresi Bildiriler Kitabı. Ankara.
14. Öz, M.Y., (2015). Sıvılaşmaya karşı jet grouting yöntemi ile örnek bir iyileştirme uygulamasının incelenmesi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Denizli.
15. Phanikumar, B., (2009). Effect of lime and FA on Swell, consolidation and shear strength characteristics of expansive clays: a comparative study, Geomechanics and Geoengineering An International Journal, 4, 2, 175-181.
16. Scott, M.M. ve Ferguson F., (2005). Stabilization of soil with self-cementing coal ashes, Proceedings, 2005 World of Coal Ash (WOCA), 1-7, Lexington, Kentucky, USA.
17. Sharma, N.K., Swain, S.K. ve Sahoo U.C., (2012). Stabilization of a clayey soil with fly ash and lime a micro level investigation, Geotechnical Geological Engineering, 30, 5, 1197–1205.
18. Tokay, M., (1954/55) Filyos çayı ağzı-Amasra-Bartın-Kozcağız-Çaycuma bölgesinin jeolojisi, Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 46/47, 58-73.
19. Tokyay, M. ve Erdoğdu, K., (1998). Türkiye termik santrallerinden elde edilen uçucu küllerin karakterizasyonu, Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği (TÇMA), Ankara.TS 639, (1975). Uçucu küller, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
20. Turker, D. ve Cokca, E. (2006). Effects of addition of fly ash on swell potential of an expansive soil, in Expansive Soils-Recent Advances İn Characterization And Treatment, Edited by Al Rawas, A. A. and Goosen, M. F. A., 453-463, Taylor and Francis Group, Balkema, London.
21. Usmen, M., Bowders, I. ve Gidley I., (1987). Stabilized fly ash use as low-permeability barriers, Proceedings, Geotechnical Practice for Waste Disposal '87, ASCE, 32N-333, New York, USA.
22. Ünver, E., (2015). Problemli kil zeminlerin uçucu kül ile iyileştirilmesi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir.
23. Verma, C.L., Handa, S.K., Jain S.K. ve Yadav, R.K. (1998). Techno-commercial perspective study for sintered fly ash light-weight aggregates in India, Construction and Building Materials, 12, 6-7, 341-346.
24. Wasti, Y., (1990). Uçucu Küllerin Geoteknik Özellikleri ve Kullanım Olanakları, İMO Teknik Dergi, 1, 4, 177-188.