Improvement of Low Plasticity Clay Soils Using Cement and Polypropylene Fiber

Abstract

Soil stabilization is the improvement of the soil’s week engineering properties by different methods. In this study, surface soil stabilization with cement and polypropylene fiber is discussed. First of all, sieve analysis test, hydrometer test, specific gravity test and Atterberg limit tests were performed on the soil, taken from Bursa Uludag University campus, to classify the soil according to United Soil Classification System, which is classified as low plasticity clay. Then, 5%, 10% cement and 0,5%, 1,0% and 1,5% polypropylene fiber are added to this soil to prepare various test specimens. These test specimens’ optimum water contents and maximum dry unit weights are obtained by Proctor compaction tests. After that, the samples are prepared according to their optimum water contents and Unconfined Compression tests, California bearing ratio (CBR) tests and swelling tests are performed on these samples. The results of the experiments show that additives added to the low plasticity clay soil improves the soil’s engineering properties in different manners.

Keywords

• Soil improvement
• cement
• polypropylene fiber
• low plasticity clay
• laboratory experiments

ÇİMENTO VE POLİPROPİLEN LİF KULLANARAK DÜŞÜK PLASTİSİTELİ KİL ZEMİNLERİN İYİLEŞTİRİLMESİ

Abstract

Zemin iyileştirmesi, zeminin zayıf mühendislik özelliklerinin çeşitli yöntemler kullanılarak iyileştirilmesidir. Bu çalışmada, yüzeysel zemin stabilizasyonu kapsamında çimento ve polipropilen lif ile stabilizasyon ele alınmıştır. Bursa Uludağ Üniversitesi kampüsünden alınan zemine ilk olarak elek analizi, hidrometre, özgül ağırlık ve kıvam limit deneyleri yapılarak zemin sınıflandırılması yapılmıştır. Birleştirilmiş Zemin Sınıflandırma Sistemi’ne göre düşük plastisiteli kil olarak sınıflandırılan doğal zemine zemin iyileştirilmesi amacıyla %5, %10 oranlarında çimento ve %0,5, %1,0 ve %1,5 oranlarında polipropilen lif katılarak deney numuneleri hazırlanmıştır. Bu karışımların kompaksiyon deneyi ile optimum su içerikleri ve maksimum kuru birim hacim ağırlıkları belirlenmiş ve bu değerlere göre hazırlanan numuneler üzerinde serbest basınç (1, 7 ve 28 günlük numuneler üzerinde), CBR ve şişme deneyleri yapılmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda doğal zemine ilave edilen katkı maddeleri zeminin mühendislik özelliklerini çeşitli oranlarda iyileştirmiştir.

Keywords

• Zemin iyileştirmesi
• çimento
• polipropilen lif
• düşük plastisiteli kil
• laboratuvar deneyleri

References

1. Aytekin, M., Nas, E. (1997) Zeminlerin katkı maddeleri ile stabilizasyonu. TMMOB İnşaat Mühendiliği Odası 14. Teknik Kongresi, İzmir, 825-836.
2. Coşkun, Y. (2015) Katkı malzemeleri ile zemin iyileştirilmesinin üç eksenli basınç deneyleri kullanılarak değerlendirilmesi. Y. Lisans Tezi, ASÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Aksaray.
3. Çetin, A.Y. (2011) Yüksek plastisiteli kil zeminlerin alternatif malzemeler ile yüzeysel zemin stabilizasyonu. Y. Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
4. Çetinkaya, M. (2012) Polipropilen liflerin uçucu kül zemin karışımlarında geoteknik özelliklere etkisi. Y. Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
5. Demiröz, A. ve Karaduman, M. (2009) Zemin iyileştirme metotları. Selçuk-Teknik Dergisi,8(3): 176-191.
6. Etminan, E. (2012) Soft soil stabilization using fly ash, polypropylene, copolymer and VHP. M. Sc. Thesis, ITU Graduate School of Scıence Engıneerıng and Technology, Department of Civil Engineering, Istanbul.
7. Ghabaee, S. (2015) Kireç ile stabilize edilmiş bentonitin kür süresinin mukavemet üzerindeki etkisi. Y. Lisans Tezi, İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
8. Kalıpcılar, İ., Mardani-Aghabaglou, A., İnan Sezer, G., Sezer, A. ve Altun, S. (2015) Çimento stabilize kilin sülfat etkisi altında dayanım ve geçirimlilik özellikleri. 6. Geoteknik Sempozyumu, 26-27 Kasım 2015, Çukurova Üniversitesi, Adana.

9. Karaçoban, H. P. (2018) Stabilization of dredged material of İzmir Bay soil usıng cement and lıme mıxture. M. Sc. Thesis. Graduate School of Natural and Applied Sciences of Dokuz Eylül University, Department of Civil Engineering, Geotechnics Program, İzmir.
10. Kılıç, G. (2008) Çimento ile zemin stabilizasyonu. Y. Lisans Tezi, YTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, İstanbul.
11. Mardani-Aghabaglou, A., Kalıpcılar, İ., Altun, S., İnan Sezer, G. ve Sezer, A. (2016) Comparison of undimensional expansion levels of kaolinite stabilized with different types of cements. 2. Uluslararası Sempozyum, 2015, 151-160.
12. Öztürk, S. (2007) Engineering properties of kaolinite clay reinforcement with polyproplene fibers. M. Sc. Thesis, BÜ Graduate School of Scıence Engıneerıng and Technology, Department of Civil Engineering, Istanbul.
13. TS-1900-1. İnşaat Mühendisliğinde Zemin Laboratuvar Deneyleri, Bölüm 1, Fiziksel Özelliklerin Tayini Mart 2006.
14. TS-1900-2. İnşaat Mühendisliğinde Zemin Laboratuvar Deneyleri, Bölüm 2, Mekanik Özelliklerin Tayini, Mart 2006.
15. Türköz, M. (2006) Şişen killerin kireç katkısı ile stabilizasyonu ve Eskişehir-Meşelik killerine uygulanması. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Müh.Mim.Fak.Dergisi,19(2): 76-88.
16. Tüylüce, F. (2010) Deniz killerinin kireç stabilizasyonu ile iyileştirilmesi. Y. Lisans Tezi, KOÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Kocaeli.
17. Yılmaz, Y., Sevencan, Ü. (2010) Polipropilen fiber ve uçucu kül katkılı ankara kilinin bazı geoteknik özelliklerinin araştırılması. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onüçüncü Ulusal Kongresi, İstanbul Kültür Üniversitesi, İstanbul, 133-142.
18. Vural, İ. (2019) İnşaat yıkıntı atıklarının zemin iyileştirmesinde kullanılabilirliği. Sakarya Üniversitesi, Teknoloji Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü, Academic Platform Journal of Engineering and Science, 7(1): 1-6.