Engineering Properties of Fine-Grained Soil Stabilized with Different Waste Materials

Öz

The increment in world population leads to increase industrial waste materials. Utilization of industrial wastes as a stabilizing additive is a solution to reduce the negative impact of wastes on enviroment. The aim of this study is to determine variation of engineering properties of stabilized fine-grained soil with the use of fly ash, silica fume, blast furnace slag and glass dust. The soil was stabilized with using 10%, 20%, 30%, 40% and 50% waste contents of weight of dry soil. Test results showed that blast furnace slag is the most effective waste in terms of reduction of the plasticity index and increasing the undrained strength of soil. Furthermore, it was observed that linear shrinkage reduced with the increase in silica fume and blast furnace slag and glass dust content with %20 above.

Anahtar Kelimeler

• Soil stabilization
• Waste material
• Fine-grained soil
• Engineering properties

Farklı Atık Malzemeler ile Stabilize Edilmiş İnce Daneli Zeminin Mühendislik Özellikleri

Öz

Dünya nüfusundaki artış endüstriyel atık malzemelerin artmasına neden olmaktadır. Endüstriyel atıkların stabilizasyonda katkı malzemesi olarak kullanımı, atıkların çevre üzerindeki olumsuz etkilerini azaltmak için kullanılan bir çözümdür. Bu çalışmanın amacı, uçucu kül, silis dumanı, yüksek fırın cürufu ve cam tozu ile stabilize edilmiş ince daneli zeminin mühendislik özelliklerini belirlemektir. İnce daneli zemin, kuru ağırlığının %10, %20, %30, %40 ve %50 oranında atık malzeme kullanılarak stabilize edilmiştir. Deney sonuçlarına göre, yüksek fırın cürufunun plastisite indisinin azaltılması ve drenajsız kayma mukavemetinin artırılmasında en etkili atık olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, artan silis dumanı oranı ve %20 atık oranından sonra yüksek fırın cürufu ile cam tozunun lineer rötreyi azalttığı tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

• Zemin stabilizasyonu
• Atık malzeme
• İnce daneli zemin
• Mühendislik özellikler

Kaynakça

1. 1. Achmad, F., Nazmi, W.M., Fauzi U.J., 2011. California Bearing Ratio (CBR) Improvement of Kuantan Clay Subgrade By Using Reused Material as Stabilizer. 9th National Conference of the Indonesia Road Development Association (IRDA), Jakarta.
2. 2. Abd EI-Aziz, M.A., Abo-Hashema, M.A., 2013. Measured Effects on Engineering Properties of Clayey Subgrade using Lime- Homra Stabiliser. International Journal of Pavement Engineering, 14-4, 321-332.
3. 3. James, J., Pandian P.K., 2018. Bagasse Ash as an Auxiliary Additive to Lime Stabilization of an Expansive Soil. Strength and Microstructural Investigation. Advances in Civil Engineering.
4. 4. Senol, A., Edil, T.B., Bin-Shafique M.S, Acosta, H.A., Benson C.H., 2006. Soft Subgrades Stabilization by Using Various Fly Ashes. Resources, Conservation Recycling, 46(4), 365-376.
5. 5. Singh, P.S., Yadav, R.K., 2014. Effect of Marble Dust on Index Properties of Black Cotton Soil. International Journal of Scientific Research Engineering & Technology, 158-163.
6. 6. Saygılı, A., 2015. Use of Waste Marble Dust for Stabilization of Clayey Soil. Materials Science, 21(4), 601-606.
7. 7. Öncü, Ş., Bilsel, H., 2018. Utilization of Waste Marble to Enhance Volume Change and Strength Characteristics of Sand-Stabilized Expansive Soil. Environmental Earth Sciences, 77(12), 461.
8. 8. Malhotra, V.M., Carette, G.C., Sivassundaram, V., 1994. Role of Silica Fume in Concrete a Review, Advances in Concrete Technology, Canmet, Ottwa, 925-991.

9. 9. Ünal, O., Güçlüer, K., 2016. Gazbeton Üretiminde Yüksek Fırın Cürufu Kullanılabilirliğinin Araştırılması, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, Özel Sayı, 218-221.
10. 10. Topcu, I.B., Canbaz, M., 2004. Properties of Concrete Containing Waste Glass Cem. Concr. Res, 34, 267-274.
11. 11. Turgu, P., 2008. Limestone Dust and Glass Powder Wastes as New Brick Material. Materials and Structures, 41(5), 805-813.
12. 12. Çetin, A.Y., 2011. Yüksek Plastisiteli Kil Zeminlerin Alternatif Malzemeler ile Yüzeysel Zemin Stabilizasyonu, Yüksek Lisans Tezi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul Teknik Üniversitesi.
13. 13. Yılmaz, L, 2002. Killi Zeminlerde Kıvam Limitleri ve Kompaksiyon Parametrelerinin Isı ile Değişimi. Yüksek Lisans Tezi. Atatürk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, s.78, Erzurum.
14. 14. Palalı, A, 2006. Handere Kilinde Su İçeriği Değişimi ve Kompaksiyon Enerjisinin Mukavemete Olan Etkisi. Yüksek Lisans Tezi. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, s.98, Adana.
15. 15. ASTM D 4318 2013. Standard Test Methods for Liquid Limit, Plastic Limit, and Plasticity İndex of Soils. West Conshohocken, PA, USA.
16. 16. BS 1377-2 1990. Methods of Test for Soils for Civil Engineering Purposes. Part 2, Classification Tests, BSI.
17. 17. Hansbo, S., 1957. A New Approach to the Determination of the Shear Strengh of Clay by the Fall-Cone Test, Royal Swedish Geoteknical Institute, Linköping, Sweden, s.7‐47.
18. 18. Wood, D.M., 1985. Some Fallcone Tests. Geotech 35(1), 64-68.
19. 19. TS 1900-1 2006. İnşaat Mühendisliğinde Zemin Laboratuar Deneyleri-Bölüm 1: Fiziksel Özelliklerin Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
20. 20. Savran, K.Z., 1988. Stabilization of Cohesive Soils With Fly Ash, Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Yüksek Lisans Tezi, s.62, Ankara.
21. 21. Amadi, A., 2010. Evaluation of Changes in Index Properties of Lateritic Soil Stabilized With Fly Ash. Leonardo Electronic Journal of Practices and Technologies, 9(17), 69-78.
22. 22. Totiç, E., Göktepe, F., Yaşar, M., 2019. Uçucu Kül Katkısının Killi Zeminlerin Mekanik Özelliklerine Etkisi. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 10(2), 769-778.
23. 23. Yılmaz, F., 2016. Zemin Stabilizasyonunda Uçucu Kül Kullanımı, ISEM2016, 3rd International Symposium on Environment and Morality, 4-6 November 2016, Alanya-Turkey.
24. 24. Umesha, T.S., Dinesh, S.V., Sivapullaiah, P.V., 2009. Control of Dispersivity of Soil Using Lime and Cement. International Journal of Geology, 3(1), 8-16.
25. 25. Ji-ru, Z., Xing, C., 2002. Stabilization of Expansive Soil by Lime and Fly Ash. Journal of Wuhan University of Technology-Mater. Sci. Ed., 17(4), 73-77.
26. 26. Sivapullaiah, P.V., Sridharan, A., Bhaskar, R.K.V., 2000. Role of Amount and Type of Clay in the Lime Stabilization of Soils. Ground Improv., 4, 37- 45.
27. 27. Bose, B., 2012. Geo Engineering Properties of Expansive Soil Stabilized with Fly Ash. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 17(1), 1339-1353.
28. 28. Tumluer, G., 2006. Çimento Katkılı Kumlu Zeminlerin Mukavemeti. Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, s.161, Adana.
29. 29. Aksoy, H.S., Yılmaz, M., Akarsu, E.E., 2008. Killi Bir Zeminin Tunçbilek Uçucu Külü Kullanılarak Stabilizasyonu. Fırat Üniversitesi Doğu Araştırmaları Dergisi, 6(3), 88-92.