Yüksek Plastisiteli Killerin Stabilizasyonu ve Dokusal Değişimler: Bir Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) Çalışması

Stabilizasyon, puzolanik katkı malzemeleri kullanılarak killerin kıvam, dayanım ve sıkışma gibi geoteknik özelliklerinin iyileştirilmesidir. Kolay uygulanabilir ve ekonomik olması nedeniyle günümüzde en fazla tercih edilen yöntemlerden birisidir. Killi zeminlere belli oranlarda katkı malzemesi eklenerek uygulanan bu yöntem ile zemin içerisinde meydana gelen puzolanik reaksiyon sonucunda kilin geoteknik özellikleri iyileştirilebilmektedir. Bu yöntemde kullanılan katkı malzemeleri kireç, uçucu kül, silis dumanı, çimento, reçine gibi doğal olmayan puzolanlar ile birlikte tüf, volkanik kül, şeyl, diatomit gibi doğal puzolanik malzemeler de kullanılmaktadır. Ancak, daha ekonomik olması nedeniyle stabilizasyonun sadece doğal veya hem doğal hem de yapay puzolanlar kullanılarak yapılması önemlidir. Bu çalışmada, yapay ve doğal puzolanların kullanılması durumunda yüksek plastisiteli killerde meydana gelen dokusal değişimler incelenmiştir. Bu amaçla yapılan laboratuvar çalışmalarında, katkı malzemesi olarak sönmüş kireç, silis dumanı, uçucu kül ve tüf kullanılmıştır. Farklı tür ve oranda kullanılan katkı malzemelerinin etkisiyle kilin kıvamında ve dokusunda meydana gelen değişimler incelenmiştir. Yapılan çalışmalardan elde edilen sonuçlara göre, özellikle yapay ve doğal katkı malzemelerinin birlikte kullanıldığı örneklerde likit limit (LL) değerlerinin önemli ölçüde azaldığı belirlenmiştir. Tüm örneklerde Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) çalışmaları yapılmıştır. SEM çalışmaları ile elde edilen görüntüler, LL değerlerinde en fazla azalmanın meydana geldiği örneklerde puzolanik reaksiyon sonucunda önemli ölçüde topaklanmanın oluştuğunu göstermektedir. Bu örneklerde gelişen topaklanma sonucunda tane boyutları ve taneler arası boşluklarda artışlar belirlenmiştir. Ancak,  LL değerindeki azalmanın sınırlı olduğu örneklerde topaklanma yeterince gelişmemiştir ve taneler daha plakamsı şekillidir.

Stabilization is the improvement of geotechnical properties of clays such as consistency, strength and compression by using pozzolanic additives. Today, it is one of the most preferred methods because it is easily applicable and economical. With this method, which is applied by adding certain amounts of additive to clayey soils, the geotechnical properties of clay can be improved by the pozzolanic reaction occurring in the soil. In this method, natural pozzolanic materials such as tuff, volcanic ash, shale, and diatomite have been used with the unnatural pozzolans such as lime, fly ash, silica fume, cement and resin as additives. However, it is important to make stabilization using only natural or both natural and unnatural pozzolans since it is more economical. In this study, the textural changes in high plasticity clay were investigated when using of natural and unnatural pozzolans. For this purpose, in the laboratory studies, slaked lime, silica fume, fly ash and tuff were used as additives. Variations in the consistency and texture of the clay due to the effects of different kinds and proportions of additives were investigated. According to the results obtained from the study, it was determined that the liquid limit (LL) values ​​decreased significantly in the samples where the unnatural and natural additives were used together. Scanning Electron Microscopy (SEM) studies were performed in all samples. The images obtained by SEM studies showed that in the cases where the maximum decrease in LL values ​​occurred, significant agglomeration occurred as a result of pozzolanic reaction. As a result of the agglomeration in these samples, increase in grain sizes and intergranular spaces were observed. However, in the samples where the reduction in LL is limited, agglomeration was not sufficiently developed and the grains are more plaque-shaped.