Şişme ve dispersif karakteristikteki kil zeminlerin mühendislik özelliklerine çimento ve zeolitin (doğal puzolan) etkisi

Abstract

Geoteknik mühendisliği uygulamalarında proje sahalarındaki zeminler bazı durumlarda arzu edilen özellik ve kalitede değildir. Bu zeminler zayıf, şişebilen, dispersif, ileri derecede sıkışabilir nitelikte ve yüksek derecede geçirgen olabilirler. Mühendislik yapılarında neden oldukları hasarlar nedeniyle, şişen ve dispersif zeminlerin farklı içerikli katkılar kullanılarak iyileştirilmesine yönelik kapsamlı çalışmalar uzun yıllardan beri yapılmaktadır. Bundan önceki çalışmalarda problemli zeminlerin katkılarla iyileşitirilmesi ya şişme potansiyeli yada dispersibilite açısından değerlendirilmiştir. Bu çalışmada diğer çalışmalardan farklı olarak yüksek şişme potansiyeline ve dispersibilite özelliğine sahip Afyon ve Urfa bölgelerine ait killerin çimento ve zeolit (doğal puzolan) ile aynı anda hem şişme hem de dispersibilite özelliklerine ilaveten dayanım parametrelerine olan etkileri de araştırılmıştır. Bu kapsamda, farklı oranlarda doğal zeolit ile karıştırılmış çimento katkısının kil zeminlerin şişme potansiyeli ve dispersibilite karakteristikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Çimento yüzdesi (%3) sabit tutularak farklı yüzdelerde doğal zeolit kuru ağırlığın yüzdesi olarak (% 1, 3, 6, 10, 15 ve 20) dört farklı kil zemin numuneleri ile karıştırılmıştır. Öncelikli olarak zemin numunelerinin fiziksel özellikleri belirlenmiş ve daha sonra da kompaksiyon karakteristiklerinde sıkıştırılarak hazırlanan katkılı ve katkısız örnekler üzerinde; şişme yüzdesi, şişme basıncı, serbest basınç, dağılma ve iğne deliği deneyleri gerçekleştirilmiştir. Dayanım deneyleri sonucunda kil tipine ve kür süresine bağlı olarak dayanım parametrelerinde önemli artışlar belirlenmiştir. Sonuç olarak, dispersif özelliğe ve şişme potansiyeline sahip bu kil zemin numunelerin çimento ve doğal zeolit karışımı ile etkili bir şekilde iyileştirilebileceği görülmüştür.

In Geotechnical engineering applications in the project area soils in some cases, quality is not a desirable feature. They might be weak, expanable, in highly compressible and permeable. Because expansive and dispersive soils damage in engineering structures, extensive studies on using additives to ameliorate the effects of these soils have been conducted. In the previous studies have been evaluated in terms of swelling or dispersibility. In this study, as a different from other studies, the effect of cement and zeolite (natural pozzolana) has been searched on swelling, dispersibility and strenght characteristics of clay soils that having high sweeling potential and dispersibility characteristic which is belongs to province of Afyon and Urfa. In this context, the effect of cement and natural zeolite additives on the characteristic of dispersibility and swelling potential of clay soils were investigated. Fixed percentage of cement (3%), plus different percentages of natural zeolite (1, 3, 6, 10, 15, and 20 %) were mixed with four different clay soil samples. First, the physical properties of the soil samples were determined. Next, the swell percentage, swell pressure, uniaxial compression test, crumb and pinhole tests were performed on samples with and without the additive by compressing the sample to achieve standard Proctor compaction characteristics. It was determined that strength parameters improved on uniaxial test result depending on clay type and curing time. As a result of this study, it is shown that these clay soil samples with swelling potential and dispersive characteristics can be effectively improved using natural zeolite combined with cement.