Magnezyum klorür solüsyonunun problemli kil zeminin şişme, dispersibilite ve dayanım karakteristiklerine etkisi

Abstract

Kireç, uçucu kül, endüstriyel atıklar, potasyum nitrat, kalsiyum klorür ve fosforik asit gibi farklı katkılar kullanılarak, şişen ve dispersif zeminlerin iyileştirilmesine yönelik kapsamlı çalışmalar uzun yıllardan beri yapılmaktadır. Kullanılan katkıların performansı yapılan çalışmalarda ya şişme potansiyelinin iyileştirilmesi yönünden ya da dispersibilitenin iyileştirilmesi açısından değerlendirilmiştir. Bu çalışmada, diğer araştırmalardan farklı olarak, iyileştirme amaçlı kullanılan magnezyum klorür solüsyonunun kil zeminlerin şişme, disperisiblite ve dayanım karakteristikleri üzerindeki etkisi birlikte değerlendirilmeye çalışılmıştır. Afyon ilinden alınmış ince taneli zemin üzerinde kuru ağırlıkların farklı oranlarında (% 0, 3, 5, 7, 9, 11, 13) magnezyum klorür (MgCl2) solüsyonu katkısı ile zemin stabilizasyonu araştırılmıştır. Örnekler üzerinde önce tanımlama ve sınıflama deneyleri (elek analizi, kıvam limiti, özgül ağırlık deneyi ve kompaksiyon deneyi) gerçekleştirilmiştir. Buradan çıkan sonuçlar ışığında numunelere şişme yüzdesi ve şişme basıncı deneyi, dispersibilite özelliğini belirlemek amacıyla iğne deliği ve dağılma deneyi, dayanım karakteristiklerini belirlemek amacıyla da farklı kür süreleri içinde (1 günlük, 7 günlük, 28 günlük) konsolidasyonsuz-drenajsız üç eksen deneyleri yapılmıştır. Aynı zamanda hazırlanmış numunelere üzerinde mikro yapıyı incelemek amacıyla taramalı elektron mikroskop deneyi (SEM) ve XRD deneyleri uygulanmıştır. Elde edilen veriler kullanılarak, MgCl2 solusyonunun ve numunelerde uygulanan kürlerin aynı anda zemin stabilizasyonu üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Çalışma sonucunda magnezyum klorür solüsyonu katkısıyla zeminin şişme ve dispersibilite karakteristiklerini iyileştirdiği görülmüştür. Dayanım parametrelerinde ise kısa dönemde etkinin çok fazla olmadığı ancak 28 günlük kür süresinde dayanımın önemli miktarda arttığı tespit edilmiştir. Bu sonuçlar neticesinde magnezyum klorür solüsyonunun problemli zeminlerin iyileştirilmesinde kullanılabileceği ve özellikle %7 katkı seviyesinde etkin bir iyileştirme sağlandığı görülmüştür.

Comprehensive studies have done for many years for the improvement of swell and dispersive soils by using different additives such as lime, fly ash, industrial wastes, potassium nitrate, calcium chloride and phosphoric acid. In previous studies the performance of used additives evaluated improving the terms of the swelling potential or in terms of improving dispersibility. In this study, the effect was evaluated in terms of magnesium chloride solution used for stabilization on swell, dispersibility and strength characteristics of clay soils. The scope of this study is investigation of soil stabilization with different ratio of dry weight magnesium chloride solution additives (% 0, 3, 5, 7, 9, 11, 13) on the fine-grained soil from the province of Afyon. Firstly the identification and classification tests (sieve analysis, consistency limits, specific gravity and compaction tests) were carried out on the samples. The light of these results, swell percentage and swell pressure tests, to determine dispersibility property pinehole and disintegration tests, in different curing time (1 day, 7 day and 28 day) undrained and unconsolidation test to determine characteristics of the strength were applied. At the same time on the prepared samples SEM and XRD tests were applied to examine the micro-structure. Using the obtained data, the effect of the magnesium chloride solution and applying cure to the specimens investigated on the soil stabilization. As a result, additive of magnesium chloride solution was found that improve the swell and dispersibilty chracteristics of the soil. Effect on the parameters of the strength at short-term is not too much but at 28 day curing time the strength were visibly increased. These results suggest that magnesium chloride solution can be used on stabilization of the problematic soil and especially at 7% contribution level an effective result was achieved.