Polipropilen fiber ve uçucu kül katkılı ankara kilinin geoteknik özelliklerinin araştırılması

Abstract

Bu deneysel çalışmada yüksek plastisiteli Ankara kilinin mühendislik özelliklerinin, değişik oranlarda polipropilen fiber ve Çayırhan uçucu külü katkılarıyla nasıl değiştiği araştırılmıştır. İlk olarak Çayırhan uçucu külü ve Ankara kilinin sınıflama deneyleri yapılmıştır. Daha sonra Ankara kilinin kompaksiyon karakteristikleri tek başına ve üç farklı uçucu kül içeriğiyle (uçucu külün kile oranı kuru ağırlıkça %10.0, %20.0 ve %30.0) standart Proctor kompaksiyon enerjisi kullanılarak elde edilmiştir. Bu aşamadan sonra, maksimum kuru birim hacim ağırlık ve optimum su içerikleri belirlenen katkısız ve üç farklı uçucu kül katkılı Ankara kilinin fibersiz ve fiberli karışımları elde edilmiştir. Fiber-kil ve Fiber-uçucu kül-kil karışımlarda fiberin kile oranı kuru ağırlıkça %0.5 ve %1.0 olarak belirlenmiştir. Çalışmada 6.0 mm ve 19.0 mm olmak üzere iki farklı boyda ve M tipi ve F tipi olmak üzere iki farklı tipte fiber kullanılmıştır. Toplam 20 farklı fiber-kum-kil karışımlarının tek eksenli basınç dayanımları ASTM D 2166 standardına göre elde edilmiştir. Uçucu kül puzolanik bir malzeme olduğundan kür süresinin dayanım üzerindeki etkisini görmek amacıyla fibersiz uçucu kül-kil karışımları 1 gün, 7 gün, 14 gün ve 28 gün kür ortamında bekletildikten sonra tek eksenli basınç deneyine tabi tutulmuşlarıdır. Fiber-uçucu kül-kil karışımlarının tek eksenli basınç dayanımları sadece 28 gün kürde bekletildikten sonra elde edilmiştir.Standart Proctor kompaksiyon deney bulgularına göre, uçucu kül-kil karışımlarındaki uçucu kül oranı arttıkça karışımın optimum su içeriği azalırken maksimum kuru birim hacim ağırlık artmaktadır. Tek eksenli basınç deneyleri sonucunda, karışımdaki uçucu kül oranı veya kür süresi arttıkça karışımın tek eksenli basınç dayanımının da arttığı görülmüştür. Son olarak, fiber tipinin ve fiber boyunun tek eksenli basınç dayanımını etkilediği sonucuna varılmıştır.

In this experimental study the effect of various ratios of polypropylene fiber and Çayırhan fly ash additives on the engineering properties of high plasticity Ankara clay has been investigated. Firstly, classification experiments of Çayırhan fly ash and Ankara clay are carried out. Then, compaction characteristics of Ankara clay alone and with three different fly ash content (Fly ash/Clay = 10.0%, 20.0 % and 30.0 % by dry weight) are obtained with standard Proctor compaction energy. After determining maximum dry unit weight and optimum water content of the pure clay and fly ash-clay mixtures, pure Ankara clay and three different fly ash-clay mixtures are prepared with and without polypropylene fiber. The ratios of fiber to the clay for the fiber-clay and fiber-fly ash-clay mixtures are chosen 0.5% and 1.0% by dry mass. In the study two different types of fiber (M type fiber and F type fiber) with two different lengths (6.0 mm and 19.0 mm) are used. Unconfined compression strength of 20 different fiber-fly ash-clay mixtures is obtained according to ASTM D 2166 standard. Since, fly ashes are pozzolanic materials, to determine the effect of curing period on the strength, fly ash-clay mixtures without fiber were subjected to unconfined compression tests after 1day, 7 days, 14 days, and 28 days curing periods. Unconfined compressive strength of fiber-fly ash-clay mixtures were determined just for 28 days curing periods.According to standard Proctor compaction tests, as the fly ash content increases in the fly ash-clay mixtures, optimum water content decreases and maximum dry unit weight increases. Unconfined compression tests revealed that as the fly ash content in mixture or curing period increases, unconfined compression strength of the mixtures increases. Lastly it is seen that both fiber type and fiber size affects unconfined compressive strength.