Re-use of waste materials to improve mechanical properties of soft soil

Abstract

Bu çalışmada turba ve killi zemin gibi yumuşak zeminlerin mekanik özelliklerinin arttırılması için çimento yerine atık malzeme (RM) kullanılması üzerine durulmuştur. Ayrıca, bu çalışmada atık malzeme içeriği, su/yüksek fırın cüruflu çimento oranı, kürlenme süresi ve sıcaklık etkisi araştırılmıştır. Çimentolu zeminin mekanik özelliklerini belirlemek için serbest basınç deneyi ve serbest rezonans deneyleri yapılmıştır. Bu deneyler sonucunda turba ve killi zemine atık malzemeler ilave edilerek zeminlerin mekanik özellikleri arttırılmıştır. Atık malzemeler genel olarak kum, kırık taş, kırık tuğla ve kırık betondan oluşmaktadır. Kürlenme süreleri 28, 60, 90 ve 120 günden oluşmaktadır ve kürlenme süresindeki artış numunelerin serbest basınç dayanımını ve dinamik mukavemetini arttırmıştır. Su/yüksek fırın cüruflu çimento oranı 0.9 olan killi zeminlerde turbaya kıyasla daha düşük sonuçlar elde edilmiştir. Bu durum killi zeminlerin daha zor sıkıştırılması ile ilişkili olabilir. Sonuç olarak, atık malzemelerin çimento yerine kullanılması uzun vadede dayanım artışı için iyi sonuçlar vermiştir ve atık malzemeler gelecek için ümit verici yeni bir malzeme olarak değerlendirilebilir.Anahtar Kelimeler: Atık malzemeler, Yüksek Fırın Cüruflu Çimento, Serbest Basınç Dayanımı, Küçük Gerilme Rijitliği

This thesis focused on the reuse of waste materials for geotechnical and geo-environmental purposes and the strength development of cement treated soft soils such as peat and clayey soil was studied. The effects of different parameters, such as recycled material content, curing time, curing temperature and the ratio of water to blastfurnace slag cement were investigated. The unconfined compression strength (UCS) and free-free resonance frequency tests were performed to understand the mechanical properties of cemented soil. It was found that a more performant mechanical behaviour of peat and clayey samples was found by adding recycled materials (RM) to the peat and clayey soil. RM composed out of sand, stones, crushed bricks and concrete. Moreover, curing time increases the specimens' ages for all four curing times (28,60, 90 and 120 days) and also increases the UCS of the specimens. The increment on strength was significant from 28 days to 120 days. On the other hand, significant lower results evaluated on clayey soil compared to peat for water/blastfurnace slag cement ratio of 0.9. This might be related to the fact that these clayey mixtures are very difficult to compact. It can be concluded that recycled material showed a good performance in long-term strength development and seemed to be a good material to be concerned in future.Keywords: Recycled Materials, Blastfurnace Slag Cement, Unconfined Compressive Strength, Small-Strain Stiffness