Soil treament with silicate based grouts

Abstract

ÖZET SİLİKAT ENJEKSİYONLARI İLE ZEMİNLERİN ISLAHI MOLLAMAHMUTO?LU, Murat Yüksek Lisans Tezi, İnş. Müh. Böl. Tez yöneticileri: Prof. Dr. Mete ERDEMGİL Doç. Dr. Yıldız WASTİ EYLÜL 1987,105 pages Bazı zeminler düşük poroziteye sahip olmaları nedeniyle, süspansiyon tipi enjeksiyonlarla yapılan penetrasyonlara direnim gösterecektir. Bu gibi durumlarda, suyun sızmasına. karşın zemin boşluklarını tıkamada yüksek,basınçlı enjeksiyonlar başarı sın olabilirler. Veya efektif filtrasyon sadece zayıf bulamaçların kullanılmasıyla mümkün olabilmektedir. Bu nedenle, zemin stabilizasyonunu oluşturmada ve suyun sızmasını engellemede kimyasal enjeksiyonun kullanımı son yıllarda önemli derecede artış göstermektedir. En yaygın kimyasal enjeksiyon türleri silikatlar, polimerler ve reçinelerdir. Bu sınıflama içersinde birçok farklı formül asyonlar geliştirilmektedir. Bunlardan, sili katlar % 90 üzerine varan yeni oluşumlu kimyasal enjeksiyon kullanımlarına sahipken, diğerlerinin kullanımı pahalı ve zehirleyici olmalarından dolayı sınırlandırılmaktadır, -v-Deneysel, çalışma programı üç ana aşamada oluşturul muştur, tik safhada, temel madde sodyum silikat (Na-SiO.,) ile reaksiyona giren, hidro klorik asit (HCL), kalsiyum clorür (CaCL_), Sodyum bi-karbonat (NaHCO^), formamide (HCONH2), Etil asetat (CH3C02C2H5) ve Asetik asid(CH3C02H) gibi maddeler ilave edilerek altı farklı kimyasal enjeksiyon oluşturulmuştur. Temel maddenin ve reaksiyon hızlandırıcı maddelerin değişik konsantrasyonlarda sulandırılmasıyla, jelleşme karakteristikleri, jelleşme süreleri ve jelleşme öncesi zaman içinde vizkozitenin değişme özellikleri tayin edilmiştir. İkinci aşamada, Deney kumunun dane dağılım eğrisi belirlenmiştir. Orta boyuttaki kum numunesi yukarıda bahse dilen kimyasal enjeksiyonlarla enjekte edilmiştir. Bununla birlikte, Kimyasal enjeksiyonun permeabiliteyi elimine etmede nekadar başarılı olduğunu tayin için büyük ölçüde permeabilite deneyleri yapılmıştır. Son aşamada, Orta boyuttaki kum numunesi yukarıda bahsi geçen kimyasal enjeksiyonlarla enjekte edilip, tek eksenli, üç eksenli, konsol idasyon, deneylerine tabi tutulmuştur. Bütün bunların ötesinde, deney sonuçları mühendislik gereksinimleri açısından göz önünde bulundurulmuştur. Anahtar kelimeler: Kimyasal enjeksiyon, kum, Laboratuvar deneyleri. -vı-

ABSTRACT SOIL TREATMENT WITH SILICATE-BASED GROUTS MOLLAMAHMUTO?LU, Murat M.S. in Civil Engineering Supervisors: Prof.Dr. Mete ERDEMGİL Assoc. Prof. Dr. Yıldız WASTI September 1987; 10 5 Pages Some materials resist penetration by suspension- type grouts due to their fine porosity. In such cases very high injection pressures may fail to seal the ioil against water percolation, or effective penetration may only be possible by using very thin slurries, which means that a very large volume of grout mixture is required to produce a relatively small volume of sealed soil. The use of chemical grouting for soil stabilization and water cut-off applications in above mentioned Conditions has increased significantly in recent years. The most common chemical grout classes are silicates, lignins, resins, acrylamides, and urethânes. Hundreds of different formulations have been developed within these -111-classes.Among them, however, the silicates account for more than 90 percent of present chemical grout use, the others being limited for reasons of cost and toxicity. The experimental program was performed in three phases. In the first phase, six different chemical grouts were created using sodium silicate (Na2SiO-) as the base Solution into which a reagent such as hydrochloric acid (HCL), Sodium bicarbonate (NaHCCU), calcium chloride (CaCL2), Formamide ( HCONH» ), ethyl acetate (G^CCLC^ ), acetic acid (CHLCO-H), was added. By diluting the base and reagent, or possibly both, to various concentrations of Solution, the characteristics of the gel, the setting-time, growth of viscosity in period before gelation was recorded. In the second phase, the grain -size curve of the sand was determined.Medium sand was injected with those chemicals mentioned above. Moreover, a large number of permeability tests have been carried out to determine how the chemicals have become effective in forming water cut off. In the last phase, the medium sand grouted with those chemicals was subjected to unconfined compression test, undrained triaxlal tests and consolidation tests. Besides, the test results in view of engineering requirements were taken into consideration. Key Words: Chemical grouting, Sand, Laboratory tests. -iv-