Using sewage sludge ash and stone powder in soil stabilization and concrete mixtures

Abstract

Bu çalışmada iki farklı atık türü ( kanalizasyon atık külü SSA ve taş tozu SP) siltli zeminin bazı geoteknik özelliklerini geliştirmek için bir stabilizatör olarak ve beton karışımlarında çimento ve kum alternatifleri olarak kullanılmıştır. SSA ve SP katkılarının beş farklı karışım oranlarında (ağırlık yüzdesi olarak:%0, %5, %10, %15 ve %20) zemin numuneleri yapmak için kohezyonlu zemin ile karıştırılmıştır. Ayrıca, malzemeler 1: 2: 4 (çimento: kum: çakıl) beton karışımlarında dört farklı oranda (ağırlıkça %0, %10, %20 ve %30) karıştırılmıştır. Katkıların zemin özellikleri üzerindeki etkilerini anlamak için, bu numuneler üzerinde Atterbeg limitleri testleri, kompaksiyon, serbest basınç dayanımı, düşen koni penetrasyon, laboratuvar kanatlı sonda, serbest şişme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Basınç dayanımının bir başka testi basınç testi 28 günlük kürlenmiş beton numunelerine gerçekleştirilmiştir. Çalışma SSA ilaveleri ile örneklerin serbest basınç dayanımının iyileştiğini ve SP ilavesi ile azaltıldığını göstermektedir; Ayrıca düşen koni penetrasyon ve laboratuvar kanatlı sonda testlerinden elde edilen drenajsız kayma mukavemeti hem SSA hem de SP ilavesinde artmıştır. SSA ve SP içeren beton numunelerinin mukavemeti, karışımlardaki SSA ve SP oranlarının artması ile olumsuz etkilenmiştir. Bu, SSA ve SP'nin geoteknik mühendisliği alanında birçok potansiyel uygulamasının bulunduğunu ve yol döşeme, yürüyüş yolları ve döşeme işleri gibi yapısal olmayan uygulamaların maliyetini düşürmek için kullanılabileceğini göstermektedir.

In this study, two different types of wastes (Sewage Sludge Ash SSA and Stone Powder SP)wereused as a stabilizer to improve some geotechnical properties of silty soil and as alternatives of cement and sand in concrete mixtures. Five different ratios (in weight percentage: 0%, 5%, 10%, 15%, and 20%) of SSA and SP admixtures are mixed with cohesive soil to make soil samples. Also the materials used with four different ratios (0%, 10%, 20%, and 30% in weight) in 1:2:4 (cement: sand: gravel) concrete mixtures. In order to understand the influences of admixtures on the soil properties, tests of Atterbeg limits, compaction, unconfined compressive strength, fall cone, laboratory vane shear, and primary swell were performed on those samples. Another test of compressive strength was performed to 28-days cured concrete samples. The study shows that the unconfined compressive strength of specimens with the SSA addition was improved and with the SP addition was reduced; furthermore the undrained shear strength obtained from fall cone and laboratory vane shear tests was increased in both SSA and SP addition. The strength of concrete samples contained SSA and SP was adversely affected with increasing the SSA and SP ratios in the mixtures. This suggests that SSA and SP have many potential applications in the field of geotechnical engineering and can used to reduce the cost of non-structural application such as road pavement, walkways, and floor works.