Yeraltı suyundaki sülfat oranının jet enjeksiyonu kolonlarının kalitesine etkisi

Abstract

Jet Grout yöntemi günümüzde zemin iyileştirme metotları arasında hızla yayılan ve en çok tercih edilen yöntemlerden birisidir. Sıvılaşmaya karşı önlem alınması amacıyla, taşıma gücünü artıran kolon olarak, tünellerde ayna arkasını desteklemek ve aşırı sökülmeyi yavaşlatmak amacıyla, karayollarında viyadük ve köprü ayaklarının desteklenmesi gereken noktalarda, inşaat alanlarında geçirimsiz perde oluşturulması amacıyla ve daha birçok farklı amaçla kullanılmaktadır. Bu yöntemde zemine yüksek basınçlı çimento-su karışımı enjekte edilerek zeminin parçalanması ve zemin-çimento karışımı olan bir kolon teşkil etmesi amaçlanır. Zemini parçalayan sistemde su-çimento karışımının yanı sıra basınçlı hava ve yüksek basınçlı suda bulunabilir.Sülfat betonun hammaddesini oluşturan materyaller ile reaksiyona girerek betonda çatlamalar meydana getiren ve dayanım kayıpları oluşturan bir etkendir. Sularda bulunan sülfat betona temas ettikçe betonu çürüterek servis ömrünü azaltır ve maddi hasarlara yol açar. Sülfat ve beton ilişkisini ve bu mekanizmayı konu alan birçok çalışma yapılmıştır. Birçok çalışma ise halen devam etmektedir. Jet-Grout kolonları zemin ve çimento karışımından oluştukları için sülfatın betona olan etkisine benzer bir etkinin jet grout kolonlarında da gerçekleşmesi beklenmektedir. Bu etkinin kesin olarak ortaya konabilmesi için gerçekleştirilen bu çalışmada CEM I SR - 5 (C3A içeriği düşük) ve CEM II 42,5 çimentosunun kullanıldığı, killi zemin ile karıştırılmış yapay jet grout karot numuneleri laboratuvar ortamında oluşturulmuştur. Bu karot numuneler 100 ile 12000 mg/l yoğunlukta sodyum sülfat içeren sularda 4 ay bekletilmiş ve serbest basınç dayanımı deneyine tabi tutulmuştur. Zamana, sülfat yoğunluğuna ve çimento türüne göre elde edilen sonuçlar değerlendirilmiştir. Elde edilen verilere göre sodyum sülfat içeren suların jet grout kolonlarının dayanımlarını düşürdüğü anlaşılmıştır.

Jet Grout method is the most preferred and a fast-spreading soil stabilisation method among others today. İt is used as a precaution to liquefaction, as a column for improvement of durability, to stabilise the material behind the tunnel face and to prevent over dismantling on the tunnel walls. The Jet grout method which has a wide range of applying areas, is used as an impermeable wall in construction sites, strengthener on bridge and highway foots. In this method, very high pressurized cement-water mix is injected to soil and tears it. Target of this treatment is to form a soil-crete which is a mixture of soil and cement-water solution. Also there may be high pressurized air and very high pressurized water in the system.Sulfate is an agent which reacts with the raw materials of the cement. This reaction creates micro fractures and cracks in concrete and results in durability loss. As the sulphate containing waters contact with concrete, durability of concrete decreases, concrete starts to decompose and shortens its lifetime. This process results in propert damage. There are many researchers whose working field is sulfate-cement relationship and they still continue their researchs, but still this process remains uncertain. Jet grout columns consist of soil and cement mixture. Because of this, the reaction which occurs between cement and sulfate, is expected to be seen between jet grout columns and sulfate. To prove this mechanism, two types of cements, one is resistant to sulfate and other is normally used cement, is used and mixed with clayey soils to form unnatural jet-grout column core samples. This samples kept in sodium sulfate solutions which starts from 100 mg/l saturation to 12000 mg/l saturation for 4 months. Samples then tested for unconfined compression test and the results with changing time, sodium sulfate saturation and type of cement is examined. Results showed that sulfated waters decrease the strength of jet grout columns.