Zeminlerin kireç ve çimento katkısı ile stabilizasyonu

Abstract

ÖZET İnşaat Mühendisliğinde problemli olarak değerlendirilen zeminlerin ortaya çıkardığı problemlerin çözümünde yaygm olarak üç yöntem kıülanılmaktadır. Bunlardan birincisi problemli zemini kazıp taşıyarak yerine istenen nitelikte bir malzemeyi koymaktır. Fakat problemli zeminin yüksek bir hacim tutması durumunda yöntem ekonomik olmamaktadır. Akla gelen ikinci çözüm zemini olduğu gibi kabul edip projenin yapısal elemanlarının boyutlarının ve kullanılan malzemenin kalitesinin arttırılmasıdır. Bu durumda maliyet oldukça yüksel olabilmektedir. Üçüncü bir çözüm yolu ise zemine ait özelliklerin istenildiği yönde değiştirilmeye çalışılmasıdır. Zemin özelliklerinin iyileştirilmesinde ilk uygulamalarda katkı malzemesi olarak bitki köklerinden başlanılarak, değişik kimyasal maddelere kadar farklılaşan katkı maddeleri eklenerek, sıkıştırılmış, dondurulmuş, ısıtılmış yada kurutulmuştur. Yapılan bu çalışmanın ortak amacı güvenli, ekonomik ve doğal bir malzemenin işletilebilmesidir. Bu çalışmanın temel amacı, stabilizasyon konusunda çeşitli kaynaklardan yararlanılarak hazırlanan bir sentez çalışma ışığında, kireç ve çimento katkısı ile zeminlerin stabilizasyonunu incelemektedir. Bu amaçla, birinci bölümde stabilizasyon nedir, stabilizasyonun amacı ve günümüze kadar bu konuda yapılan çalışmalarla uygulanmış stabilizasyon yöntemleri üzerinde durulmuştur. İkinci bölümde, doğu karadeniz bölgesi zeminlerinden üç tanesi seçilerek fiziksel özellikleri rutin deneylerle, mineralojik özellikleri de DTA (Differential Thermal Analysis) ve XRD (X ışını) deneyleri ile belirlenmiştir. Seçilen zeminler değişik oranlarda çimento ve kireç katkılarıyla standart bir enerji ile sıkıştırılmış ve kayma direnci parametreleri elde edilmiştir. Katkısız durumda aynı enerji ile sıkıştırılan zeminin kayma direnci parametreleri belirlenerek elde edilen iyileştirmeler karşılaştınlmıştır. Elde edilen sonuçlar, kireç ve çimentonun zeminini stabilizasyonunda olumlu sonuç verdiğini özellikle % 5 ile % 15 arasındaki katkı oranlarının optimum katkı maddesi miktarını içerdiği ve katkı oranının artışının her malzemede stabilizasyonu doğrusal olarak arttırmadığım göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Stabilizasyon, Katkı Malzemesi, DTA, X-Işınlan Analizi, Kayma Direnci Parametreleri, Stabilizasyon Yöntemleri, Optimum Katkı Maddesi Miktarı VI

SUMMARY SOIL STABILIZATION WITH CEMENT AND LIME In civil engineering, problems caused by soils with unwanted properties are solved by three methods, commonly. First of the methods is soils that have unwanted properties are excavated and taken away from the construction area. Then, soils with wanted properties are dumped in place of excavated soils. However, this method is somewhat uneconomical and time consuming since volume of excavated soil might be too large. Second solution of the problem is that the dimensions of the structural members and quality of the materials used as stuctural members are increased. As it can be estimated, the cost of the solution would be still to much in this method also. The third solution of the problem is to make better the properties of soils. In order to have soils with better properties, plant roots had been used in early applications. Since early applications, many different chemical materials added into soil to have better properties so far. Some of the applications were freezing, heating, drying, compacting with addition of different chemical materials. The purpose of these applications are to produce an economical, and safe materials. The main objectives of this study are that to investigate the literature about the topic, and to research soil stabilization with lime and cement using the knowledge gained from the literature. For this purpose, stabilization and its applications since its early application are explained in chapter 1. In chapter 2, physical and mineralogical properties of three different soils from eastern blacksea region have been determined by routine laboratory tests such as liquid limit, plastic limit, X-ray diffraction ( XRD ), differential termal analysis ( DTA ), etc. These three soils with and without added different percentages of cement and lime were compacted with standard compaction energy. In each case, shear strength parameters are determined. Then, shear strength parameters with added lime and cement compared with each other as well as the shear strength parameters without any lime or cement. The results show that lime and cement improve soil properties when they added in the soils. The results show that especially, optimum add ratio is between 5 % and 15 %. Also, the relationship between add ratio and shear strength of soil is not linear for all materials. Key Words : Stabilization, Add Material, Differential Thermal Analysis, X-Ray Diffraction, Strength Parameters, Stabilization Methods, Optimum Add Material Value. VII