Farklı stabilizasyon malzemelerinin sıkıştırılmış kil duvarların fiziksel ve mekanik özelliklerine etkisi

Abstract

Alternatif yapı teknikleri üzerine yapılan araştırmalar, çevreci yapıların önem kazanmasıyla artmaktadır. Dünya üzerinde çeşitli çevreci yapı malzemeleri ile üretilen yapı tasarımları bulunmakta olup bunlardan biri de sıkıştırılmış kil duvar tekniğidir. Sıkıştırılmış kil duvarlar, belirli oranlarda kil, agrega ve suyun karıştırılıp kalıp içerisine katmanlar halinde yayılarak sıkıştırılması ile üretilen çevreci, yenilenebilir, sağlıklı ve ekonomik bir yığma yapım tekniğidir. Ülkemizde kerpiç ve hımış gibi malzeme ve üretim tekniği açısından sıkıştırılmış kil duvarlara benzer yığma yapım uygulamalarına rastlanmakla birlikte, sıkıştırılmış kil duvarlar dayanım ve dayanıklılık açısından farklılık arz etmektedir. Ayrıca sıkıştırılmış kil duvarlar sağlık, enerji verimliliği ve çevreye duyarlılık gibi hususlarda yığma duvar sistemlerinden daha iyi performans sergilemektedir. Bu çalışmada, farklı kil/kum oranlarında numuneler hazırlanarak birim hacim ağırlık ve basınç dayanımı kriterleri göz önünde bulundurularak en uygun kil/kum oranı belirlenmiştir. Daha sonra, maksimum kuru birim hacim ağırlıktaki optimum su oranını belirlemek için standart sıkıştırma (proktor) deneyi yapılmıştır. Devamında takviye yapılacak karışım oranları ile hazırlanan 15x30 cm silindir ve 10x10x50 cm prizma numuneler üzerinde basınç dayanımı, birim hacim ağırlık, eğilme dayanımı, ultrases geçiş hızı, rezonans frekansı deneyleri yapılıp en iyi özelliklere sahip karışımlar belirlenmiştir. Sonuç olarak, tüm kil duvar karışımlarının kuru haldeki birim hacim ağırlıklarının 2.05 gr/cm³ değerinden düşük olduğu; çimento, çimento-dolomit ve çimento-yüksek fırın cürufu takviyeli kil duvarların dayanım değerlerinin ülkemizin deprem yönetmeliğinde taşıyıcı duvarlardan istenen minimum 5 MPa kriterini sağladığı, ultrases geçiş hızı ve rezonans frekansı deney sonuçlarının elde edilen veriler ile tutarlılık gösterdiği, %10 çimento-%0.5 cam lifi ve %10 çimento-%1 cam lifi takviyeli sıkıştırılmış kil duvar numunelerinin en yüksek performansa sahip olduğu belirlenmiştir.

Alternative construction techniques have been searched based on increasing the importance of the green building. All over the world, various building designs have been seen produced with a variety of environmentally friendly building materials such as rammed earth wall construction. Rammed earth wall which is produced as compacting the mixture of certain amount of clay, aggregate and water layer by layer in the mold, is green, renewable, healthy and economic production technique. In our country, although buildings constructed with similar techniques to rammed earth in terms of materials and/or production techniques such as adobe and half-timbered construction have been seen, rammed earth walls have different mechanical and durability characteristics compared to them. Also, rammed earth walls have showed better performance on health, energy efficiency and environmental sensitivity compared to alternative structural wall systems. In this study, suitable clay / sand ratio have been determined as preparing different clay/sand ratio samples considering unit weight and compressive strength criteria. Then, standard proctor test has been used to determine the optimum water content at maximum dry density. Afterwards compressive strength, unit weight, flexural strength, ultrasonic pulse velocity, the resonance frequency experiments will be made on 15x30 cm cylinder and 10x10x50 cm prism stabilized rammed earth samples. The mixtures that show the best test results will be evaluated. As a result, it was identified that dry density of all rammed earth walls are lower than 2.05 gr/cm³; all rammed earth walls stabilized with cement, cement-dolomite, cement-blast furnace slag meet the requirement of minimum 5 MPa compressive strength according to earthquake regulations of Turkey on masonry construction systems, results of the ultrasonic pulse velocity and the resonance frequency tests show compatibility with the data obtained from compressive strength test and also, rammed earth walls reinforced with 10% cement-0.5% glass fiber and 10% cement-1% glass fiber have the highest performance in terms of physical and mechanical properties.