Bazalt fiber katkısının siltli zeminlerde kayma direncine etkisi

Zemin ve betonun mekanik özelliklerini iyileştirmek için lif katkı malzemelerinin kullanımı artan bir şekilde devam etmektedir. Günümüzde büyüyen çevre problemleriyle birlikte, özellikle zemin iyileştirmesi için kullanılacak ek gerecin/malzemenin çevre dostu olma özelliği varsa değerinin de artacağı açıktır. Çelik ve sentetik fiberler beton ve zemin iyileştirmesi için, doğal lifler de çoğunlukla zemin iyileştirmesi için kullanılan katkı malzemelerine örnek olarak verilebilirler. Doğal kökenli fiberlere örnek olarak gösterilebilecek bazalt fiberlerin beton dayanımını artırmaya yönelik yaygın olarak kullanıldığı bilinse de zeminlerin iyileştirilmesinde kullanımı ile ilgili çalışmalar literatürde yok denecek kadar azdır. Buradan hareketle yürütülen bu deneysel çalışmada, bazalt fiber katkısının doygun olmayan ve doygun olan siltli zemin örnekleri üzerinde kayma direncini arttırıcı etkisi araştırılmıştır. Deneysel çalışmada kullanılan silt Adapazarı'nda yüzeyin 3-4 m altından alınmıştır. İki kısımdan oluşan deneysel çalışmanın ilk aşamasında öncelikle doğal zemin 5 farklı su muhtevasında sıkıştırılarak doygun olmayan zemin örnekleri oluşturulmuştur. Çalışmanın ikinci aşamasında ise doygun zemin örnekleri, 100 kPa- 200 kPa ve 300 kPa düşey gerilme altında konsolidasyona tabi tutularak elde edilmiştir. Birinci aşamada kompaksiyondan, ikinci aşamada ise konsolidasyon sürecinden sonra elde edilen her bir numuneden 4'er adet silindirik numune alınarak farklı çevre basınçlarında konsolidasyonsuz drenajsız üç eksenli hücre kesme deneyleri (UU) yapılmıştır. Çalışmanın her iki safhasında doğal numuneler üzerinde deneyler bitirildikten sonra aynı işlemler 6 mm - 12 mm ve 24 mm boylarında bazalt fiberlerin, doğal zemine ağırlıkça %1 - %1,5 ve %2 oranında karıştırılarak elde edilmiş numuneler üzerinde gerçekleştirilmiştir. Bunun yanında makroskopik görüntüler ve mikroyapı arasında bir korelasyon oluşturmak için, Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) analizleri doğal zemin örnekleri ve bazalt fiberleri ile güçlendirilmiş örnekler üzerinde yapılmıştır. Gerçekleştirilen 320 adet UU deney sonucuna göre, silt zemine bazalt fiber eklenmesiyle doygunluk derecesi farketmeksizin tüm numunelerde drenajsız kayma direncinin arttığı görülmüştür. Fiber uzunluğunun artmasıyla direnç artışı sürekli yükselme eğiliminde iken, fiber oranının ağırlıkça %1,5 seçildiği durumda direnç artışı en yüksek bulunmuş, fiber oranının %2'ye yükseltilmesi durumunda direnç artışı daha düşük olmuştur. Sonuç olarak bazalt fiberin kullanılageldiği beton yanında zemin özelliklerini iyileştirmede de alternatif olabileceği ortaya konmuştur.