Bazalt fiber ve mineral katkıların kohezyonlu zeminlerin geoteknik özelliklerine etkisinin araştırılması

Killer plastik davranış gösteren, yüksek su içeriklerinde dayanımları önemli ölçüde azalan ve yüksek miktarda oturma yapabilen zeminlerdir. Bu zeminler üzerinde inşaat yapılabilmesi için zeminin mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesi gerekir. Kil zeminlerin mühendislik özellikleri; çimento, kireç, silis dumanı ve uçucu kül gibi kimyasal katkılarla iyileştirilebilmektedir. Ayrıca, son yıllarda fiberlerin zemin iyileştirmesinde kullanımına yönelik çalışmaların sayısı artmaktadır. Bu tez çalışmasında; bazalt fiber, uçucu kül ve silis dumanı katkılarının problemli zeminin dayanım, geçirimlilik, şişme özellikleri ve mikro yapısı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Deneysel çalışmaların tasarımı Taguchi yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Taguchi yöntemine özgü 4 parametreli ve 4 seviyeli L16 tasarım tablosu kullanılarak deneysel çalışmalar yapılmıştır. Bazalt fiber-uçucu kül ve bazalt fiber-silis dumanı katkılı numuneler için iki ayrı deney tablosu oluşturulmuştur. Bu amaçla bazalt fiber uzunluğu (6-24 mm), bazalt fiber yüzdesi (%0-1.5), kür süresi (1-56 gün), uçucu kül ve silis dumanı içeriği (%0-15) değişken olarak seçilmiştir. Puzolanik aktiviteyi arttırmak amacıyla her karışıma %3 kireç ilave edilmiştir. S/N ve varyans analizleri yapılarak parametrelerin deney sonucu üzerindeki etki dereceleri ve optimum parametre seviyeleri belirlenmiştir. Ayrıca, çalışmada kullanılan katkıların killerdeki kuruma çatlaklarına etkisi belirlenmiştir. Optimum su muhtevası ve maksimum yoğunluk değerlerinde hazırlanan numuneler üzerinde serbest basınç, yarmada çekme, permeabilite ve ıslak CBR deneyleri yapılmıştır. Yapılan istatistiksel analizler sonucunda, dayanım deneyleri için optimum parametreler; 18 mm bazalt fiber uzunluğu, %1 bazalt fiber, %10 uçucu kül ve %10 silis dumanı olarak bulunmuştur. Bu seviyelerden sonra dayanım azalmıştır. Kür süresi arttıkça dayanım artmıştır. Dayanım üzerinde en etkili parametreler sırasıyla kür süresi, silis dumanı/uçucu kül içeriği, bazalt fiber içeriği ve bazalt fiber uzunluğu olarak belirlenmiştir. Bazalt fiber uzunluğu ve içeriğinin artması ile permeabilite katsayısı yükselmiştir. Ancak silis dumanı ve uçucu kül içeriği arttıkça permeabilite katsayısı azalmıştır. Kullanılan katkılar, kil numunesinde meydana gelen kuruma çatlaklarının miktarını azaltmada etkili olmuştur. SEM görüntüleri ile zemin numunelerinin içyapısındaki boşlukların durumu ve C-S-H jellerinin oluşumu gözlenerek dayanım performansı ile ilişkilendirilmiştir. Deneysel ve istatistiki çalışmalardan elde edilen sonuçlar literatürle uyumlu olmuştur. Anahtar Kelimeler: Bazalt fiber, Silis dumanı, Taguchi metodu, Uçucu kül, Zemin stabilizasyonu