Konsol istinat duvarlarında geri dolgu malzemesi olarak bitlis pomza agregalı köpük betonların kullanılabilirliğinin araştırılması

Bu çalışmada, Nemrut Yanardağının püskürmesiyle Kıyıdüzü (Tatvan), Adabağ (Tatvan) ve Ahlat bölgelerindeki asidik pomzaların fiziksel ve kimyasal özellikleri incelenmiş ve elde edilen bulgulara göre Kıyıdüzü bölgesinden alınan pomzalardan farklı yoğunluklarda (500 kg/m3, 600 kg/m3, 700 kg/m3) köpük beton üretimi gerçekleştirilmiştir. Üretilen köpük betonların geoteknik uygulamalarda hafif dolgu malzemesi olarak kullanılabilirliği de araştırılmış ve bu amaçla betonların fiziksel/mekaniksel özellikleri belirlenmiştir. Üretimde su/çimento oranı sabit tutularak 2 mm'den daha küçük agrega kullanılmış ve yoğunluğa paralel olarak köpük beton içerisindeki agreganın oranı artırılmıştır. Prizma köpük betonların (40x40x160 mm) kuru birim hacim kütle değerleri 474 kg/m3 (PKB 500), 572 kg/m3 (PKB 600) ve 650 kg/m3 (PKB 700) olarak belirlenmiştir. Silindir köpük betonların (55x110 mm) farklı yoğunluklara göre (500 kg/m3, 600 kg/m3, 700 kg/m3) serbest basınç dayanımları sırasıyla 0.78 MPa, 1.21 MPa ve 1.97 MPa; statik elastisite modüllerinden doğrusal elastisite modülleri 251.27 MPa, 361.33 MPa ve 806.71 MPa; hesaplamalar sonucunda elde edilen dinamik elastisite modülleri ise 669 MPa, 957 MPa ve 1605 MPa olarak tespit edilmiştir. Bu köpük betonların statik ve dinamik elastisite modüllerinin karşılaştırılmasında regrasyon katsayısı (R2) değeri 0.98'in üzerinde gerçekleştiği için elde edilen sonuçlar güvenilir olarak değerlendirilmiştir. 38x76mm'lik silindir köpük betonların farklı yoğunluklara göre (500 kg/m3, 600 kg/m3, 700 kg/m3) içsel sürtünme açıları (ϕ) sırasıyla 160, 250 ve 310; kohezyon değerleri (c) ise 246 kPa, 467 kPa ve 555 kPa olarak hesaplanmıştır. Yoğunlukla birlikte kohezyon ve içsel sürtünme açılarının artmasında, üretimde kullanılan pomza miktarının etkili olduğu düşünülmektedir. Üretilen köpük betonların istinat duvarlarındaki kullanılabilirliğinin incelenmesi amacıyla tasarlanan konsol istinat duvarlarına (değişken gövde kalınlığında ve duvar yükseklikleri 4 m, 6m, 8m, 10 m) granüler dolgu ile farklı yoğunluklardaki köpük betonlar ilave edilerek Plaxis 2D programında analizler yapılmıştır. Sadece granüler dolgu kullanılan ve yüksekliği 10 m olan duvarda göçme oluşmuştur. Granüler dolgulu ve yüksekliği 8 m olan konsol istinat duvarının yatay deformasyonu 0.0506 m, düşey deformasyonu 0.0709 m, toplam deformasyonu 0.0846 m, eksenel kuvveti 185 kN, kesme kuvveti 114.1 kN ve eğilme momenti de 143.1 kNm/m olarak belirlenmiştir. PKB 700 dolgulu ve yüksekliği 8 m olan konsol istinat duvarında ise yatay deformasyon 0.0380 m, düşey deformasyon 0.0554 m, toplam deformasyon 0.0639 m, eksenel kuvvet 167.8 kN, kesme kuvveti 61.72 kN ve eğilme momenti 70.25 kNm/m olarak tespit edilmiştir. Konsol istinat duvarında kullanılan geri dolgu malzemesindeki birim hacim ağırlığının artması, istinat duvarına etkiyen eksenel kuvvetin de artmasına neden olmuş ve bu durum istinat duvarının yatay ve düşey deformasyonlarını arttırmıştır. Ayrıca, kullanılan geri dolgudaki birim hacim ağırlığın azalmasıyla birlikte duvara gelen itki kuvveti azalmıştır. Sonuç olarak; bu çalışmada Nemrut Yanardağındaki faaliyetlere bağlı olarak oluşan pomza yataklarının benzer özellikler sergilediği görülmüştür. Üretilen köpük betonlarda Kıyıdüzü bölgesinden alınan etüv kurusu tane yoğunluğu düşük olan pomza tercih edilmiştir. Farklı yoğunluklarda üretilen köpük betonlardaki (500 kg/m3, 600 kg/m3, 700 kg/m3) yoğunluk artışına bağlı olarak üretimde kullanılan pomza miktarları arttırılmış ve buna bağlı olarak köpük betonların dayanım parametrelerinden serbest basınç dayanımı, elastisite modülleri ile kohezyon ve içsel sürtünme açıları yükselmiştir. Köpük betonların birim hacim ağırlıklarının granüler dolgu malzemesine göre daha düşük olması modellenen tüm istinat duvarlarındaki deformasyonlar ve içsel kuvvetlerin azalmasına neden olmuştur. Ancak yoğunlukları farklı olan köpük betonlar kendi aralarında değerlendirildiğinde, birim hacim ağırlığının etkisi içsel sürtünme açısına göre daha az olduğundan PKB 700'ün konsol istinat duvarlarında kullanılmasının daha uygun olduğu kanaatine varılmıştır. Geoteknik mühendisliğinde hafif dolgu malzemesi kullanımının önemli olmasından dolayı istinat duvarlarının geri dolgusunda köpük betonların daha güvenli ve ekonomik tasarımlar oluşturulabileceği düşünülmektedir. Bu çalışmada üretilen farklı yoğunluklardaki köpük betonlarda sadece pomza kullanılmasına bağlı olarak su emme oranlarında artışlar meydana gelmiştir. Bundan dolayı bu betonlar inşaat uygulamalarında kullanıldığında bazı problemlerin oluşabileceği düşünülmekte olup, bu betonların bölgesel şartlar dikkate alınarak tasarlanması önemlidir.