Farklı atık malzemelerden elde edilen geopolimer ile killi zeminin ıyileştirilmesi

Bu çalışma, farklı atıklarla (uçucu kül (FA-F, FA-C), curuf (SL), cam tozu (GP), metakaolin (MK), mermer tozo (MP), dip külü (BA), pirinç kabuğu külü (RHA), silika dumanı (SF)) elde edilen geopolimerin derin karıştırma tekniği kullanılarak killi zeminin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesinde kullanımının deneysel olarak araştırılmasını amaçlamaktadır. Bu amaçla, geopolimerle iyileştirilmiş olan kil zeminin dayanımı serbest basınç deneyleri ile farklı kür sürelerinde (7, 28, 90, 365 gün) belirlendi. Elde edilen değerler Portlant çimentosu (PC) ile iyileştirilmiş olan aynı zeminle karşılaştırıldı. Ayrıca, Sertleşmiş numuneler üzerinde ses dalgası hızı (UPV) testleri, geopolimer hazırlanırken seçilen molarite değerinin (8M -16M), gerilme-şekil değiştirme üzerine olan etkisi ve göçme anındaki kırılma davranışları incelendi. Kırılan numuneler üzerinde mikro yapının incelenmesi için SEM ve EDX ölçümleri yapıldı. Bunlara ilave olarak, geopolimer harcının reolojik özellikleri incelendi. Geopolimerle iyileştirilen zeminle Portlant çimentosuyla iyileştirilen zemin örneklerinin serbest basınç dayanımları karşılaştırıldığında i) FA-F, GP, MK, BA ve MP + FA-F ile elde edilen geopolimer numunelerinin basınç dayanımlarında azalma, ii) FA-C, SL ve SL nin farklı kombinasyonları ile iyileştirilen (BA + SL, RHA + SL, SF + SL, MK + SL) numunelerin basınç dayanımlarında artış eğilimi ve iii) kür süresinin artmasıyla (90 gün, 365 gün) basınç dayanımında artış gözlendi. Basınç dayanımlarında azalma gözlenmesine rağmen iyileşmelerin izin verilen sınırlar içerisinde olduğu tespit edildi (> 0.2MPa). Serbest basınç dayanım sonuçları çoğunlukla UPV performanslarıyla doğrulandı. Geopolimerle iyileştirilen zemin örneklerinin davranışı irdelendiğinde: i) 10M ila 14M arasındaki alkalin konsantrasyonunda en iyi performansın elde edildiği, ii) Basınç dayanım yüklemesinde gerilme-şekil değiştirme davranışının kırılgan olduğu ve kırılmaların eksen boyunca olduğu ve iii) SEM ve EDX sonuçlarından silika pikinin yoğunluğunun mikro yapıların sağlamlığının göstergesi olduğunu gösterdi. Çalışmadan elde edilen bulgulardan endüstriyel atıkların geopolymer üretiminde kullanılarak zeminlerde derin karıştırma kullanılma potansiyeli olduğu ortaya konuldu. Dolayısıyla, bu araştırma ileride bu konuyla ilgili yapılacak olan araştırmalar için önemli bir basamak olarak değerlendirilebilir. Bu çalışma, atıkların yeniden kullanımını sağlaması bakımından da daha temiz bir çevre için faydalı olacaktır.