Olı̇vı̇n ve potasyum hidroksit (KOH) katkısının ı̇nce danelı̇ bir zeminin dayanımına etkisinin incelenmesi

Kayma direncinin düşük olduğu durumlarda, özellikle drenajsız koşullarda kil zeminlerin kayma direncinin arttırılması kentsel gelişim sorunlarının çözümü için önemlidir. Bu bağlamda, zemin iyileştirme yöntemi büyük önem taşımaktadır. Bu tez çalışmasının amacı, olivin katkısının potasyum hidroksitin (KOH) hem yokluğunda hem de varlığında düşük plastisiteli killi zeminde kayma direncine etkisinin incelenmesidir. Çalışmada, olivinin KOH ile aktifleştirilmiş veya aktifleştirilmemiş durumlarda kil zeminde dayanım artışı sağlamasının ana nedenlerinin sorgulanması ve tartışılması amacıyla deneysel veriler elde edilmiştir. Drenajsız koşullarda kayma direnci parametrelerinin belirlenmesi amacıyla, olivin doğal zemine farklı oranlarda (ağırlıkça %10, %15, %20 ve %25) eklenerek numuneler hazırlanmış, farklı kür süreleri (1 gün, 14 gün, 28 gün, 56 gün ve 90 gün) ve farklı çevre basınçları (100 kPa, 200 kPa, 300 kPa ve 400 kPa) altında konsolidasyonsuz drenajsız üç eksenli hücre kesme deneyleri (UU) yapılmıştır. İyileştirme etkisinin olivin danelerine özgü olup olmadığının anlaşılabilmesi için, potasyum hidroksitin (KOH) hem yokluğunda hem de varlığında deneyler yapılmıştır. Çalışma sonucunda, olivin katkısının tek başına zaman içerisinde kayma direncini artırdığı, ancak KOH ile aktive edildiğinde çok daha yüksek kayma direnci sağladığı ortaya çıkmıştır. Ayrıca olivin daneleri ile kum daneleri arasında karşılaştırmalı bir çalışma da yürütülmüştür. Burada da, önceki deneylerde olduğu gibi, deneyler katkı oranları ve çevre basınçları sabit tutularak gerçekleştirilmiştir. Buna yönelik olarak numuneler sadece kum veya sadece olivin ile işlenmiş halde hazırlanmıştır. İki durumda da mukavemette bir artış gözlemlenmiş, ancak daha düşük özgül ağırlığa sahip olması nedeniyle daha fazla hacim kaplayan kumun varlığından dolayı kum katkılı numunelerin mukavemeti olivin katkılı olanlardan daha yüksek elde edilmiştir. Öte yandan KOH varlığında her iki durumda da kayma direnci çok daha fazla artmış, bu durumda da kum katkılı numunelerin daha yüksek kayma direncine sahip olduğu bulunmuştur. KOH içeren durumlarda, olivin ve kumun ağırlıkça %25 olduğu durumda, 100 kPa çevre basıncı altında ve 90 günlük kür süresi dikkate alındığında, doğal zemine göre mukavemet artış oranı olivin için %399, kum için ise %613 olarak bulunmuştur. Artış oranları KOH bulunmayan durumlarda ise olivin ve kum için sırasıyla %141 ve %153 olmuştur.Kimyasal reaksiyonun ardından kristal fazların oluşumunu analiz etmek için mineralojik analiz (XRD) yapılmıştır. Zamanla silikat (SiO2) ve alüminatın (AlO2) çözünmesi ve işlenmiş zeminlerin iyileştirilmesini sağlayan kristal fazların oluşması nedeniyle kayma mukavemetinin arttığı yorumlanmıştır. Olivin yerine kum kullanıldığında aynı ve bazen daha yüksek değerlerin elde edilmesi, soruların yanıtlanmasına olanak sağlamıştır. Dolayısıyla bu, alternatif bir katkı maddesinin sağladığı iyileştirmenin daha ekonomik bir şekilde sağlanabileceği anlamına gelmektedir.Buradan hareketle, KOH varlığında kazanılan görece aşırı mukavemetin olivin veya kuma özgü olup olmadığı sorusuna cevap bulabilmek için son olarak doğal zemine sadece KOH eklenerek önceki deneylerle aynı şartlarda deneyler tekrarlanmıştır. Deney sonuçlarına bakıldığında doğal zemine sadece KOH eklendiğinde, zaman içerisinde olivin ve KOH katkılı numunelerin gösterdikleri mukavemete yakın değerler gözlemlenmiştir. Bu sonuçlara istinaden, potasyum hidroksitin aktivatör olarak değil, stabilizatör olarak tanımlanmasının daha doğru olacağı kanısına varılmıştır.