Tabakalı zemin ortamında imal edilen zeolit katkılı derin karıştırma kolonu davranışlarının model deneylerle araştırılması

Bu tez çalışmasında; kil ve kum zeminden oluşan tabakalı zemin ortamında, doğal bir puzolanik malzeme olan zeolit kullanılarak oluşturulan derin karıştırma kolonlarının (DKK) davranışları küçük ve büyük ölçekli deney numuneleri üzerinde araştırılmıştır. Küçük ölçekli DKK numunelerinin hazırlanmasında; enjeksiyon karışımını oluşturan 4 parametre olan çimento, zeolit ve akışkanlaştırıcı katkı maddesi miktarları ile su/bağlayıcı oranı için Yanıt Yüzey Yöntemi kullanılarak 17 adet tasarımı içeren bir deney tasarım tablosu oluşturulmuştur. Tasarımda; çimento için %9-30, zeolit için %0-40, akışkanlaştırıcı katkı maddesi için %0.5-4 ve su/bağlayıcı oranı için 0.9-2.5 sınır değerleri seçilmiştir. Her bir tasarım için enjeksiyon karışımları üzerinde Marsh Hunisi Deneyleri yapılarak enjeksiyonların akışkanlığı kontrol edilmiştir. Tüm tasarımlar için hem kil hem de kum zemin kullanılarak hazırlanan küçük ölçekli numuneler üzerinde 28 ve 56 günlük kür sürelerinin ardından Serbest Basınç ve Permeabilite Deneyleri yapılmıştır. Tasarımları temsil edebilecek 7 adet numunenin taramalı elektron mikroskobu (SEM) görüntüleri alınmıştır. Deneysel sonuçların optimizasyonu ile elde edilen optimum tasarımlar için tabakalı zemin yerleşimi de dikkate alınarak model tanklar içerisinde büyük ölçekli DKK imal edilmiştir. Hazırlanan kolonlar 28 günlük kür süresinin ardından kademeli kazık yükleme deneylerine tabii tutulmuş ve oluşan kolonlardan karot numuneleri alınmıştır. Küçük ölçekli DKK'nda optimum tasarımlar için 28 günlük kür süresi sonunda yapılan deneylerde elde edilen sonuçlar ile tahmin edilen sonuçlar arasında Serbest Basınç Deneylerinde killi zeminde %92 ve kumlu zeminde %83, Permeabilite Deneylerinde ise sırasıyla %71 ve %57 uygunluk değerlerine ulaşılmıştır. Zeolitin ikame şeklinde çimento ile yer değiştirmesi sonucu mukavemet değerlerinde düşük seviyede azalma olmuş ancak elde edilen değerler DKK için kabul edilebilir sınır değerler arasında kalmıştır. Zeolit miktarının artması ile permeabilite katsayısında çok az miktarda artışlar görülmüştür ancak maksimum zeolit ikameli durumda bile permeabilite katsayısı istenilen sınır değerler içerisinde kalmıştır. SEM analizi sonuçları da belli bir miktara kadar zeolitin kullanımının uygun olduğunu, ancak çimento miktarının çok düşük olması durumunda C-H ve C-S-H jellerinin miktarının azaldığını göstermektedir. Büyük ölçekli DKK'nın yükleme deney sonuçları, tabakalı zemin ortamında oluşturulan DKK'nın taşıma gücü ve oturma kriterleri açısından yeterli olduğunu göstermiş ve kolonlardan alınan karot numunelerinin serbest basınç mukavemeti küçük ölçekli DKK'nın mukavemetinin %90'ı olmuştur.