Yüksek performanslı polipropilen fiber katkısının kil zeminin drenajsız kayma direncine etkisinin incelenmesi

Günümüzde hızla büyüyen şehirleşme ile yeni yerleşim bölgelerinin zemin özellikleri açısından problemli yerlerde oluşturulması kaçınılmaz hale gelmiştir. Yumuşak killi zeminlerde inşa edilen binalar ve ulaştırma yapılarında taşıma gücü ve oturma problemleri önemli yer tutmaktadır. Bu gibi durumlarda parseli terketme veya güzergahı değiştirme, zemin iyileştirmesi yapma veya binalarda kazıklı temel inşa etme gibi yöntemler alternatif olarak kullanılmaktadır. Gelişen teknoloji ile geosentetik malzemeler taşıma gücünü artırma, tabakaları ayırma, drenaj gibi işlemler için kullanılmaktadırlar. Geosentetiklerden birisi olan polipropilen fiberler uzun yıllardır beton ve zemin güçlendirilmelerinde kullanılmaktadır. Bunun yanında alkali özellikte olan betonun alkali direnci olmayan fiberleri zamanla çürüttüğü ve uzun vadeli dayanımını azalttığı bilinmektedir. Bu dezavantajı kaldırmak için alkali dirençli fiberler üretilmiştir. Bu tez çalışmasında alkali ve korozyon direnci yüksek olan, sürtünme özelliği artırılmış polipropilen fiber katkısının kil zeminin drenajsız kayma direnci üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Öncelikli olarak Kocaeli ilinden getirilen kil zeminin fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra 40 mm ve 54 mm uzunluğunda imal edilmiş fiberler 10 mm, 20 mm, 30 mm, 40 mm ve 50 mm boylarında kesilmiştir. Bu fiberler optimum su muhtevasında bulunan doğal zemine kuru ağırlığın %0,5, %1, %1,5 ve %2'si oranlarında eklenerek fiber-zemin karışımları hazırlanmıştır. Hazırlanan karışımlar, standart Proktor enerjisinin 2 katına karşılık gelen sabit bir enerji ile iki farklı boyuttaki silindirik numune kalıpları içine sıkıştırılmıştır. Kalıplardan birisi 3,50 cm çap ve 7,00 cm yüksekliğe sahip iken diğerinin çapı 5,00 cm ve yüksekliği de 10,00 cm'dir. Çalışmada 20 tanesi doğal kil ve 280 tanesi polipropilen fiber katkılı olmak üzere toplamda 300 tane silindirik numuneye serbest basma (UC) deneyi yapılmıştır. Kil zemin ve polipropilen fiberle güçlendirilmiş numunelerin makroskobik görüntüleri ve mikro yapısı arasındaki etkileşimi incelemek için Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ile analiz yapılmıştır. Yapılan 300 adet serbest basma deneyi sonucunda polipropilen fiber katkısının kil zeminin drenajsız kayma direncini arttırdığı görülmüştür. Maksimum direnç artışı, kuru ağırlıkça %2 oranında 30 mm uzunluğunda fiber katkısı olan karışımlarda elde edilmiştir. Ayrıca polipropilen fiberin boyutları nedeniyle fiber oranı ve uzunluğu arttıkça homojen karışım elde edilmesi zorlaştırmıştır.