Çevre dostu bir katkı ile zemin stabilizasyonu
Soil stabilization with an environmental-friendly additive
Yazar: AYSEL DURMUŞ
Danışman: PROF. DR. ALPER SEZER
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Atıklar = Wastes ; Kaolin = Kaolin ; Lignosülfonat = Lignosulfonate ; Mekanik özellikler = Mechanical properties ; Silt = Silt ; Çevre dostu ürünler = Eco-sensivite products

Özet:
Alkalen katkılar üretim ve kullanım esnasında çevreye zarar verdiklerinden, zemin stabilizasyonunda kullanımı günümüzde bazı soru işaretlerine sebep olmaktadır.  Bu çalışmada sürdürülebilir ve çevre dostu bir zemin stabilizasyon yöntemi seçilmiş ve üretimleri ve kullanımları sırasında çevresel problemlere yol açmayan atık bir yan ürün olan sodyum linyosülfonat kullanılmıştır. Kil ve silt zeminlerde kür süresi, sıcaklık, katkı oranı ve geleneksel katkı malzemesi olan kireç ile linyosülfonatın birlikte kullanılarak kil zeminlerde katkı çeşidi etkisi incelenmiştir. Yapılan serbest basınç dayanımı deneyleri sonucunda, farklı sıcaklık ve kür sürelerine bağlı olarak %2 linyosülfonat katkısının dayanımı 2,20 kat, %5 linyosülfonat katkısının 4,25 kat arttırabildiği görülmüştür. %4 kireç ve %2 linyosülfonat katkısı serbest basınç dayanımını 28 gün kür süresinde 12,5 kat arttırabilmiştir. Ancak iki katkı malzemesinin birlikte kullanımı ve yalnızca linyosülfonat kullanımı, dayanım açısından kireç kullanılan kil zeminler ile normal kür koşullarında rekabet edememiştir. Silt zeminlerde açık hava koşullarında katkı oranı arttıkça dayanım artmış ve silt zemine göre %5 linyosülfonat katkısı ile 7 gün kür süresinde dayanım %23,66 artarak optimuma ulaşmıştır. Kesme kutusu deneyleri sonucunda, katkı oranı ve kür süresinin kayma dayanımı parametrelerini arttırdığı, 28 gün kür süresinde %5 linyosülfonat katkısının kohezyon ve içsel sürtünme açısı değerlerini ve kayma gerilmelerini maksimize ettiği görülmüştür. Taramalı elektron mikroskobu ve X-ışını kırınım analizleri, bu katkıların kullanımı ile gözlenen davranış değişikliğinin nedenlerini ortaya koymaktadır. 

Anahtar sözcükler: Linyosülfonat, atık malzeme, çevre dostu, kaolin kili, silt, mekanik özellikler

Abstract:
Since the production and use of alkaline stabilizers are not environmental-friendly, their use in soil stabilization causes a number of question marks. In this study, a sustainable and environmental-friendly stabilization method is opted and sodium lignosulfonate additive-which is a waste product which causes no environmental problems during their use and production, was used. Specimens prepared using clay and silt were tested to analyze the effects of curing period, curing temperature, additive content. Besides, sodium lignosulfonate and lime are combined to investigate the effect of additive type. As a result of the unconfined compressive strength tests, it was observed that depending on different temperatures and curing period, 2 % and 5% lignosulfonate inclusion could increase the soil strength 2.20 and 4.25 times, respectively. Addition of 4% lime and 2% lignosulfonate increased the unconfined compressive strength 12.5 times after 28 days of curing period. However, the strength of clay specimens improved by use of combination of lime and & lignosulfonate and only lignosulfonate were not as effective of those improved with lime in normal conditions. Silty soils that were cured under room conditions, the soil strength increased with increasing stabilizer content and the strength reached an optimum increasing % 23.66  in 7 days curing period with 5% lignosulfonate additive. As a result of the direct shear tests, it was observed that the effect of content and curing period caused an increase in shear strength identifiers of stabilized soils, 5% lignosulfonate additive maximized the cohesion, internal friction angle and shear stresses as well after 28 days curing period. Scanning electron microscopy and Energy Dispersive X-Ray Analysis (EDX) reveal the basis for changes in behavior of these soils by use of these additives.

Keywords: Lignosulfonate, waste, material, kaolin clay, silt, mechanical properties