Geopolimer ile iyileştirilen atık lastik katkılı zeminlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi ve yapay zeka destekli optimizasyonu
Investigation and artificial intelligence-assisted optimization of geopolymer-improved soils' mechanical properties with waste tire additives
Yazar: EYYÜP ÖZÇINAR
Danışman: DOÇ. DR. ARDA BURAK EKMEN ; DR. ÖĞR. ÜYESİ ŞEVİN EKMEN
Harran Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geopolimerler, son yıllarda zemin iyileştirme çalışmalarında kullanılan çevre dostu alternatif bir malzeme olarak öne çıkmıştır. Bu tez çalışması kapsamında geopolimer ile iyileştirilen zeminlerin optimum karışım oranları yapay zeka destekli bir algoritma ile elde edilmiş ve optimum karışıma eklenen atık lastiğin zemin numunelerinin mekanik özellikleri üzerine olan etkileri araştırılmıştır. Zemin iyileştirme amaçlı geopolimer kullanımında optimizasyon fonksiyonuna veri sunmak için bir dizi deneysel uygulama yürütülmüştür. Uluslararası rehber kaynaklar dikkate alınarak hedef dayanıma ulaşmak için çeşitli kimyasal ve uçucu kül oranları kullanılmış olup araştırma zemini farklı sıvı muhtevalarına getirilmiştir. Tüm kombinasyonlar için üretilen numuneler serbest basınç ve eğilme testine tabi tutulmak üzere 28 gün boyunca kürlenmiştir. Numunelerin kürlenme işlemleri tamamlandıktan sonra serbest basınç ve eğilme dayanımı değerleri elde edilmiştir. Bu değerler dikkate alınarak hedef dayanıma ulaşmak için yapay zeka destekli optimizasyon çalışması gerçekleştirilip geopolimer ile iyileştirilen zeminler için optimum karışım oranları belirlenmiştir. Belirlenen optimum karışım oranlarında numuneler üretilip optimizasyon işlemi doğrulandıktan sonra atık lastiğin zeminin eğilme ve serbest basınç dayanımına olan etkilerini incelemek için optimum karışıma çeşitli oranlarda atık lastik eklenmiştir. Geopolimer ve atık lastik kullanımının zeminin mekanik özelliklerini iyileştirmede anlamlı bir etkisi olduğu görülmüştür. Geopolimer kullanılan zemin iyileştirme çalışmalarında çevreci bir yaklaşımla proje uygulayıcılarına rehber olabilecek optimum karışım oranları ve atık lastik katkısının çalışılan zeminin mekanik özelliklerine etkileri detaylı olarak sunulmuştur.

Abstract:
Geopolymers have recently become recognized as an eco-friendly alternative material for soil improvement. In this thesis, the optimum mixing ratios of geopolymer-improved soils were obtained by an artificial intelligence-supported algorithm, and the effects of waste tire additives on the mechanical properties of soil samples were investigated. A series of experimental applications were carried out to provide data for the optimization function of geopolymers for soil improvement. Considering international guidelines, various chemical and fly ash ratios were used to achieve the target strength, and the investigated soil was brought to different liquid contents. Specimens were prepared and cured for 28 days before conducting unconfined compressive and flexural tests on all obtained combinations. After the curing process of the specimens was finalized, unconfined compressive and flexural strength values were attained. An artificial intelligence-assisted optimization study was performed to reach the target strength considering these values, and the optimum mixture ratios for the soils improved with geopolymer were determined. After the samples were produced at the optimum mix ratios and the optimization process was verified, the waste tire was added to the optimum mix at various ratios to examine its effects on the soil's flexural and unconfined compressive strength. It was observed that using geopolymer and waste tires significantly improved the mechanical properties of the soil. The optimum mixing ratios and the effects of waste tire additives on the mechanical properties of the investigated soil, which can guide the project implementers with an environmentalist approach in soil improvement works using geopolymer, were presented in detail.