Nano silika ve çimento katkılı çeşitli zeminlerin geomekanik özelliklerinin incelenmesi
The investigation of the geomechanic properties of nanosilica and cement added different soils
Yazar: GİZEM AKSU UYSAL
Danışman: DOÇ. DR. TUĞBA ESKİŞAR TEFÇİ
Ege Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Bu tez, kil, killi kum ve kum zeminlerin mekanik özelliklerini iyileştirmek için nano silika katkısının etkisini incelemektedir. Zeminler kendi içlerinde, saf zeminler, nano silika katkılı zeminler ve nano silika – çimento katkılı zeminler olarak gruplara ayrılmıştır. Zeminlerin mühendislik özellikleri Atterberg limitleri deneyleri, kompaksiyon deneyleri, serbest basınç deneyleri, donma çözülme deneyleri, ultrasonik darbe hızı (UPV) deneyleri ve kesme kutusu deneyleri ile incelenmiştir. Çalışmada, %0,·%0.3, %0.5 ve %0.7 oranlarında nano silika ve %5 ve %10 oranlarında çimento kullanılmıştır. Çimento içeren örneklerde kür süresi 7-150 gün arasında değişmektedir. Zeminin kıvam ve kompaksiyon özelliklerinin öncelikle zemin türüne göre değiştiği sonrada nano silika dışında mevcut ikinci bir bağlayıcının varlığından etkilendiği görülmüştür. Bu sebeple her zemin grubunda optimum olarak tanımlanabilecek nano silika miktarı da farklı olmuştur. %5 ve %10 çimento içeren kil örneklerde sırası ile %0.5 ve %0.7 nano silika, kum örneklerde her iki çimento oranında da %0.7 nano silika, %5 ve %10 çimento içeren killi kum örneklerde sırası ile %0.3 ve %0.7 nano silika katkıları en yüksek mukavemet değerlerini vermiştir. Donma çözülme açısından %0.5 nano silika ve %10 çimento içeren killi kum örnekler, en az mukavemet kaybına uğramıştır. Aynı kür süresine sahip zeminlerde UPV ve serbest basınç mukavemeti arasında üssel bir ilişki vardır. Zeminlerin kayma mukavemeti parametrelerinin de nano silika ilavesi ile artış eğiliminde olduğu tespit edilmiştir. Nano silika katkısının zeminlerin mekanik özelliklerini önemli ölçüde iyileştirdiği sonucuna varılmıştır.

Abstract:
This thesis examined the effect of nanosilica additive to improve the mechanical properties of clay, clayey sand and sandy soils. Soils are grouped into pure soils, nanosilica added soils and nanosilica cement added soils. The engineering properties of the soils were investigated through Atterberg limits tests, compaction tests, unconfined compression tests, ultrasonic pulse velocity (UPV) tests, freeze-thaw tests, and the direct shear tests. In the study, 0%,·0.3%, 0.5% and 0.7% nanosilica and 5% and 10% cement were used. The curing period in cement containing samples varied between 7-150 days. It was observed that the consistency and compaction properties of the soil firstly affected from the soil type and then were affected by the presence of a second binder other than nanosilica. For this reason, the amount of nanosilica that can be defined as optimum in each soil group was also different. The optimum nanosilica contents in clay samples with 5% and 10% cement were 0.5% and 0.7%, respectively; the optimum nanosilica content in sand samples was 0.7% in both cement ratios, and the optimum nanosilica contents in clayey sand samples with 5% and 10% cement were 0.3% and 0.7%, respectively. In terms of freeze-thaw, clayey sand samples containing 0.5% nanosilica and 10% cement had the minimum strength loss. There is an exponential relationship between UPV and unconfined compressive strength of soils with the same curing times. It has been determined that the shear strength parameters of the soils also tend to increase with the addition of nanosilica. It was concluded that the nanosilica additive significantly improved the mechanical properties of the soils.