Öğütülmüş çelikhane cürufu, kireç ve deniz suyun killerin iyileştirilmesinde kullanımı
Using ground steel slag, lime and sea water in clayey soil stabilization
Yazar: GAMZE BİLGEN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. AYDIN KAVAK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Cüruf = Slag ; Deniz suyu = Sea water ; Kil = Clay ; Kireç = Lime

Özet:
Killi zeminler, genel olarak inşaat uygulamalarının yapılacağı arazilerde olması istenmeyen zemin tipidir. Barajlar, köprüler, otobanlar, binalar gibi yapıların sahasını oluşturan zeminler, her zaman, arzu edilen özelliklere sahip olmayabilir. Bu nedenle dolgu malzemeleri ve zeminler, zemin iyileştirme teknikleri kullanılarak standartlara uygun hale getirilmektedir. Stabilizasyon, zemin iyileştirme yöntemleri içinde yaygın olarak kullanılan bir yöntemdir. Zemin ıslahı, zemine istenilen geoteknik özelliklerin kazandırılması için yapılan çalışmalardır. Bu çalışmada, özellikle su tutma kapasitesi ve şişme potansiyeli yüksek olan killi zeminlerin katkı malzemesi ile iyileştirilmesi konusu üzerinde durulmuştur. Katkı malzemesi seçiminde, çağımızın en büyük sorunlarından olan küresel ısınma ve bunun en önemli sebeplerinden olan atıklar ve dolayısı ile çevre kirliliği konuları da göz önüne alınarak, hem atık malzemelerin geri dönüşümü hem de zemin iyileştirme amacı dikkate alınmıştır. İyileştirilecek kil malzemesi olarak, yüksek plastisiteli kil gurubunu temsilen ?Bentonit? kili, düşük plastisiteli kil grubunu temsilen Kocaeli-Adapazarı güzergâhında bulunan ?Uzunçiftlik Kili? kullanılmıştır. Katkı malzemesi olarak kireç ve endüstriyel bir atık olan çelikhane curufu (BOS) kullanılmıştır. Hazırlanan numunelerde yoğurma suyu olarak çeşme suyu ve deniz suyu kullanılmıştır. Laboratuvarda değişik oranlarda katkı malzemeleri ile karıştırılan ve 30 farklı karışım olarak hazırlanan killer üzerinde hidrometre, elek analizi, organik madde tayini, kıvam limitleri, kompaksiyon, serbest basınç, CBR, pH deneyleri gerçekleştirilmiş ayrıca sismik ölçümler yapılmıştır. Katkıların killer üzerindeki etkileri 0, 1, 7 ve 28 günlük periyodlarda irdelenmiştir. Katkı malzemelerinin killerin mikro yapılarındaki etkilerin incelenmesi amacı ile X ışın kırınımı (XRD) ve Elektro mikroskop görüntüleri (SEM) çektirilmiştir. Yapılan araştırma sonucunda, düşük plastisiteli killer ile yüksek plastisiteli killerin katkı malzemelerine farklı tepkiler verdikleri görülmüştür. ?%5 kireç, %3,33 çelikhane curufu ve deniz suyu? ile karıştırılan düşük plastisiteli killerde serbest basınç mukavemeti 16 kat artış göstererek 4600 kPa değerine ulaşmıştır. Yüksek plastisiteli killerde ise 10 kat artış gerçekleştirerek 6500 kPa değeri ile ?%7,5kireç, %3,33 çelikhane curufu ve deniz suyu? karışımı vermektedir. En büyük CBR değerini 15 kat artışla 135 olan ?%5 kireç, %3,33 çelikhane curufu ve çeşme suyu? karışımı vermiştir. Yüksek plastisiteli killerin katkısız halinde 4 olan CBR değerini, ?%7,5 kireç, %5 çelikhane curufu ve çeşme suyu? karışımı 19 kat arttırarak 77 değerine yükseltmiştir. Bu çalışmada, deniz suyu, öğütülmüş çelikhane curufu ve kireç karışımlarının killi zeminlerin geoteknik özelliklerinde iyileştirme sağlandığı görülmektedir.

Abstract:
Clayey soils, the soil is a type of spam that lands be made in general construction applications. Dams, bridges, highways, buildings, structures such as floors that make up space, every time, it may not have the desired properties. For this reason, the soil improvement techniques are made using the fill material standards. Stabilization, soil improvement methods, used widely in the. Soil stabilization, the soil for the studies to gain the required geotechnical properties. In this study, especially in water-holding capacity and swelling clay soils with a high potential to contribute to improvement of material focused on the subject. Contribution to the selection of material, which is of the greatest challenges of our age is the most important causes of global warming and environmental pollution issues with the waste and thus, taking into account the recycling of waste materials as well as the soil work has been done with the purpose of improving. The material to be improved clay, high plasticity clay representing the group of "bentonite" clay, low plasticity clay to represent the group in Kocaeli and Adapazari route "Uzunçiftlik Clay" is used. Contribute to an industrial waste material and the steelmaking slag limes (BOS) were used. The prepared samples of tap water and seawater were used as mixing water. Additives in various amounts in the laboratory and prepared as a mixture of different clays karıştırılan30 on the hydrometer, sieve analysis, organic matter analysis, consistency limits, compaction, unconfined compressive, CBR, pH tests and seismic surveys were carried out. Contributions to their effects on clays 0, 1, 7 and 28 - day periods were examined. Microstructure effects also contribute clay materials with the aim of examining X-ray diffraction (XRD) and electron microscope images (SEM) was taken. As a result of the research, low-plasticity clays and clays of high plasticity materials contribute to different responses were given. 5% lime, 3.33% steelmaking slag, mixed with low-plasticity clays unconfined compressive strength increased 16 - fold and reached a value of 4600 kPa. High-plasticity clays by performing 10 - fold increase in the value of 6500 kPa with 7.5% lime, 3.33% steelmaking slag, a mixture of sea water. 15 - fold increase in the value of CBR is the largest 135%, 5% lime, 3.33% slag gave a mixture of tap water. High plasticity clay loam, as a mere 19 - fold increase of CBR value of 4, 77 and 7.5% of the value of steelmaking slag and 5% lime gave a mixture of tap water. Thus, using ground steel slag, lime and sea water, geotechnical properties of clayey soils has been improvement.