Makro lif takviyeli zeminsel betonun fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of physical and mechanical properties of macro fiber reinforced soil crete
Yazar: HÜSEYİN KALKAN
Danışman: PROF. DR. EROL ŞADOĞLU
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Killi zeminler = Clay soils ; Polipropilen lif = Polypropylene fiber ; Serbest basınç deneyi = Unconfined compression test ; Toprak zemin = Soil ; Zayıf zeminler = Poor soils ; Zemin iyileştirme = Soil improvement

Özet:
Zayıf zeminlerin hidrolik, fiziksel ve mekanik özelliklerinin çeşitli yöntemlerle iyileştirilmesine zemin stabilizasyonu denilmektedir. Zemin stabilizasyon yöntemleri arasında; mekanik, hidrolik, kimyasal ve malzeme ekleme yolu gibi yöntemler sayılabilmektedir. Bu çalışmada, makro lif takviyeli zeminsel betonun fiziksel ve mekanik özelliklerinin geoteknik laboratuvar, serbest basınç ve endirek çekme deneyi ile belirlenmesi ele alınmıştır. Bu çalışmanın amacı, farklı bağlayıcılar ve makro polipropilen liflerle killi zeminlerin fiziksel ve mekanik özelliklerinin iyileştirilmesidir. Bununla birlikte makro polipropilen liflerin serbest basınç ve endirek çekme dayanımlarına etkisi incelenirken, optimum lif oranının belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmada, bağlayıcı olarak % 3, 5, 7 oranında çimento ve % 5, 7, 9 oranında kireç kullanılmış ve karışımlara % 0, 0.4, 0.7, 1.0 oranlarında makro polipropilen lifler ilave edilmiştir. Hazırlanan numunelere 7 ve 28 gün kür süresi sonucunda deneyler yapılmıştır. Deneysel çalışmalar sonucunda, serbest basınç dayanımında 17 kat, endirek çekme dayanımında 19 kat dayanım artışı gözlemlenmiştir. Sonuç olarak çimento oranının artması hem düşük plastisiteli kil hem de yüksek plastisiteli kil zeminlerde dayanım artışına neden olmaktadır. Kireç ise düşük plastisiteli killi zeminde düşük oranlarda katıldığında dayanım artışı sağlarken yüksek plastisiteli killi zeminlerde ise yüksek oranda katılmasıyla dayanımda artışa neden olmaktadır. Ayrıca lif oranının artmasıyla dayanımın önce arttığı daha sonra ise lif oranının artmasıyla dayanımda düşme olduğu gözlenmiştir. Çalışma sonucunda makro polipropilen lifin optimum değeri % 0.7 olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Soil stabilization is defined as improving hydraulic, physical and mechanical properties of weak soils. Soil improvement methods can be categorized as mechanical, hydraulic, chemical and mixing material methods. Physical and mechanical properties of macro fiber-reinforced soilcrete with geotechnical laboratory, unconfined compression and indirect tension tests are investigated in this study. The aim of the study is to improve physical and mechanical properties of clayey soils with different binders and macro polypropylene fibers. Additionally, while examining the effect of macropolypropylene fibers on unconfined compressive and indirect tensile strengths, it was aimed to determine the optimum fiber ratio. In the study; 3, 5, 7 % cement and 5, 7, 9 % lime were used as binders and macro polypropylene fibers were added to the mixtures at the ratios of 0, 0.4, 0.7, 1.0 %. Experiments were carried out on the prepared samples after 7 and 28 days of curing. From the experimental studies, a 17-fold increase in unconfined compressive strength and a 19-fold increase in indirect tensile strength was observed. As a result, the increase in cement ratio causes an increase in strength in both low and high plasticity clay soils. On the other hand, when lime is added at low rates in low plasticity clayey soils, it provides an increase in strength, while in high plasticity clayey soils, it causes an increase in strength with its high addition. In addition, it was observed that the strength first increased with the increase of the fiber ratio, and then a decrease was observed in the strength with the increase of the fiber ratio. As a result of the study, the optimum ratio of macro polypropylene fiber was determined as 0.7 %.