Zeminlerin özelliklerini uçucu kül ile iyileştirilmesi
Improvment of soil characteristics using fly ash
Yazar: MUHAMMAD BABUR NAZAROGHLU
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ KAVEH DEHGHANIAN
İstanbul Aydın Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / İnşaat Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İnşaat projelerinde zemin tespiti eksikliğinden dolayı, birçok sorunlar yaşanmaktadır. Zemin stabilizasyonun temel amacı, en azından zemin kalınlığına ve kaynağına gerekli direnci sağlamaktır. Zemin stabilizasyon yöntemleri inşaat mühendisliğinde kullanılan malzemelerin kalitesinin iyileştirilmesi için kullanılır, böylece kullanıma uygun özelliklere sahip malzemeler elde edilir. Bu çalışmanın amacı, zemin iyileştirme ve stabilizasyon yöntemlerinden biri olan uçucu külün kullanılmasıdır. Sonuçlar, uçucu külün problemli zeminlerin stabilize etmesi için kullanılan malzemelerden biri olduğunu göstermektedir. Uçucu kül aynı zamanda kumlu katmanların stabilize etmesi için de kullanılır. Tipik olarak, kumlu, çamurlu ve kil zeminler gibi her tür zemin sınıfında kullanılabilir. Kumulu zeminleri stabilize etmek için uçucu kül uygulaması zemin direncini arttırır. Uçucu küllün etkisi neticesinde iyileştirilmiş zeminlerin mekaniksel davranışının araştırtması için illit kili kullanılmıştır. Bu araştırmada kül-kil karışımın üzerinde konsolidasyon ve üç-eksenli deneyleri yapılıp ve sonuçlar killi zeminlerin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Çalışmalarda kil ve uçucu külün elek analizi, kıvam limitleri (Atterberg Limitleri), piknometre ve standart proktor deneyleri, üç-eksenli ve konsolidasyon deneyleri yapılmıştır. Bunlara ek olarak uçucu kül ile kil numunesinin eşit miktarda, karışımın ağırlıkça % 0, % 5, % 10 % 15 % 20 ve % 25'i oranında karıştırılmıştır. Değişik oranlardaki karışım numunelerinde daha önce sözü geçen deneyler yapılarak deney sonuçları verilmiştir. Konsolidasyon denyin sonucunda %15 uçucu kül- kil karışımı en düşük konsolidasyon katsayısı ve permeabilite katsayısını vermektedir. Bu orandan buyuk yüzdeler, sonucu değiştirmemektedir. Ayrıca, %5 uçucu kül ve kilin karışımı, zeminin sürtünme açısı ve mukavemetin artırılmasına neden olup ve bir pratik iyileştirme yöntemi olarak kullanılabilir. Laboratuvar deneylerine ilave olarak uçucu külün kimyasal analiz sonuçları ile deneylerde kullanılan malzemenin fiziksel özellikleri de tez kapsamında sunulmuştur. Uçucu kül malzemesi endüstriyel bir atık olduğu için illit kil- kül karışımının maliyeti düşük olup, tezin konusu olan katkı maddesinin uygulanmasında bir engel yoktur. Zayıf zeminlerin uçucu kül illit kil yaparak ekonomik anlamda sağladığı avantajların yanı sıra, uygulama çevreye duyarlı olduğu için ülkemize önemli faydalar sağlayacağı düşünülmektedir.

Anahtar Kelimeler: Zemin iyileştirme, Uçucu kül, Konsolidasyon deney, Üç eksenseli basınç deney.

Abstract:
Due to the lack of soil detection in construction projects, many problems are experienced. The main purpose of soil stabilization is to provide the necessary resistance of the soil. Soil stabilization methods are used to improve the quality of materials used in civil engineering, thus materials with properties suitable for use can be obtained. The aim of this study is to use fly ash, one of the soil improvement and stabilization methods. The results show that fly ash is one of the materials used to stabilize weak soils. Fly ash is also used to stabilize sandy layers. Typically, it can be used in all types of soils, such as sandy, muddy and clayey soils. By application of fly ash to sandy soil, soil resistance increases. In this thesis, Illite clay was used to investigate the mechanical behavior of the improved soils by using the fly ash. To investigate this issue, consolidation and triaxial shear tests were performed on the ash-clay mixture and the results were compared with the results of clayey soils. Sieve analysis of clay and fly ash, atterberg limits, pycnometer and standard proctor tests, triaxial shear and consolidation tests were performed in the studies. In addition, the fly ash and the clay sample were mixed in equal amounts of 0, 5%, 10%, 15%, 20% and 25% by weight of the mixture. Percentages greater than this rate do not change the result. Furthermore, a mixture of 5% fly ash and clay causes increase in the friction angle and strength of soil and can be used as a practical soil improvement method. In addition to laboratory experiments, chemical analysis results of fly ash and physical properties of materials used in experiments are presented in the thesis. Since fly ash material is an industrial waste, the cost of the İllit clay- fly ash material is low and there is no hindrance in the application of the additive subject in the thesis. In addition to the economic advantages of fly ash-illite clay on weak soils, it provides important benefits for our country since the application is environment- friendly.

Keywords: Soil improvement, Fly ash, Consolidation test, Triaxial compression test