Bentonit ve kaolin killerin kolemanit minerali ile stabilizasyonu
Stabilization of bentonite and caoline clays with colemanite mineral
Yazar: CANSU BOSBIYIK
Danışman: DOÇ. DR. UTKAN MUTMAN
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Zemin stabilizasyonu = Soil stabilization

Özet:
Günümüzde nüfus artışı ile birlikte barınma, ulaşım gibi temel ihtiyaçların karşılanmasında ortaya çıkan problemler giderek artmaktadır. İnşaat mühendisliğinde mevcut zeminlerin, yapı yükünü taşıyabilecek dayanımda olması beklenmektedir. Ancak kentlerin birincil sorunu haline gelen, her zaman yapı yükünü taşıyabilecek sağlam zeminler ile karışılaşılmaması mevcut zeminler üzerine yapıların inşa edilmesi gerekliliğini ortaya çıkarmaktadır. Bu nedenle kullanımı zorunlu hale gelen, düşük direnç ve yüksek deformasyon özelliği gösteren zayıf zeminlerin mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesi amaçlanmaktadır. Bu çalışma kapsamında yüksek plastisite özelliği gösteren bentonit ve düşük plastisite özelliği gösteren kaolin ile bor madeninin yaygın olarak kullanılan mineral çeşidi olan kolemanit ile hazırlanan numunelerin mühendislik parametrelerinin iyileştirilmesi amacıyla deneysel çalışmalar yapılmıştır. Öncelikle bentonit ve kaolin killerinin kıvam limitleri, kompaksiyon, taşıma gücü parametrelerini belirlemek amacıyla serbest basınç deneyi gerçekleştirilmiştir. Bor mineralleri arasında ticari öneme sahip kolemanit katkı maddesi olarak, bentonit ve kaolin killerin ağırlıklarınca %2, %4, %6, %8 ve %10 oranlarda ilave edilmesiyle deneysel çalışmalara devam edilmiştir. Daha sonra bentonit ve kaolin kileri ile belirlenen oranlarda ağırlığınca kolemanit eklenerek optimum su muhtevasında hazırlanan numuneler dayanım testine tabi tutulmuştur. Ayrıca kür süresinin mukavemet değerlerine etkisini görebilmek amacıyla hazırlanan numunelere, 28 günlük kür süresi sonrası dayanım testi uygulanmıştır. Stabilizasyonda en etkin oranın seçilmesiyle %8 kolemanit katkılı bentonit için anlık, 1, 7 ve 28 günlük kür süresine tabi tutularak serbest basınç deneyi ile numunenin dayanım değerleri kıyaslanmıştır. Elde edilen veriler analiz edilerek kolemanitin yüksek plastisiteli kil grubunu temsilen bentonit üzerinde dayanım parametrelerini arttırdığı saptanmıştır. Ancak kolemanitin dayanıma olan etkisi düşük plastisite kil özelliği gösteren kaolin için oldukça az düzeyde olduğu görülmüştür.
           
Anahtar Kelimeler: Bentonit, Kaolin, Kolemanit, Serbest Basınç Deneyi, Zemin Stabilizasyonu

Abstract:
Today, with the increase in population, the problems arising in supplying basic needs such as shelter and transportation are gradually increasing. In civil engineering, the existing soils are expected to be strong enough to bear the structural load. For this reason, it is aimed to improve the engineering properties of weak soils which have to be used and have low resistance and high deformation. Within the scope of this study, experimental studies were carried out to improve the engineering parameters of samples prepared with bentonite which shows high plasticity and kaolin which has low plasticity, and colemanite which is the common mineral type of boron mine. Experimental studies have been continued with the addition of 2%, 4%, 6%, 8% and 10% by weight of bentonite and kaolin clays as colemanite additives having commercial importance among boron minerals. Strenght test was applied after 28 days curing period on the samples prepared to see the effect of curing time on strenght values. By selecting the most effective rate in stabilization, the bentonite added with 8% colemanite was subjected to an instant, 1, 7 and 28-day curing period and the strenght values of the sample were compared with the nonconfined compressive test. By analizing obtained data it is determined that colemanite representing high plasticity clay group increases the strenght parameters on the bentonite. However, the effect of colemanite on strength was found to be very low for kaolin which has a low plasticity clay feature.
 
Keywords: Bentonite, Kaolin, Colemanite, Free Pressure Test, Ground Stabilization