Lif ile güçlendirilmiş biyopolimer katkılı yüksek plastisiteli bir kilin donma-çözülme özelliklerinin araştırılması
Investigation of freezing-thawing properties of a fiber-reinforced biopolymer added high plasticity clay
Yazar: ŞİFA GÜNEK
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP NEŞE KURT ALBAYRAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, lif ve biyopolimerin, yüksek plastisiteli bir kilin donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemetine olan ortak etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, yüksek plastisiteli bir kil, farklı yüzdelerde sentetik bir lif (polyester iplik) ile güçlendirilmiş ve farklı yüzdelerde biyopolimer (keçiboynuzu gam) ile modifiye edilmiştir. Elde edilen lif ve biyopolimer katkılı killer farklı kür süreleri sonunda 10 donma-çözülme çevrimine tabi tutulmuş ve donma-çözülme sonrası numunelerin serbest basınç mukavemetleri belirlenmiştir.
Yöntem: Çalışmada, keçiboynuzu gam ve polyester iplik ile bir arada kullanılarak yüksek plastisiteli kil stabilize edilmiştir. Bu kapsamda, yüksek plastisiteli bir kile farklı yüzdelerde keçiboynuzu gam (%0,5, %1 ve %1,5) ve 5 mm uzunluğunda polyester iplik (%0,15, %0,30 ve %0,60) ilave edilerek katkılı killer elde edilmiştir. Elde edilen katkılı killer 1, 7, 28 ve 56 gün küre tabi tutulmuştur. Kür süresi sonunda, 10 donma-çözülme çevrimine tabi tutulan katkılı killerin donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemetleri belirlenerek, doğal kilin donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerleri ile karşılaştırılmıştır. 
Bulgular: Deney sonuçları, 10 donma-çözülme çevrimine maruz kalmış keçiboynuzu gam ve polyester iplik katkılı killerin donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerlerinin, aynı koşullardaki doğal kilin, farklı yüzdelerde keçiboynuzu gam katkılı killerin ve farklı yüzdelerde polyester iplik katkılı killerin donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerlerinden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Keçiboynuzu gam ve polyester iplik yüzdesinde meydana gelen artış, donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerlerini artırmıştır. En yüksek donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerleri 56 gün küre tabi tutulan numunelerde elde edilmiştir. 
Sonuç: Keçiboynuzu gam ve polyester iplik katkılı killerin donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerlerinin doğal kilin, farklı yüzdelerde keçiboynuzu gam katkılı killerin ve farklı yüzdelerde polyester iplik katkılı killerin donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerlerinden daha yüksek olduğu görülmüştür. Lif yüzdesi, keçiboynuzu gam yüzdesi ve kür süresi artıkça donma-çözülme sonrası serbest basınç mukavemeti değerleri de artmıştır. Deney sonuçları, bir biyopolimer olan keçiboynuzu gam ile sentetik bir lif olan polyester ipliğin bir arada kullanılmasının özellikle soğuk iklimlere maruz bölgelerde yer alan yüksek plastisiteli killerin donma-çözülme çevrimlerinden daha az etkileneceğini ortaya koymuştur.

Abstract:
Purpose: In this study, it was aimed to investigate the combined effect of fiber and biopolymer on the post-freezing-thawing unconfined compressive strength of a high plasticity clay. For this purpose, a high plasticity clay was reinforced with different percentages of a synthetic fiber (polyester fiber) and modified with different percentages of biopolymer (locust bean gum). The fiber and biopolymer added clays were subjected to 10 freezing-thawing cycles at the end of different curing periods and the unconfined compressive strengths of the samples were determined after freezing-thawing.
Method: In this study, high plasticity clay was stabilized with combining of locust bean gum and polyester fiber. In this context, different percentages of locust bean gum (0,5%, 1% and 1,5%) and 5 mm long polyester fiber (0,15%, 0,30% and 0,60%) were added to a high plasticity clay.  The obtained fiber and biopolymer added clays were cured for 1, 7, 28 and 56 days. At the end of the curing periods, the post-freezing-thawing unconfined compressive strength of the fiber and biopolymer added clays, which were subjected to 10 freezing-thawing cycles, were determined and compared with the post-freezing-thawing unconfined compressive strength values of natural clay.
Findings: According to test results showed that the unconfined compression strength values after freezing-thawing of locust bean gum and polyester fiber added clays exposed to 10 freezing-thawing cycles, the unconfined compression strength values after freezing-thawing of natural clay under the same conditions are higher than clays with different percentages of locust bean gum and clays with different percentages of polyester fiber. The increase in the percentage of locust bean gum and polyester fiber increased the unconfined compressive strength values after freezing-thawing. The highest unconfined compressive strength values after freezing-thawing were obtained in samples subjected to 56 days of curing.
Results: It has been observed that the post-freezing-thawing unconfined compressive strength values of locust bean gum and polyester fiber-added clays are higher than the post-freezing-thawing unconfined compressive strength values of natural clay, clays with different percentages of locust bean gum and polyester fiber-added clays. As the fiber percentage, locust bean gum percentage and curing time increased, the unconfined compressive strength values after freezing-thawing also increased. Experimental results revealed that the combine effects of carob gum, a biopolymer, and polyester fiber, a synthetic fiber, will be less affected by the freezing-thawing cycles of high plasticity clays, especially in regions exposed to cold climates.