Yüksek plastisiteli kil zeminlerin bazı mühendislik özellikleri üzerinde sentetik lif ve biyopolimer katkılarının ortak etkilerinin araştırılması
Investigation of the combined effect of biopolymer and synthetic fiber additives on some engineering properties of a high plasticity clay
Yazar: BÜŞRA GÜVEN
Danışman: DOÇ. DR. ZEYNEP NEŞE KURT ALBAYRAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Biyopolimerler = Biopolymers ; Kil = Clay ; Lifler = Fibers ; Mukavemet =

Özet:
Amaç: Bu çalışmada, lif ve biyopolimerin, yüksek plastisiteli bir kilin mukavemetine olan ortak etkisinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla, yüksek plastisiteli bir kil içerisine  farklı yüzdelerde sentetik lif (polyester iplik) ile biyopolimer (keçiboynuzu gam) ilave edilmiştir. Elde edilen lif ve biyopolimer katkılı kil numunelerinin kıvam limitleri ve serbest basınç mukavemetleri (1-28gün) belirlenmiştir.
Yöntem: Çalışmada, keçiboynuzu gam, sentetik lif  ile birlikte kullanılarak yüksek plastisiteli kil zeminin bazı mühendislik özelliklerinin değişimi incelenmiştir. Bu kapsamda, yüksek plastisiteli kile farklı yüzdelerde keçiboynuzu gam (%0,5, %1 ve %1,5) ve 5 mm uzunluğunda sentetik lif  (%0,15, %0,30 ve %0,60) ilave edilerek hazırlanan karışımımların düşen koni deneyi ile kıvam limitleri belirlenmiştir. Ayrıca bu karışımlardan Harvard minyatür kompaksiyon deney aleti ile hazırlanan numuneler 1-28 gün küre tabi tutulmuş ve serbest basınç mukavemetleri belirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçları doğal kilin deney sonuçları ile karşılaştırılmıştır.
Bulgular: Deney sonuçları, keçiboynuzu gam ve lif katkılı killerin serbest basınç mukavemeti değerlerinin, aynı koşullardaki doğal kilin, farklı yüzdelerde keçiboynuzu gam katkılı killerin ve farklı yüzdelerde lif katkılı killerin serbest basınç mukavemeti değerlerinden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Keçiboynuzu gam ve lif yüzdesinde meydana gelen artış, serbest basınç mukavemeti değerlerini artırmıştır. En yüksek serbest basınç mukavemeti değerleri 28 gün küre tabi tutulan numunelerde elde edilmiştir. Keçiboynuzu gam katkılı killerin keçiboynuzu gam yüzdesindeki artışla likit limit değerlerinde genellikle artış meydana geldiği, sadece lif ve lif-keçiboynuzu gam katkılı killerin likit limitlerinde belirgin bir değişim meydana gelmediği belirlenmiştir. 
Sonuç: Keçiboynuzu gam ve lif katkılı killerin serbest basınç mukavemeti değerlerinin doğal kilin, farklı yüzdelerde keçiboynuzu gam katkılı killerin ve farklı yüzdelerde lif katkılı killerin serbest basınç mukavemeti değerlerinden daha yüksek olduğu görülmüştür. Kür süresi, lif yüzdesi ve keçiboynuzu gam yüzdesi artıkça serbest basınç mukavemeti değerleri de artmıştır. Keçiboynuzu gam oranındaki artışla, likit limitlerde genellikle artış meydana geldiği görülmektedir. Keçiboynuzu gam katkılı numuneler non-plastik özellik göstermiş olup plastik limit deneyleri gerçekleştirilememiştir. Lif oranındaki artışla katkısız ve keçiboynuzu gam katkılı killerin likit limitleri incelendiğinde, Lif oranındaki artışla, likit limitlerin çok fazla değişmediği söylenebilir. Yüksek plastisiteli kil (CH) olan doğal kilin, lif katkısıyla yine CH sınıfında olduğu, zemin sınıfında bir değişiklik olmadığı görülmektedir.

Abstract:
Purpose: This study aims to investigate the combined effect of fiber and biopolymer on the strength of a high plasticity clay. For this purpose, different percentages of synthetic fiber (polyester yarn) and biopolymer (locust bean gum) were added to a high plasticity clay. The consistency limits and unconfined compressive strengths (1-28 days) of the obtained fiber and biopolymer added clay samples were determined. 
Method: In the study, the change of some engineering properties of high plasticity clay soil was investigated by using locust bean gum and synthetic fiber. In this context, the consistency limits of the mixtures prepared by adding different percentages of locust bean gum (0,5%, 1% and 1,5%) and 5 mm long synthetic fiber (0,15%, 0,30% and 0,60%) to high plasticity clay were determined by the fall-cone test. In addition, the samples prepared from these mixtures with the Harvard miniature compactor were subjected to curing for 1-28 days and unconfined compressive strengths of samples were determined. The obtained test results were compared with the test results of natural clay.
Findings: The experimental results showed that the unconfined compressive strength values of the clays with locust bean gum and fiber additives were higher than the unconfined compressive strength values of the natural clay under the same conditions, clays with different percentages of locust bean gum additives and clays with different percentages of fiber additives. The increase in the percentage of locust bean gum and fiber increased the unconfined compressive strength values. The highest unconfined compressive strength values were obtained in samples subjected to 28 days of curing. It was determined that the liquid limit values of clays with locust bean gum additives generally increased with the increase in the locust bean gum percentage, and there was no significant change in the liquid limits of only fiber and fiber-locust bean gum additive clays.
Conclusion: It was observed that the unconfined compressive strength values of clays with locust bean gum and fiber additives were higher than the unconfined compressive strength values of natural clay, clays with different percentages of locust bean gum additives and clays with different percentages of fiber additives. As the curing period, fiber percentage and locust bean gum percentage increased, the unconfined compressive strength values also increased. It is seen that with the increase in locust bean gum ratio, there is generally an increase in liquid limits. Locust bean gum additive samples showed non-plastic properties and plastic limit tests could not be performed. When the liquid limits of clays without additive and with locust bean gum additives are examined with the increase in fiber ratio, it can be said that the liquid limits  do not change significantly with the increase in fiber ratio. It is seen that with fiber additive there is no change in the soil classification of high plasticity clay (CH).