Farklı katkı malzemeleri ile stabilize edilmiş organik zeminlerin mühendislik özellikleri ve davranışı
Engineering properties and behavior of organic soils stabilized with different additives
Yazar: TUBA YABANERİ
Danışman: PROF. DR. ZÜLKÜF KAYA
Erciyes Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Organik zeminler büyük şekil değiştirmeye sahip, taşıma gücü zayıf zeminler olduğundan temel zemini olarak kullanılabilmesi için mutlaka iyileştirilmesi gereken zeminlerdir. Zemin iyileştirmesinde katkı malzemelerinin kullanımı; malzemelerin kolay temin edilmesi, arazide uygulama kolaylığı ve ekonomik bir yöntem olmasından dolayı yaygın olarak tercih edilen bir yöntemdir. 
Bu çalışma kapsamında organik zemine ilave edilen katkı malzemeleri ağırlıkça; uçucu kül ve granüle yüksek fırın cürufu için %6, %12 ve %18, çimento için %2, %4 ve %6, çinko cürufu için ise %30-40 oranlarındadır. Çinko cürufunun karışımlar üzerindeki etkisini araştırmak için, aynı tesisten elde edilen farklı bir cüruf ile hazırlanan karışımlar üzerinde de deneyler yapılmıştır. İlk deney grubunda Kömürü Alınmış Cüruf, ikinci deney grubunda ise Yeni Cüruf kullanılmıştır. Katkı malzemelerinin organik zeminin mukavemeti üzerindeki etkisini araştırmak amacıyla; karışım numuneleri üzerinde kompaksiyon deneyleri, 1 ve 28 gün kür süreli (yaş ve kuru) Kaliforniya taşıma gücü oranı deneyleri, 1 ve 28 gün kür süreli serbest basınç dayanımı deneyleri ve hidrolik iletkenlik testleri yapılmıştır.
Katkı malzemelerinin oranındaki artış organik zeminin taşıma gücünü arttırmış ve şişme oranını azaltmıştır. Ayrıca, numunelerin mukavemeti arttıkça geçirgenlik azalmıştır. Zemin numunelerinin mikroyapısal analizini incelemek ve elementel kimyasal bileşimini belirlemek amacıyla taramalı elektron mikroskobu (SEM), X Işını Floresans Spektometresi (XRF) ve Enerji Dağılımı X Işını Spektrometresi (EDX) analizleri yapılmıştır. SEM sonuçları, stabilize edilmiş organik zeminin, işlenmemiş organik zemine kıyasla fiziksel olarak daha katı ve kompakt olduğunu gösterirken, EDX sonuçları, daha düşük karbon ile daha yüksek kalsiyum oksit miktarının daha iyi dayanım sonuçları elde ettiğini göstermiştir.
Laboratuvar deney sonuçları, uçucu kül, çinko cürufu, granüle yüksek fırın cürufu ve çimento kullanımının organik zeminin mühendislik özelliklerini iyileştirdiğini göstermiştir. Çalışma, bu malzemelerin sürdürülebilirlik ve atık malzemelerin değerlendirilmesi amacıyla kullanılmasının, düşük maliyetli ve çevre dostu olması sebebiyle zemin stabilizasyonuna katkı sağladığını göstermiştir.
Anahtar Kelimeler: Zemin Stabilizasyonu, Organik zemin, Uçucu kül, Granüle yüksek fırın cürufu, Cüruf, Çimento, SEM, EDX.

Abstract:
Since organic soils have large deformations and weak bearing capacity, they must be improved in order to be used as foundation soil. Use of additives in soil improvement; It is a widely preferred method due to the easy availability of materials, ease of application in the field and an economical method.
In this study, the additive materials added to the organic soil are as follows: It is 6%, 12% and 18% for fly ash and granulated blast furnace slag, 2%, 4% and 6% for cement, and 30-40% for zinc slag. To investigate the effect of zinc slag on the mixtures, experiments were also conducted on mixtures prepared with a different slag obtained from the same facility. Decoated Slag (KA) was used in the first experimental group, and New Slag (YC) was used in the second experimental group. In order to investigate the effect of additive materials on the strength of organic soil; Compaction tests, California bearing capacity ratio (CBR) test with 1 and 28 days of curing time (wet and dry), unconfined compressive strength (UCS) test with 1 and 28 days of curing time and hydraulic conductivity test were performed on the mixture samples. 
The increase in the ratio of additive materials increased the bearing capacity of the organic soil and reduced the swelling rate. Additionally, as the strength of the samples increased, the permeability decreased. Scanning electron microscope (SEM), X-ray Fluorescence Spectometer (XRF) and Energy Dispersive While SEM results showed that the stabilized organic soil was physically more solid and compact compared to the untreated organic soil, EDX results showed that lower carbon and higher calcium oxide amounts achieved better strength results.
Laboratory test results showed that the use of fly ash, zinc slag, granulated blast furnace slag and cement improved the engineering properties of organic soil. The study showed that the use of these materials for sustainability and recycling of waste materials contributes to ground stabilization due to their low cost and environmental friendliness.
Key Words: Soil Stabilization, Organic soil, Fly ash, Granulated Blast Furnace Slag, Slag, Cement, SEM, EDX.