Jet grout kolonlarının oluşumu ve davranışı üzerinde çok ince taneli çimento ve mikro silika kullanımının araştırılması
The investigation of the use of very fine cement and micro silica on the formati̇on and behavior of jet grout columns
Yazar: ASKAR KANAT
Danışman: DOÇ. DR. MURAT OLGUN
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2018
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Jet grout enjeksiyonu zemin iyileştirme çalışmalarında kullanılan  yöntemlerden biridir. Kolon çapı, kolon boyu, enjeksiyon (grout) basıncı, çekme hızı, dönme hızı, Jet grout tekniği, nozzle delik çapı ve adedi, su/çimento oranı, çimento özellikleri ve dozajı, zemin özellikleri ve tabaka sayısı, çimento tane çapı genel olarak jet grout kolonların performansını etkileyen başlıca faktörlerdendir. Bu tez çalışmasında labaratuvarda farklı çimento enjeksiyon çeşitleri, farklı Su/Çimento (W/C) oranları ve farklı enjeksiyon basınçlarını  kullanarak  yapılan model deneylerle Jet grout kolonlarının performansını etkileyen faktörlerden çimento tane çapı, silis dumanı katkısı ve su/çimento oranı araştırılmıştır. Bu deneysel çalışmada  ince taneli (DMFC- 800) çimento, normal portland çimento ve normal portland çimentoya %10 oranında mikro silika (silis dumanı) eklenerek değişik su/çimento oranlarında  hazırlanan enjeksiyonlar ile değişik enjeksiyon basınçları (25 Bar ve 40 Bar) altında jet grout kolonları oluşturulmuştur. Ayrıca malzemenin reolojik özelliklerinin belirlenmesi için Marsh hunisi, vicat iğnesi deneyi ve sedimantasyon deneyleri yapılmıştır. 28 gün sonunda oluşturulan kolonlardan karot numuneler alınmıştır. Alınan karot numuneler üzerinde serbest basınç deneyi ve permeabilite deneyleri yapılarak sonuçlar karşılatırılmıştır. Deneysel sonuçlara göre farklı çimento enjeksiyonlarının Jet grout kolonların performansına uygun parametrelerin seçilmesiyle başarılı olabileceği öngörülmüştür. Dayanım açısından en yüksek değer DMFC-800 ince taneli çimento kullanılmasıyla elde edilmişitir. W/C oranının sonuçları önemli derecede etkilediği belirlenmiştir. Aynı W/C oranları için kıyaslamalar yapıldığında; W/C=1.0 oranı en yüksek dayanım DMFC-800 ince taneli çimento enjeksiyon sıvısı kullanıldığı zaman elde edilmiştir (1=24.6MPa). Ancak W/C oranlarının 1.25 ve 1.50 değerleri için en yüksek dayanımlar NPC+%10 SD katkılı enjeksiyon sıvıları kullanıldığı zaman elde edilmiştir. 
DMFC-800 ince taneli çimento enjeksiyonu ile hazırlanan kolonlarda en düşük geçirimlilik W/C=1.25 oranı için elde edilmektedir. Bu durumda elde edilen permeabilite değeri aynı zamanda tüm deneysel çalışma kapsamında elde edilen en küçük permeabilite katsayısı (k=0.1124×10-8m/sn) olmuştur. 
NPC enjeksiyonu ile hazırlanan kolonlarda en düşük geçirimlilik W/C=1.0 oranı için elde edilmiştir (k=0.2279×10-8m/sn). Bu değer DMFC-800 için elde edilen permeabilite katsayısının yaklaşık 2 katıdır

Abstract:
Jet grout injection is one of the methods used in ground improvement studies. Column diameter, column length, number of columns, grout pressure, pull speed, rotation speed, Jet grout technique, nozzle diameter and number of nozzles, water/cement ratio, cement features and dosage, foundation features and number of layers, cement particle diameter are main factors that affect performance of jet grout columns. In this thesis study, cement grain diameter, silica fume and water / cement ratio were investigated from the factors affecting the performance of the jet grout columns by model experiments using laboratory varieties of cement injections, watery cement ratios and variable injection pressures. In this experimental study, micro-fine (DMFC-800) cement, normal portland cement and normal portland cement +10% silica fume were injected at different water / cement ratios and jet grout columns were made under different pressure (25 and 40 bar) with different injections. In addition, marsh funnel, vital needle test and sedimentation experiments were carried out to determine the rheological properties of the materials. After 28 days, the core samples were collected from the columns and subjected to unconfined pressure test and permeability tests and the results were compared. Experimental results suggest that different cement injections can be successful by selecting appropriate parameters for the performance of Jet grout columns. The highest value for strength is obtained by using DMFC-800 fine-grained cement. When comparisons are made for the same W/C rates, W/C = 1.0 ratio was obtained when the highest strength for DMFC-800 fine-grained cement injection fluid was used (1=24.6MPa). However, for W/C ratios of 1.25 and 1.50, the highest strengths were obtained when NPC + 10% SD injected liquids were used.
The lowest permeability is obtained for W/C = 1.25 ratio in columns prepared with DMFC-800 fine-grained cement injection. The permeability value obtained in this case was also the smallest permeability coefficient (k=0.1124 × 10-8 m / sec) obtained within the entire experimental study. 
The lowest permeability in the columns prepared with NPC injection was obtained for the W / C = 1.0 ratio (k = 0.2279 × 10-8 m / s). This value is approximately 2 times the permeability coefficient obtained for DMFC-800.