Sülfatlı su içerikli kum zeminlerde portland çimentosu ve sülfata dayanıklı çimento kullanılarak oluşturulan jet-grout kolonlarının taşıma gücüne sülfatın etkisi
The effect of sulfate on the bearing capacity of jet-grout columns constructed by using portland cement and sulfate resisting cement through the sand soils containing sulfated waters
Yazar: TUBA ÖZGE DEMİRAL
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA YILDIZ
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Zemin iyileştirme yöntemlerinden biri olan jet-grout yöntemi, zeminin taşıma kapasitesini artırmak, yeni ve mevcut temellerin oturmalarını azaltmak, açık kazı ve yer altı kazılarını desteklemek ve kum zeminlerin sıvılaşma potansiyelini azaltmak, vb. gibi mühendislik problemlerinin çözümünde bütün dünyada etkin olarak kullanılan bir yöntemdir. Bu yöntem ile yüksek basınçlı çimento-su karışımı enjeksiyon malzemesi mevcut zemini parçalar ve zemin taneleri ile enjeksiyon malzemesi karışımından oluşan zemin içerikli beton kolonlar oluşturulur. 
Sülfatlı ortamlarda oluşturulan jet-grout kolonları, sülfat içerikli zemin ve sülfatlı yeraltı suyu ile enjeksiyon malzemesinin karıştırılması ile oluşturulmakta ve uzun dönem performansları bilinmemektedir. Jet-grout kolonları birer zemin içerikli beton (soilcrete) kolonlar olduklarından dolayı bu kolonların işlevlerini servis ömürleri boyunca bozulmadan yerine getirmeleri gerekmektedir. Aynı zamanda jet-grout kolonları zemin içerikli beton kolon olma özelliklerinden dolayı beton dayanımını etkileyen faktörlerden etkilenmektedir. Beton içerikli bu kolonların uzun süreli dayanıklılığını etkileyen en önemli faktörlerden biri sülfattır. Sülfat etkisi, ortamdaki sülfat ile hidrate Portland Çimentosu harcındaki mineraller arasındaki fiziksel-kimyasal etkileşimin bir sonucu olarak betonun bozulması olarak tanımlanabilir. Sülfat, betonun zamanla bozularak dayanım kaybına uğramasına neden olmaktadır. Ancak saha koşullarında bu kolonların bozulma miktarlarını ve dayanım kayıplarını belirlemek oldukça zordur.
Literatürde yer alan birçok makale ve tez çalışmasında prizini tamamlamış normal koşullarda kür edilen beton elemanların daha sonra sülfatlı ortama maruz kalmaları durumunda meydana gelen fiziksel ve kimyasal olaylar incelenmiş ve dayanım kayıpları araştırılmıştır. Zeminde oluşturulan jet-grout (soilcrete) kolonlar, eğer ortamda sülfat veya sülfatlı su varsa oluşturulmaları aşamasında ve kür koşulları da dâhil olmak üzere servis ömürleri boyunca sülfata maruz kalacaktır. Bu durumda sülfatın jet-grout (soilcrete) kolonlarında ne tür bir değişikliğe neden olacağı bilinmemektedir. 
Bu tez kapsamında, laboratuvarda belirli bir rölatif sıkılıkta hazırlanmış kum zemine içinde normal musluk suyu ve Konya II. Organize Sanayi Bölgesi'nden getirilen sülfat içerikli yeraltı suyu ve 2 farklı tip Portland çimentosu kullanılarak jet-grout kolon numuneleri oluşturulmuştur. Her bir numune için kür süresinin sonunda (1 ay, 3 ay ve 6 ay) jet-grout kolonlar kalıplardan çıkarılmıştır ve kolonlardan alınan numuneler üzerinde serbest basınç dayanımı testi, SEM ve XRD analizleri yapılmıştır. Zamana bağlı olarak sülfatın, oluşturulan bu kolonların taşıma gücü üzerindeki etkisi deneysel olarak belirlenmiştir.

Abstract:
Jet-grouting, one of the ground treatment methods, is widely used all over the world. This method is used to solve lots of engineering problems such as increasing the bearing capacity of soils, reducing settlements of new and existing foundations, supporting open-cut and underground excavation and reducing the liquefaction potential of sandy soils, etc. With this method, high pressure cement grout breaks up the injected soil structure, and then soilcrete columns are formed as a result of soil grains and injected cement grout mixture.Jet-grout columns formed in sulphated environment are installed by mixing sulphated soil and sulphated ground water with cement grout, and their long-term performances are not known.
Since the jet-grouting columns are soilcrete columns, they should be capable of preserving  their functions without any problem throughout their service lives. At the same time, soilcrete columns are also affected from the factors influencing the compressive strength and durability of concrete. One of the most important factors affecting the long-term durability of the concrete content of this column is sulphate. Sulphate attack can be defined as the deterioration of concrete as a result of physical-chemical interaction between the hydrated Portland cement mortar with the sulphate minerals in the environment. Sulfate induces the deterioration of concrete and the loss of compressive strength of concrete in time. However, the process for the determination of concrete deterioration amount and the loss in compressive strength is so difficult at the site.
Many thesis and articles can be seen in the literature in which concrete mortars were cured under normal conditions, and then the physical and chemical deteriorations and strength losses of these mortars were investigated after they were subjected to sulphated environment. If jet-grout columns are installed into sulphated environment such as sulphated soil and sulphated ground water, these columns will be subjected to sulphate during the curing time and also throughout the service life. In this case, as a result of sulphate attack, what kind of change occurs in the jet-grout columns is unknown.
Within the scope of this thesis, jet grout columns were installed in sandy soils have certain relative density and involving tap water and sulphated ground waters taken from Konya 2nd Organized Zone which were prepared in the laboratory. Jet-grout columns were prepared by using tap water and sulphated water and two kinds of Portland cement. For each column, at the end of each curing period (1 month, 3 months and 6 months), the jet-grout columns were removed from the molds, and the samples were taken from these columns for unconfined compressive strength test (UCS), SEM and XRD analyses. The effect of sulfate on the bearing capacity loss of jet-grout columns was determined experimentally depending on time.