Katkılı ince taneli çimento şerbetinin ve enjekte edildiği ince ve orta taneli kumların bazı mühendislik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of some engineering properties of micro fine cement grout with additives and grouted medium to fine sands
Yazar: MESUT ÖZARSLAN
Danışman: PROF. DR. MURAT MOLLAMAHMUTOĞLU
Selçuk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2012
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Reoloji = Rheology ; Silis dumanı = Silica fume ; Zemin enjeksiyonu = Soil grouting ; Çimento = Cement ; Çimento enjeksiyon yöntemi = Cement grouting method

Özet:
Zemin enjeksiyonları özellikle son yıllarda zeminlerde meydana gelen oturmaların, sıvılaşma etkilerinin azaltılmasında ve zemin taşıma kapasitesilerinin artırılmasında kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında enjeksiyon teknikleri araştırılmış ayrıca değişik gradasyonlu kum numunelere penetrasyon yetisi ve enjekte edilen numunelerin mukavemet ve geçirimlilik özellikleri temel mühendisliginde ekonomik çözümler sunması sebebiyle ağırlıklı olarak ele alınmıştır. Bu amaçla, sabit Su/Çimento oranlı katkısız, addiment, silis dumanı, sodyum bentonit ve addiment + silis dumanı katkılı ince taneli çimento (Ultrafin 12) süspansiyonlarının farklı rölatif sıkılıklardaki ve gradasyondaki kumlara enjekte edilebilirlikleri ile farklı Su/Çimento oranlarında katkısız ince taneli çimento (Ultrafin 12) süspansiyonları incelenerek numunelerin dayanım ve geçirimlilik özellikleri ve kumlara enjektesi incelenmiştir.Başarılı olan numunelerin mukavemet ve permeabilite özellikleri tespit edilmiştir. Su/Çimento oranı farklı sırayla 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0 olan karışımların reolojik özelliklerinin belirlenmesi için, sedimantasyon, vicat iğnesi ve Marsh hunisi deneyleri sonucunda enjeksiyon için en uygun Su/Çimento oranları (katkılı karışımlar için 1.0) seçilmiştir. Reolojik özelliklerin belirlenmesinden sonra değişik gradasyonda hazırlanan ince ve orta kum karışımlarına farklı rölatif sıkılıklarda ve farklı Su/Çimento oranlarında sabit basınç altında enjeksiyon deneyleri yapılmıştır. Özellikle ince kum içeren numunelere yapılan enjeksiyonlardabaşarılı sonuçlar vermiştir. Rölatif sıkılık ile Su/Çimento oranı arasında enjekte edilebilirlik arasında önemli bir ilişki kurulmuştur. Sıkılığın artması enjeksiyonu azaltmış Su/Çimento oranının artması ilede enjeksiyon oldukça artmıştır. Katkısız karışımlarda Su/Çimento oranı 1.5'de İKY %100'de dahil olmak üzere tüm numunelerde başarı sağlanmıştır. Ultrafin 12 süspansiyonuna addiment katkısı katılması, katkısız karışımlara oranla enjekte edilebilirliği artırmıştır. Su/Çimento oranı 1.0'da %30, %50 ve %70 rölatif sıkılıklarda İKY de %100 dahil olmak üzere tüm enjeksiyonlarda başarı sağlanmıştır. Ultrafin 12 süspansiyonuna silis dumanı katılması enjekte edilebilirliği etkilememiştir. S/Ç oranı 1.0 ile yapılan sodyum bentonit katkılı Ultrafin 12 karışımlarda süspansiyonun yüksek viskozitesinde dolayı numunelere enjeksiyon yapılamamıştır. Addiment+silis dumanı katkılı Ultrafin 12 süspansiyonlarında karışımdaki addiment katkısının varlığından dolayı %30, %50 ve %70 rölatif sıkılıklarda İKY %100'de dahil olmak üzere tüm enjeksiyonlarda başarı sağlanmıştır. Numuneler kür ortamında, 3, 7, 14, 28 ve 56. Günlerde deneylere tabi tutulmuştur. Sıkılık ve S/Ç oranlarındaki artış serbest basınç mukavemetlerini azaltmıştır.Ultrafin 12 süspansiyonuna addiment ve silika dumanı katkıları mukavemet değerlerini arttırmıştır. Addiment + silis dumanı katkılı karışımların mukavemet değerleri diğer katkısız ve katkılı karışımlardan yüksek çıkmıştır. Enjekte edilebilirlik ve mukavemet değerleri açısından en uygun S/Ç oranının 1,0 olduğu kanaatine varılmıştır. Aynı zamanda numunelere kür uygulanarak 1, 3, 7, 14, 28 ve 56. günlerde düşen seviyeli permeabilite deneyleri yapılmıştır. Sabit basınç altında deneyler yapılarak reolojik özelliklerin belirlenmesi amaçlanmıştır. 1 aylık süre sonunda bir su kaybı tespit edilmemiş ve deney setindeki su seviyesinde herhangi bir azalım tesbit edilememiştir. Deney sonuçları açısından tüm deney numuneleri geçirimsizdir.

Abstract:
Soil injections of settlements occurring in soils, especially in recent years, reducing the effects of liquefaction and ground transportation is used to increase capacity. Injection techniques researched this thesis also graded sand samples of different penetration ability and strength and permeability characteristics of the injected samples is mainly due to foundation engineering is considered to offer economic solutions. In this experimental study, it is aimed to investigate the grout ability of pure micro fine cement (Ultrafin 12) and added with addiment, silica fume, sodium bentonite injection, which is composed of constant water/cement (W/C) ratios, for different relative densities and the grout ability of pure micro fine cement (Ultrafine 12) injection, which is composed of different water/cement (W/C) ratios, for constant relative density. Permeability and strength properties of the grouted specimens were determined. In order to determine the rheological properties of suspensions having water/cement ratio of 0.6, 0.8, 1.0, 1.2, 1.5, 2.0, 2.5, 3.0, 3.5, 4.0 sedimentation, vicat needle and Marsh funnel tests were carried out and optimum water/cement (W/C) content is determined. After determination of the rheological properties, constant pressure injection tests were applied to the different gradation fine sand and medium sand specimens under different relative density and different water/cement (W/C) content conditions. Very good results were obtained from the injection experiments done on fine sands. It was seen that grout ability decreases with increasing relative density. As the proportion of water/cement ratio increases, grout ability also increases. Successful results were obtained from the injection experiments that is carried out for the specimens having the 1,5 water/cement ratio and composed of only fine sand. The grout ability of doped addiment Ultrafine 12 suspension increased compared to pure mixtures. In all injections were achieved in 30%, 0% and 70% relative firm less including entire IKY on water/ cement 1.0 ration. The added silica fame to Ultrafine 12 suspension did not affected grout ability. Because of high viscosity of Ultrafine 12 suspension added sodium bentonite made of W/C 1.0 ration did not injection to samples. In all injections were achieved in 30%, 0% and 70% relative firm less including entire IKY, due to addiment contribution on Ultrafine 12 suspension doped addiment+silica fume. Specimens, in which successful results were obtained, were waited under cure conditions and then, strength experiments were done in the days of 1, 3, 7, 14, 28 and 56. From these measurements, it was observed that as the relative density and S/C ratio increases, measured strength values were decreased. Also, strength pressure values were decreased as the fine sand proportion of the specimens was increasing. Increased the strength values of addiment and silica fume, the addition of Ultrafine 12 suspension. The values of strength of addiment and silica fume mixtures were higher than additives and additive. It was deducted that appropriate proportion of water/cement is 1.0 for the optimum grout ability and strength values. Specimens, in which successful results were obtained, also were tested for falling head permeability in the days of 1, 3, 7, 14, 28 and 56. a water flow and also no decreasing of water level were observed in the experiments during the first month of the measurements. As a result, all the specimens are impermeable according to the permeability experiments.