Kireç ve uçucu kül ile stabilize edilmiş killerin yol üstyapı malzemesi olarak kullanılması
Utilizatıon of lime and fly ash stabilized clays as pavement materials
Yazar: NASHAT A.KAMAL
Danışman: DOÇ. DR. İLKNUR BOZBEY
İstanbul Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Kimyasal stabilizasyon killi zeminler için en çok kullanılan iyileştirme yöntemlerinden birisidir, kullanılan yerlerden birisi de karayolu üstyapısıdır. Kile uygun oranlarda ilave edilen kireç, çimente, uçucu kül vb.. gibi malzemeler ile uzun ve kısa dönemde mukavemet artışı sağlanmakta ve yüksek karayolu performansları elde edilmektedir.Bu tez kapsamında İstanbul Beylikdüzü'den alınan yüksek plastisiteli bir killi zeminin ufalama seviyesine bağlı olarak sönmüş kireç ve uçucu kül ile stabilizasyonundan ve donma çözülme döngülerinden hangi ölçüde etkilendiği serbest basınç mukavemeti ve modül parametreleri üzerinden incelenmiştir. İki farklı ufalama seviyesinde hazırlanan yüksek plastisiteli zemin, kireç ve Çayırhan Termik Santrali'nden alınan F tipi uçucu kül ile stabilize edilmiştir. Kullanılan katkı miktarları %3 sönmüş kireç, %20 uçucu kül, %20 uçucu kül ve %3 sönmüş kireç ile %40 uçucu kül ve %3 sönmüş kireçtir. Numuneler 28 gün kür süresi sonunda dört ve sekiz çevrimlik donma çözülme çevrimlerine tabi tutulmuştur. İlave kür süresinin etkisini araştırmak için kontrol numunele bu süre zarfında desikatörde tutulmuştur. Tüm numuneler üzerinde serbest basınç deneyleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar serbest basınç dayanımı ve modüller üzerinden değerlendirilmiştir.Deney sonuçları %20 uçucu kül ve %3 kireç ve %40 uçucu kül ve %3 kireç ilavesi ile çok etkin iyileştirme sağlandığını göstermektedir. Sadece uçucu kül ve sadece kireç kullanıldığı taktirde bu seviyede iyileştirme sağlanmamaktadır. Genel olarak ince ufalama sağlanması, iri ufalamaya nazaran çok daha etkili iyileştirme seviyeleri sağlamıştır. Farklı ufalama seviyelerine sahip numunelerin serbest basınç mukavemeti değerleri benzerse bile modül değerleri çok farklı olmaktadır. İri ufalamada kimyasal reaksiyonlar için daha uzun kür sürelerine ihtiyaç duyulmaktadır ve donma çözülme sırasında da reaksiyonlar devam edebilmektedir. Donma çözülme döngülerinin iyileştirmenin performansını azaltabileceği görülmektedir. Serbest basınç dayanımı ve modül değerleri donma çözülmeden önemli seviyede etkilenmektedir. Bu etkinin seviyesi katkı tipine ve ufalama seviyesine bağlı olarak değişmektedir. İnce ufalama ile hazırlanan numunelerin son derece homojen olduğu, iri ufalamada ise topakların etrafının kireç ile sarıldığı ve numunede zayıf bölgeler ve süreksizlikler oluşturduğu fotoğraflar ile gösterilmiştir. Son olarak Karayolları Genel Müdürlüğü tarafından kireç stabilizasyonu için hazırlanan şartname elde edilen sonuçlar esas alınarak değerlendirilmiştir.

Abstract:
Chemical stabilization of the clayey soils is one of the most commonly used stabilization methods in pavements. Use of lime and fly ash in stabilization improves the performance of pavements.In this thesis, a high plasticity clay from Istanbul Beylikdüzü was stabilized with with lime and F type fly ash obtained from Cayirhan Thermal Plant. Effects of soil pulverization and freeze and thaw cycles were investigated via unconfined compression strength and modulus parameters. 3% lime, 20% fly ash, 20% fly ash and 3% lime and 40% fly ash and 3% lime were used as stabilizers. The samples were cured for 28 days and then were subjected to four and eight freeze-thaw cycles, while some of the samples were kept in a desiccator in the meantime for additonal curing.Unconfined compression tests were carried out on all samples.20% fly ash and 3% lime and 40% fly ash and 3% lime addition provided the most efficient improvement. 3% lime and 20% fly ash stabilization were not efficient enough. In general, fine pulverization resulted in more effective improvement than coarse pulverizaiton. Samples with different levels of pulverization ended up with different strength strength of unconfined compression modulus values, even if similar, are very different. The most important effect of pulveriziiton is on modulus values. Freeze-thaw cycles decreased the performance of the stabilization based on the stabilizer content and pulverization level. The samples preapred with fine pulverization resulted in homogeneous fabric, whereas coarse pulverization resulted in a fabric with discontinuities. The lime specification preapred by General Directorate of Highways was evaluated on the basis of the results obtained in the thesis.