Biyopolimer katkıları ile zeminlerin mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesi
Improvement of engineering properties of soils with biopolymer additives
Yazar: ANIL AYHAN
Danışman: YRD. DOÇ. DR. YELİZ YÜKSELEN AKSOY
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Geoteknik mühendisliğinde biyopolimerlerin kullanımı ile ilgili araştırmalar son yıllarda artış göstermiştir. Endüstri ve tıp alanında yaygın olarak kullanılan biyopolimerlerin geoteknik alanında kullanımı ise çok azdır. Endüstride yaygın bir şekilde kullanılmaları, doğada bol miktarda bulunmaları ve ekonomik olmaları nedeniyle zantangam ve kitosan biyopolimerleri deneylerde kullanılmak üzere seçilmiştir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlarla biyopolimerlerin zeminlerin mühendislik davranışları üzerindeki etkileri belirlenecek ve bu sonuçlar zemin iyileştirme yöntemlerinde biyopolimerlerin kullanımı konusunda yön gösterici olacaktır.Bu çalışma kapsamında belirli konsantrasyonlardaki biyopolimerlerle hazırlanan killi zemin numunelerinin kıvam limitleri, şişme indisleri, konsolidasyon parametreleri ve permeabiliteleri belirlenmiştir. Genel olarak sonuçlara bakıldığında, kullanılan biyopolimerler kaolin ve bentonit numunelerinin likit limit değerlerini arttırmıştır. Bentonit numunesinin likit limit değeri kaoline göre daha yüksek olduğu için biyopolimerlerin etkisi daha belirgin şekilde bentonit üzerinde görülmektedir. Zantangam ve kitosan biyopolimerleri varlığında bentonit numunesinin plastik limit değerindeki artış, kaolin numunesine göre belirgin bir şekilde olmuştur. Biyopolimer katkıları kaolinin rötre limit değerinde artışa neden olurken, bentonit numunesinde azalmaya neden olmuştur. Zantangam biyopolimeri varlığında kaolinin modifiye serbest şişme indisi azalırken, bentonitte ise artış görülmüştür. Kitosan varlığında ise kaolin ve bentonit numunelerinin modifiye serbest şişme indisinde azalma gözlemlenmiştir. Dolayısıyla bu biyopolimer katkılarının şişme potansiyeline sahip killi zeminlerin şişme potansiyellerinin düşürülmesinde kullanılabileceği sonucuna varılabilir. Kaolin ve bentonit numuneleri için zantangam konsantrasyonu arttıkça konsolidasyon katsayılarının aynı yük kademesinde azaldığı görülmüştür.

Abstract:
In the literature, there are a lot studies about the usage of biopolymers in geotechnical engineering in recent years. Usage of biopolymers, which are used extently in of industry and medicine fields is rare in the geotechnical engineering field. The xanthan gum and chitosan biopolymers, which are economical polymers, have been extensively used in industry and available in the nature was selected for this study. The results of this study, if what kind of effects belonging to biopolymers on engineering behaviours are known, will be guideway on ground improvement methods.In this study, the consistency limits, swell indexes, consolidation parameters and permeability of the samples which were prepared different concentrations of biopolymers were investigated. In general results show that, the liquid limit values of kaolin and bentonit samples increased with biopolymer additives. The effects of biopolymers were distinctly seen on bentonite, because its higher liquid limit value than kaolin. In the presence of xanthan gum and chitosan biopolymers, increase in plastic limit values of bentonite sample distinctly higher than the kaolin sample. Biopolymer additives increased the shrinkage limit values of kaolin, however they decreased the that of bentonite sample. In the presence of of xanthan gum biopolymer, only the modified free swelling index of kaolin decreased. However, the modified free swell indexes of the kaolin and bentonite samples decreased in the presence of chitosan. According to these results, it was concluded that chitosan can be used for decreasing of swelling potentials of soils which have high swelling potential. The consolidation coefficients decreased when xanthan gum concentration increases under the same load