Derviş Volkan OKUR, Hasan SAVAŞ, Murat TÜRKÖZ, Hakan BİLİCİ

Kil Zeminin Dayanımı Üzerinde Uçucu Kül ve Yüksek Fırın Cürufu Katkılarının Etkisi ve Karşılaştırmalı Analizi

Bu çalışmada, Eskişehir ilinde kiremit yapımında kullanılan kil zemin numunesinin dayanımı üzerinde atıkmalzeme olarak da tanımlanan farklı katkı malzemelerinin etkileri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. İyileştirmekiçin kullanılan katkı malzemelerinin atık olması hem çevre açısından hem mühendislik açısından hem de ekonomikaçıdan katkı sağlayacaktır. Bu sebeple kömür kullanılan termik santrallerde atık malzeme olan yüksek fırın cürufu(YFC) ve uçucu kül (UK) ile zemin farklı oranlarda karıştırılmıştır. Katkılı serilerde puzolanik reaksiyonusağlamak amacıyla %3 oranında kireç sabit tutularak, ilk aşamada %3, %6, %9, %12, %15 oranlarında UK veikinci aşamada da %3, %6, %9, %12 oranlarında YFC katkı serilerinde hazırlanan örnekler üzerinde kürsüz (erkendönem), 7 gün ve 28 gün küre bırakılan örnekler üzerinde serbest basınç dayanımı deneyleri yapılmıştır. Bukapsamda, katkılı çalışmalarda zemin numunesi azaltılarak, azaltıldığı oranda kireç, UK ve YFC katılmış veböylece toplam karışımın kuru kütlesi sabit tutulmuştur. En yüksek dayanımın %3 kireç + %12 UK ve %3 kireç +%9 YFC katkısında meydana geldiği tespit edilmiştir. Karşılaştırma yapıldığında, en yüksek dayanımların eldeedildiği serilerde kür uygulanmadan yapılan deney sonuçlarında dayanımlarının neredeyse eşit olduğu, kürsüresine bağlı olarak ise UK katkısının YFC katkılı serilere oranla serbest basınç dayanımı üzerinde çok dahaönemli seviyede dayanım artışına neden olduğu belirlenmiştir.

Comparative Analysis of the Effects of Fly Ash and Blast Furnace Slag Admixtures on the Strength of Clay Soil

In this study, the effects of different additive materials, also known as waste materials, on the strength of clay soil sample used in tile making in Eskişehir province were investigated comparatively. The waste of the additives used for improvement will contribute to the environment both engineering and economically. For this reason, the soil was mixed with blast furnace slag (BFS) and fly ash (FA) in different proportions. In order to provide pozzolanic reaction in the blended series, 3% lime is kept constant and in the first stage 3%, 6%, 9%, 12%, 15% FA and in the second stage, on 3%, 6%, 9%, 12% of the samples prepared in the BFS additive series without cure (early period), 7 days and 28 days were left unconfined compressive strength. In this context, the soil sample was reduced by adding lime, FA and BFS to the extent that it was reduced and thus the dry mass of the total mixture was kept constant. The highest strength was found to be 3% lime + 12% FA and 3% lime + 9% BFS. When the comparison was made, it was determined that in the series where the highest strengths were obtained, their strengths were almost equal in the test results without curing, and depending on the curing time, the FA additive caused a much more significant increase in strength over the unconfined compressive strength compared to the BFS added series.

PDF

___

[1] Seals R.K. 1973. Properties of Bottom Ash/boiler Slag and Fly Ash. Short Course. Technology and Utilization of Power Plant Ash, 59s.
[2] ÇİMSA. 2012. Mineral Katkılar-Uçucu Kül. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi, 8-11.
[3] Türker P., Erdoğan B., Katnaş F., Yeğinobalı A. 2009. Türkiye’deki Uçucu Küllerin Sınıflandırması ve Özellikleri, TÇMB.
[4] Tosun H. 1999. Sulama Kanallarında Görülen Şişen Zemin Problemleri ve İnşaat Önlemleri. Osmangazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 12 (1): 23-24.
[5] Güler G., Güler E., İpekoğlu Ü., Mordoğan H. 2005. Uçucu Küllerin Özellikleri ve Kullanım Alanları. Türkiye 19. Uluslararası Madencilik Kongresi ve Fuarı, IMCET2005, İzmir. [6] Ferguson G. 1993. Use of Self-cementing Fly Ash as a Soil Stabilization Agent: Fly Ash for Soil Improvement. Geotechnical Special Publication, 36: 1-15.
[7] Wasti Y. 1993. Uçucu Küllerin Geoteknik Uygulamalarda Kullanımı. Endüstriyel Atıkların İnşaat Sektöründe Kullanılması Sempozyumu, TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası Ankara Şubesi, Ankara.
[8] Chu S.C., Kao H.S. 1993. A study of Engineering Properties of a Clay Modified by Fly Ash and Slag: Fly Ash for Soil Improvement. Geotechnical Special Publication, 36: 89-100.
[9] Nicholson P.O., Kashyap V. 1993. Fly ash Stabilization of Tropic Hawaiian Soils. Fly Ash for Soil Improvement, Geotechnical Special Publication, 36: 15-30.
[10] Tan O., İyisan R. 1996. Uçucu Kül ile Zemin Stabilizasyonu. ZMTM 6. Ulusal Kongresi, Dokuz Eylül Üniversitesi, 417-426.
[11] Çokca E. 1997. Frost Susceptibility Properties of Soma-B Fly Ash. Jorurnal of Energy Engineering, 123 (1): 1-10.
[12] Çakır M. 1999. Uçucu Kül ile Zemin Stabilizasyonu. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
[13] Aytekin S. 2009. Uçucu Küllerin Zeminlerin Islahında Kullanımı. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana.
[14] Öntürk K. 2011. Zemin İyileştirmesinde Polisaj, Kireç ve Uçucu Külün Kullanımı. Yüksek Lisans Tezi, Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Sakarya.
[15] Fırat S., Cömert A.T. 2011. Uçucu Kül, Kireç ve Çimento ile İyileştirilmiş Kaolinde Kür Süresinin CBR Üzerine Etkileri. Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Dergisi, 26 (4): 719- 730.
[16] Ünver E. 2015. Problemli Kil Zeminlerin Uçucu Kül ile İyileştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
[17] Bilici H., Okur D.V., Türköz M., Savaş H. 2018. Uçucu Kül Katkısının Meşelik Zemininin Kompaksiyon ve Dayanım Karakteristiklerine Etkisi. International Eurosian Conference on Science, Engineering and Technology(eurosianSciEnTech 2018), Ankara.
[18] Savaş H., Türköz M., Seyrek E., Ünver E. 2018. Comparison of the Effect of Using Class C and F Fly Ash on the Stabilization of Dispersive soils. Arabian Journal of Geosciences, 11: 612.
[19] O’Kelly B.C. 2008. Geo-engineering Properties of Granulated Blast Furnace Slag. International Conference on Geotechnical Engineering, Hammamet, Tunisia.
[20] Cokca E., Yazici V., Ozaydin V. 2009. Stabilization of Expansive Clays Using Granulated Blast Furnace Slag (GBFS) and GBFS-cement. Geotechnical and Geological Engineering, 27: 489-499.
[21] Gör M., Aksoy H.S., Bilgen G. 2012. Farklı Katkı Malzemelerinin Kil Bir Zeminin Kıvam Limitleri Üzerinde Zamana Bağlı Etkisi. Ulusal Kil Sempozyumu, Niğde.
[22] Bilgen G., Kavak A., Çapar Ö.F. 2012 Düşük Plastisiteli Bir Kilde Katkı Olarak Çelikhane Cürufunun Kullanılması ve Kireç ile Etkileşimi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, 2 (2): 30-38.
[23] İncesu A.N. 2012. Düzenli Depolama Tesislerinde Kullanılmak Üzere Kum – Bentonit Karışımlarının Kireç ve Yüksek Fırın Cürufu Katkısı ile İyileştirilmesi. Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
[24] Sivrikaya O., Yavascan S., Cecen E. 2014. Effects of Ground Granulated Blast-Furnace Slag on the İndex and Compaction Parameters of Clayey Soils. Acta Geotechnica, 1: 19-27.
[25] Yıldırım I.Z., Prezzi M. 2015. Geotechnical Properties of Fresh anda Ged Basic Oxygen Furnace Steel Slag. Journal of Materials in Civil Engineering, 27 (12): 1-11.
[26] Develioğlu İ., Pulat H.F. 2018. Yüksek Fırın Cürufunun Geoteknik Özellikleri ve Taşıma Kapasitesi Performansının İncelenmesi. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilim Dergisi, 24 (3): 433-438.
[27] Zorluer İ., Gücek S. 2017. Usage of Fly Ash and Waste Slime Boron for Soil Stabilization. Periodicals of Engineering and Natural Sciences, 5 (1): 51-54.
[28] Zorluer İ., Gücek S. 2014. The effects of Marble Dust and Fly Ash on Clay Soil. Sci. Eng. Compos Mater., 21 (1): 51-67.
[29] Zorluer İ., Demirbas A. 2013. Use of Marble dust and Fly Ash in Stabilization of Base Material. Sci. Eng. Compos Mater., 20 (1): 47-55.
[30] Yaghoubi E., Disfani M. M., Arulrajah A., Kodikara J. 2017. Impact of Compaction Method on Mechanical Characteristics of Unbound Granular Recycled Materials. Road Materials and Pavement Design, 15 (1) : 102-113.