Nano parçacık silisyum dioksit (SiO2) ile yüksek fırın cürufu karışımının kompaksiyon özelliklerine etkisi

Bu çalışma, silisyum dioksit (SiO2) nanoparçacıkları ile yüksek fırın cürufu karışımının ince daneli zemin stabilizasyonundaki etkisini araştırmaktadır. Bu çalışmanın ana amacı, SiO2 nanoparçacıkları ve yüksek fırın cürufu kullanarak stabilize edilmiş ince daneli zeminin kompaksiyon özelliklerini (maksimum kuru yoğunluk ve optimum su içeriği) değerlendirmektir. Stabilize edilmiş ince daneli zeminlerin kompaksiyon özelliklerini elde etmek için standart proktor testleri yapılmıştır. Zeminin farklı yüksek fırın cüruf yüzdeleri (%10, %20,%30 ve %40) ve küçük miktarlarda (%1 ve %1.5) SiO2 nanoparçacıkları ile karıştırıldığı iki farklı tip numune hazırlanmıştır. Yüksek fırın cürufunun etkisi ve SiO2 nanoparçacıklarının yüksek fırın cürufu ile karışımının etkisi ayrı ayrı incelenmiştir. Test sonuçları, yüksek fırın cüruf içeriğindeki artışla birlikte maksimum kuru yoğunlukta bir düşüş olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, zemine yüksek fırın cüruflu ile SiO2 nanopartiküllerinin eklenmesi maksimum kuru yoğunluğu arttırmıştır. Elde edilen sonuçlar küçük miktarlardaki SiO2 nanopartiküllerinin genellikle kompaksiyon özelliklerini iyileştirdiğini göstermektedir.

Effects of the mixture of nanoparticle silicon dioxide (SiO2) with blast furnace slag on the compaction characteristics

This study investigates the effect of using the mixture of silicon dioxide (SiO2) nanoparticles with blast furnace slag in fine grained soil stabilization. The main motive of this study is to evaluate the compaction characteristic (maximum dry density and optimum water content) of stabilized fine-grained soil using SiO2 nanoparticles and blast furnace slag. The standard proctor tests were conducted to obtain compaction characteristics for stabilized fine-grained soils. Two different types of samples were prepared in which soil was mixed with different blast furnace slag percentages (10%, 20%, 30%, and 40%) and small amounts (%1 and 1.5%) of SiO2 nanoparticles. The effect of the blast furnace slag and the mixture of SiO2 nanoparticles with blast furnace slag were investigated, separately. The test outcomes revealed that a decrease in maximum dry density with the increase in blast furnace slag content. Moreover, the addition of SiO2 nanoparticles with blast furnace slag to the soil increased the maximum dry density. The obtained results show that the small amount of SiO2 nanoparticles generally improves compaction characteristics.

___

  • J. Alsharef, M. R. Taha, A. A. Firoozi and P. Govindasamy, Potential of using nanocarbons to stabilize weak soils. Applied and Environmental Soil Science, 5060531, 2016. https://doi.org/10.1155/ 2016/5060531.
  • U. Faheem, Clays, nanoclays, and montmorillonite minerals. Metallurgical and Material Transactions A, 39 (12), 2084-2814, 2008. https://doi.org/10.1007/ s11661-008-9603-5
  • C. Demetzos, Introduction to nanotechnology. in Pharmaceutical Nanotechnology, 3–15, Springer, Berlin, Germany, 2016.
  • A. Yeganeh Rikhtehgar, Investigating of effects of nano-materials and nano-polymers on clay. Master Thesis, Istanbul Technical University, Turkey, 2016.
  • N. Khalid, M. F. Arshad, M. Mukri. K. Mohamed and F. Kamarudin, The properties of nano-kaolin mixed with kaolin. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 19, 4247-4255. 2005.
  • N. Khalid, M. F. Arshad, M. Mukri, K. Mohamad and Kamarudin, F., Influence of nano-soil particles in soft soil stabilization. Electronic Journal of Geotechnical Engineering, 20, 731-738, 2015.
  • H. Ghazi, M. H. Baziar, and S. M. Mirkazemi, Assess of the improvement of the behavior of soil strength in the presence of nanoscale additive. Assas Journal Science and Technology, 1(1), 45–50, 2011.
  • M. R. Taha, Geotechnical properties of soil-ball milled soil mixture. Proc. 3rd Symp on Nanotechnology in Construction, Springer-Verlag, 377-382, 2009.
  • N. Ghasabkolaei, A. Janalizadeh, M. Jahanshahi, N. Roshan and S. E. Ghasemi, Physical and geotechnical properties of cement-treated clayey soil using silica nanoparticles: An experimental study. The European Physical Journal Plus 131(5), 134, 2016, https://doi.org/10.1140/epjp/i2016-16134-3
  • E. Nohani and E. Alimakan, The effect of nanoparticles on geotechnical properties of clay. International Journal of Life Sciences, 9(4), 25–27, 2015. https://doi.org/10.3126/ijls.v9i4.12670
  • R. Priyadharshini and P. D. Arumairaj, Improvement of bearing capacity of soft clay using nanomaterial’s. International Journal of Scientific Research, 4(6), 2015.
  • ASTM D 4318, Standard test methods for liquid limit, plastic limit, and plasticity index of soils. West Conshohocken, PA, USA, 2013.
  • BS 1377-2, Methods of test for soils for civil engineering purposes. Part 2, Classification Tests, BSI, 1990.
  • F. Uysal, V. Yılmaz ve H. M. Topçu, Farklı atık malzemeler ile stabilize edilmiş ince daneli zeminin mühendislik özellikleri. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 35(1), 19-26, 2020.
  • ASTM D 698, Standard test methods for laboratory compaction characteristics of soil using standard effort. Philadelphia, PA. 2007.
  • A. Kumar Sharma and P. V. Sivapullaiah, Improvement of strength of expansive soil with waste granulated blast furnace slag. State of the Art and Practice in Geotechnical Engineering, 3920-3928, 2012. https://doi.org/10.1061/9780784412121.402.
  • Y. Zhang, W. Ye and Z. Wang, Study on the compaction effect factors of lime-treated loess highway embankments. Civil Engineering Journal 3, 1008, 2017. http://dx.doi.org/10.28991/cej-030933.
  • A. Malik, S. O. Puri, N. Singla and S. Naval, Strength characteristics of clayey soil stabilized with nano-silica. In Recycled Waste Materials, 11-17, Springer, Singapore, 2019. https://doi.org/10.1007/978-981-13-7017-5_2.
Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • ISSN: 2564-6605
  • Yayın Aralığı: Yılda 4 Sayı
  • Başlangıç: 2017
  • Yayıncı: Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi
Sayıdaki Diğer Makaleler

Deniz suyu yaşlandırmasının bazalt/grafen nanolevha-epoksi kompozitler üzerindeki etkisi: Dinamik Mekanik Analiz (DMA) ve kısa kiriş kayma testleri ile performans değerlendirmesi

HASAN ULUS

Lastik üretiminden kaynaklanan yüzey aktif madde içeren atık suların koagülasyon bazlı arıtma alternatiflerinin PROMETHEE yaklaşımı ile değerlendirilmesi

Elif DURNA, NEVİM GENÇ

Enerji talep tahmini için metodoloji geliştirme: 2030 yılı Türkiye örneği

Harika ÜLKÜ, Şükran YALPIR

Sarmal malzemeli granüler kolonların sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmesi

Can ERENSON, Niyazi

1.4462 (AISI 2205) dubleks paslanmaz çelikte ısıl işlem koşullarının faz değişimi, sertlik ve korozyon davranışı üzerine etkilerinin incelenmesi

Gökhan ÖZER

Harçsız yığma duvarlı betonarme çerçevenin nümerik analizi

Hakan KOMAN, Halil NOHUTCU

Tarihi Şenkaya Yünören Köprüsünün deprem performansının incelenmesi

Oğuzhan ÇELEBİ, ABDULKADİR CÜNEYT AYDIN

Yer altına gömülü üç boyutlu cisimlerin bozulmuş born iteratif yöntemi ile tespit edilmesi

Rıza Erhan AKDOĞAN, Kamil Fatih DİLAVER, Tülün DURUKAN, Yasemin ALTUNCU

AHP ve ANP yöntemleri kullanılarak tehlikeli madde depo yeri seçimi: Kırıkkale ilinde bir uygulama

Nursena ORAL, Rabia YUMUŞAK, Tamer EREN

Tekrarlı trafik yükleri altında farklı kil içeriklerine sahip orta-sıkı kum-kil karışımlarının esneklik modülünün incelenmesi

Halil İbrahim FEDAKAR