İnce kum zeminlerde mermer tozu ve çimento ile zemin iyileştirmesi

Abstract

Son yıllarda zayıf zeminlerin ya da şişen zeminlerin iyileştirilmesi amacıyla atık malzemelerin kullanılması çok önemli hale gelmiştir. Bu çalışmada, ince kum zemin, farklı oranlarda mermer tozu ve çimento ile karıştırılmış ve bu katkıların zeminin mühendislik özellikleri üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. Çalışma kapsamında mermer tozu %0 - %30 arasında değişen oranlarda eklenmiş olup, aktivatör olarak sabit %3 çimento numunelere katılmıştır. 6 farklı zemin karışımı homojen bir şekilde hazırlanarak Özgül ağırlık, Standart proktor, California taşıma oranı(CBR), Permeabilite, Direkt kesme deneyleri gerçekleştirilmiştir. Katkıların etkisiyle, karışımların maksimum kuru birim hacim değerleri 14,79 kN/m³’den 18,40 kN/cm³‘eartarken, optimum su içeriği %19,3’ten %11,3’e düşmüştür. CBR deneylerinde taşıma oranları 1, 7 ve 28 gün kür süreleri dikkate alınarak belirlenmiştir. %25 mermer tozu ve %3 çimento oranında, 28 günlük küre bırakılan numunede en yüksek taşıma oranı %288,81 bulunmuştur. Yapılan permeabilite deneyi sonucunda mermer tozu ilavesiyle her oranda geçirgenlik katsayısında düşüş görülmüştür, en düşük değer %3 çimento ile %30 mermer tozu eklediğinde 0,43x10-⁴cm/sn olarak bulunmuştur. Numuneler %30 ve %80 sıkılıklarda hazırlanarak direkt kesme deneyine tabi tutulmuş ve zeminin kohezyon ve içsel sürtünme açısındaki değişimler incelenmiştir. Katkı eklenmesiyle zeminin kohezyonunda ciddi derecede artış olurken, sürtünme açısı çok fazla değişmemiştir. Deneysel çalışmaların sonucunda mermer tozunun çimento ile birlikte atık malzeme olarak ince kum iyileştirilmesinde kullanılabileceği görülmüştür.

In recent years, it has become very important to use waste materials in order to improve weak or swollen soils. In this study, fine sand soil was mixed with different ratios of marble dust and cement, and the effect of these additive materials on engineering properties of soil were investigated. Within the scope of the study, different ratios marble powder (between 0% - 30%) and fixed 3% cement (as an activator) was added in soil samples. 6 different soil mixtures were prepared homogeneously and Specific gravity, Standart proctor, California bearing ratio (CBR), Permeability, Direct shear tests were carried out. The maximum dry unit weight of the mixtures, obtained at the Standard Proctor experiment was increased from 14.49 kN/m³ to 18.03 kN/m³, whereas the optimum water content decreased from 19.3% to 11.3% due to the additive materials. CBR ratios on prepared samples were determined after 1, 7 and 28 days of curing. The highest CBR ratio was obtained as 288.81% for the sample having 25% marble dust and 3% cement that was cured for 28 days. As a result of the permeability test, the permeability coefficient decreased for each ratio of arble dust, the lowest value was obtained as 0.43x10-⁴cm/sec with the addition of 30% marble powder. The samples were prepared with 30% and 80% relative density and subjected to direct shear tests in order to investigate the changes on cohesion and internal friction angle. Although, the additives increased the cohesion of the soil enormously, the improvement on friction angle of the soil samples were limited. As a result of this experimental studies, it was seen that marble powder with cement can be used as a waste material in order to improve fine sand soil properties.