EFFECT OF VOLCANIC TUFF AND AMORPHOUS SILICA ON THE ENGINEERING PROPERTIES OF CLAY

Year 2019, Volume: 7 Issue: 3, 459 - 466, 15.09.2019

Ömür Çimen , Fatih Şerif Coşan

https://doi.org/10.21923/jesd.427775

Abstract

In this study, volcanic
tuff and amorphous silica in a certain ratios mixture with clay and engineering
properties of mixed materials investigated. Then, lime was added at rate of 5%
and experiments of added volcanic tuff and amorphous silica were repeated.
After operating consistency limits and standard compaction tests, unconfined
pressure tests and constant volume swelling tests were made on specimens
prepared at optimum water content and maximum dry density. As a result of
experiments, it was seen that the volcanic tuff addition increased a little to
unconfined pressure, constant volume swelling pressure decreased before, then
increased. SEM analyzes were carried out on the samples subjected to unconfined
pressure test and images were taken. It was determined that the unconfined
pressure more increased and constant volume swelling pressure more decreased in
lime and volcanic tuff mixture samples. It was determined that unconfined
pressure more increased and constant volume swelling pressure more decreased in
lime and amorphous silica mixture samples. When the volcanic tuff and amorphous
silica mixtures are compared in the same ratio amorphous silica more effective
for increasing unconfined pressure, volcanic tuff more effective for decreasing
swelling pressure.

Keywords

Soil improvement, Clay, Volcanic tuff, Amorphous silica

VOLKANİK TÜF VE AMORF SİLİKANIN KİLİN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

Abstract

Bu çalışmada yüksek
plastisiteli kile, volkanik tüf ve amorf silika ağırlıkça belirli oranlarda
karıştırılmış ve bu karışım numunelerinin mühendislik özelliklerinin değişimi
incelenmiştir. Daha sonra kile %5 oranında kireç ilave edilerek volkanik tüf ve
amorf silika katkılı deneyler tekrarlanmıştır. Çalışmada kıvam limitleri,
standart kompaksiyon deneyleri yapıldıktan sonra optimum su muhtevalarında ve
maksimum kuru birim hacim ağırlıklarında hazırlanan numuneler üzerinde serbest
basınç deneyleri ve sabit hacimli şişme basıncı deneyleri yapılmıştır. Serbest
basınç deneyi yapılmış olan numuneler üzerinde SEM analizleri yürütülerek
görüntüleri alınmıştır. Deneyler sonucunda; volkanik tüf katkısının kilin
serbest basınç mukavemetini bir miktar arttırdığı, şişme basıncının önce
azaldığı, daha sonra arttığı görülmüştür. Kireç ve volkanik tüf katkılı
deneylerde ise serbest basınç mukavemetinin daha fazla arttığı, şişme
basıncının daha fazla azaldığı belirlenmiştir. Kireç ve amorf silika katkılı
deneylerde ise serbest basınç mukavemetinin daha fazla arttığı, şişme
basıncının daha fazla azaldığı belirlenmiştir. Volkanik tüf ve amorf silika
katkıları karşılaştırılırsa aynı orandaki amorf silika katkısının serbest
basınç mukavemetinin artmasında daha etkili olurken, şişme basıncının
azalmasında ise volkanik tüf daha etkili olmaktadır.

Keywords

Zemin iyileştirme, Kil, Volkanik tüf, Amorf silika

References

• As, M., Çokça, E., 2014. Döngüsel Şişme Ve Büzülmenin C Sınıfı Uçucu Kül İle Stabilize Edilen Şişen Zeminin, Şişme Yüzdesi Üzerindeki Etkisi. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Onbeşinci Ulusal Kongresi 16 17 Ekim Ortadoğu Teknik Üniversitesi, Ankara, 143-152.
• Aydın, S., 2010. Yenikent (Ankara) Yerleşim Alanı Killerinin Kireç Ve Uçucu Külle Geoteknik Özelliklerinin İyileştirilmesi. Gazi Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, Ankara.
• Baykal, G., Döven A., G., 1996. Uçucu Külün Akıcı Dolgu Olarak Geoteknik Uygulamaları. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Altıncı Ulusal Kongresi, 24 -25 Ekim, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, 453-464.
• Bhuvaneshwari, S., Soundra, B., Robinson, R.G., and Gandhi, S.R., 2007. “Stabilization and Microstructural Modification of Dispersive Clayey Soils”, First International Conference on Soil and Rock Engineering, Columbo, Srilanka, August 5-11.
• Bilgen, G., Kavak, A., Çarpan, Ö., F., 2012. Deniz Suyu ve Kirecin Bentonit Kilinin Mukavemet Değerlerine Etkisi. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Ondördüncü Ulusal Kongresi 4 - 5 Ekim Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, 581-590.
• Brigatti, M., Creme F., 1983. Kil Minerallerinin Tanımı. New York: 86-177.
• Chauhan, M.S., Mittal, S., Mohanty, B. 2008. Performance Evaluation of Silty Sand Subgrade Reinforced With Fly Ash and Fibre. Geotextiles and Geomembranes. 26, 429–435.
• Çimen, Ö., Dereli, B., Yıldırım, F., Şefkatlioğlu, Ö., F., Eralp, A., Günaydın, H., İ., 2013. Manisa - Kula Yöresi Volkanik Tüfünün Yüksek Plastisiteli Kilin Mühendislik Özelliklerine Etkisi. 5. Geoteknik Sempozyumu, 5-7 Aralık, Çukurova Üniversitesi, Adana.
• Erdin, N., 1987. Tarama Elektron Mikroskobunun Temel Prensipleri ve Numune Hazırlama, İstanbul Üniversitesi, Orman Fakültesi Dergisi, 36(2), 102-124.
• Fındık S., 2005. Karayolu esnek üstyapıları alttemel tabakasının stabilizasyonunda hafif agregaların kullanılabilirliği, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans tezi, Isparta.
• İnan, G., Alper, S., Ramyar, K., Yılmaz, H., R., 2005. Değişik Uçucu Küllerin Yüksek Plastisiteli Kilin Serbest Basınç Dayanımına Etkisi. Selçuk Üniversitesi Mühendislik Mimarlik Fakültesi Dergisi, 20(1), 19-25.
• Kalay, E., 2010. Farklı Katkı Maddeleri İle Zemin İyileştirilmesi. Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 64s. Isparta.
• Kolias, S., Kasselouri-Rigopoulou, V., Karahalios, A. 2005. Stabilisation of Clayey Soils With High Calcium Fly Ash and Cement. Cement & Concrete Composites. 27, 301–313.
• Mohammed Ali, M., 2012. Kireç Ve Uçucu Kül İle Stabilize Edilen Şişen Killerde Esneklik Modülü Tayini. İstanbul Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 109s. İstanbul.
• Oweiss, I. and Bowman, J., 1981. Geotechnical considerations for construction in Saudi Arabia, ASCE, Journal of Geotechnical Engineering Division, 107, p.319-338.
• Prabakar, J., Dendorkar, N., Morchhale R.K. 2004. Influence of Fly Ash on Strength Behavior of Typical Soils. Construction and Building Materials. 18, 263–267.
• Tan, O., İyisan, R., 1996. Uçucu Kül İle Zemin Stabilizasyonu. Zemin Mekaniği ve Temel Mühendisliği Altıncı Ulusal Kongresi, 24 -25 Ekim, Dokuz Eylül Üniversitesi, İzmir, 417-425.
• Taytak, B., 2012. Biyopolimer Katkılarının Killi Zeminlerin Kompaksiyon, Permeabilite Ve Kayma Dayanımına Etkisinin Araştırılması. Celal Bayar Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. 81. İzmir.
• Türköz M., 2006. Şişen killerin kireç katkısı ile stabilizasyonu ve Eskişehir Meşelik Killerine Uygulanması, Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Müh. Mim. Fak. Dergisi. C.XIX, S.2.
• Ünver, E., 2015. Problemli Kil Zeminlerin Uçucu Kül İle İyileştirilmesi. Eskişehir Osmangazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi. 155s. Eskişehir.
• Yıldırım, S., 2002. Zemin incelemesi ve Temel Tasarımı, Birsen Yayınevi, İstanbul, 466s.