Öz: Giriþ: Ýnþaat Mühendisliðinde zaman zaman stabilite ve hacimsel þekil deðiþtirme gibi problemlerle karþýlaþýlmaktadýr. Özellikle kil içeriði yüksek olan zeminlerde yani killi zeminlerde sýklýkla þiþme problemleri oluþmaktadýr. Zeminlerde yaðýþtan kaynaklanan yüzey sularý, yeraltý su seviyesinin yükselmesi gibi çeþitli sebeplerle su içeriðinde artýþlar meydana gelmektedir. Zemin içerisindeki suyun artmasý ile birlikte stabilite problemlerinin oluþmasýnýn yanýnda özellikle killi zeminlerde ciddi þiþme problemleri ortaya çýkmaktadýr. Killi zeminlerde meydana gelen þiþmelerden en fazla etkilenen mühendislik yapýlarý, hafif yapýlar olarak adlandýrýlan, tek katlý prefabrik yapýlar, yollar, kaldýrýmlar, bahçe duvarlarý gibi yapýlardýr. Bu tarz problemlere yol açacak zeminlerle karþýlaþýlmasý durumunda zeminlerin mühendislik özelliklerinin iyileþtirilmesi kaçýnýlmaz olmaktadýr. Literatürde zemin iyileþtirmesi için birçok yöntem önerilmektedir. Bu yöntemlerin bir kýsmý yüzeysel zemin iyileþtirme yöntemleri bir kýsmý ise derin zemin iyileþtirme yöntemleridir. Þiþme gibi hacimsel þekil deðiþtirme sorunlarýnla karþýlaþýldýðýnda sýklýkla yüzeysel iyileþtirme yöntemlerine baþvurulmaktadýr. Yüzeysel iyileþtirme teknikleri genellikle taban zeminine, kireç, çimento, uçucu kül, pirinç kabuðu külü gibi katký malzemelerinin katýlmasý suretiyle yapýlmaktadýr. Bu zemin iyileþtirme yöntemleri, bahsedilen katký malzemelerinden görüldüðü üzere kireç ve çimento gibi doðrudan üretim sonucunda ortaya çýkan ana malzemelerle yapýlabilmekle birlikte, uçucu kül, pirinç kabuðu külü gibi bir üretim aþamasý sonucunda ortaya çýkan atýk malzemelerin kullanýmý ile de yapýlabilmektedir. Son yýllarda toplumlarýn bilinçlenmesiyle birlikte atýk yönetiminin önemi de daha fazla ortaya çýkmaktadýr. Bu kapsamda, pirinç üretimi sonucunda ortaya çýkan pirinç kabuklarý kullanýlarak killi zeminlerin þiþme özelliklerindeki deðiþimler incelenmiþtir. Amaç: Killi zeminlerin farklý oranlarda pirinç kabuðu külü ile iyileþtirilerek, zeminlerin þiþme özelliklerindeki deðiþimin incelenmesi amaçlanmýþtýr. Ayný zamanda pirinç üretiminin bir atýðý olarak ortaya çýkan pirinç kabuðu külü deðerlendirilerek hem ülke ekonomisine hem de çevreye olan katkýsýnýn ortaya konmasý hedeflenmiþtir. Kapsam: Çalýþma kapsamýnda killi zeminleri temsilen saf killerden olan kaolin ve bentonit killeri kullanýlmýþtýr. Bu killerin kullanýlmasýnýn sebebi her iki kilin de þiþebilen killer olmasýdýr. Sýnýrlýklar: Araþtýrmada kullanýlan kil numuneleri içerisine kuru zemin aðýrlýðýnýn yüzdesi olarak 4 farklý oranda ve en yüksek oran %12 olacak þekilde pirinç kabuðu külü katýlarak zemin iyileþtirilmesi yapýlmýþtýr. Yöntem: Çalýþmada kaolin ve bentonit killeri olmak üzere iki farklý zemin üzerinde çalýþýlmýþtýr. Bu zeminler üzerinde katkýsýz ve pirinç kabuðu külü katýlmak suretiyle ASTM (American Society for Testing and Materials) standartlarýna uygun bir dizi deney yapýlmýþtýr. Ýlk olarak zemin numunelerinin fiziksel özellikleri belirlenmiþtir. Fiziksel özellikleri belirlenen zemin numunelerinin serbest þiþme deðerlerinin bulunabilmesi amacýyla zemin numunelerin bir kalýp içine yerleþtirilmesi ve su içerisinde býrakýlarak þiþme deðerlerinin deformasyon saati yardýmýyla ölçülmesi planlanmýþtýr. Deney sonucunda elde edilen verilerin karþýlaþtýrýlabilmesi için katkýlý ve katkýsýz zemin numunelerinin kalýplara maksimum kuru birim hacim aðýrlýk ve optimum su muhtevasýnda sýkýþtýrýlmasý gerekmektedir. Bu nedenle zemin numunesinin katkýsýz, %3 pirinç kabuðu külü, %6 pirinç kabuðu külü, %9 pirinç kabuðu külü, %12 pirinç kabuðu külü katkýlý halleri üzerinde kompaksiyon deneyi yapýlmýþ ve bu deneyler sonucunda optimum su muhtevalarý ve maksimum birim hacim aðýrlýk deðerleri hesaplanmýþtýr. Ardýndan kompaksiyon özellikleri belirlenen zemin numuneleri optimum su muhtevasý deðerlerinde CBR (California Bearing Ratio) kalýplarý içerisine sýkýþtýrýlarak anlýk, 1 günlük, 7 günlük ve 28 günlük kür sürelerinde bekletilmiþlerdir. Kür süreleri sonunda þiþme deðerlerinin belirlenebilmesi amacýyla kür havuzunda 4 gün bekletilmiþ ve 4 gün sonundaki þiþme deðerleri kaydedilmiþtir. Bulgular: Yapýlan deneyler sonucunda katkýsýz zemin numunelerinin CBR kalýbý içerisinde 4 gün suda bekletilmesi sonucunda serbest þiþme deðerlerinin kaolin kilinde 6.67 mm. mertebesinde bentonit kilinde ise 11.1 mm mertebesinde olduðu görülmüþtür. Killere %3, %6, %9 ve %12 oranýnda pirinç kabuðu külü katýlmasý durumunda kaolin kili için þiþme deðerleri sýrasýyla 4.19 mm, 4.14mm, 4.12mm ve 3.78mm oranýnda, bentonit kili için ise sýrasýyla 2.84mm, 2.81mm, 2,74mm ve 2.18mm olarak bulunmuþtur. Kür süresinin etkisi açýsýndan bakýldýðýnda ise her iki numune içinde kür süresiyle birlikte þiþme deðerlerinde bir miktar azalma gözlemlenmiþtir. Sonuç: Zemin numunelerinin pirinç kabuðu külü kullanýlarak iyileþtirilmesi ile birlikte þiþme deðerlerinde düþüþler meydana gelmiþtir. Bu düþüþlerde karýþýma katýlan pirinç kabuðu külü oraný etkin olarak rol oynamýþtýr. Killere %12 oranýnda pirinç kabuðu külü katýlmasý ile birlikte þiþme deðerlerinde kaolin kili için % 46, bentonit kili için ise %81 oranýnda azalma meydana gelmiþtir. 28 günlük kür süresi sonunda þiþme miktarlarýndaki azalma kaolin kili için %70, bentonit kili için ise %90 mertebelerine ulaþmýþtýr. Bu bilgiler ýþýðýnda pirinç üretimi sonucunda atýk olarak ortaya çýkan pirinç kabuðu külünün zeminlerin þiþme potansiyellerini azaltmasý açýsýndan kullanýlabilir olduðu görülmüþtür. Hem zemin özelliklerini iyileþtirmesi hem de atýk mallemelerin kullanýmý açýsýndan bakýldýðýnda zemin iyileþtirmesinde pirinç kabuðu külünün kullanýlmasý ekonomi ve çevre yönünden ülkemize önemli bir katký sunacaktýr.
Anahtar Kelimeler: Zemin Ýyileþtirme, Þiþen Zeminler, Pirinç Kabuðu Külü
|
