Geçirimli geopolimer beton kazıkların zayıf zeminlerdeki taşıma kapasitesinin deneysel çalışmalarla incelenmesi
Experimental and numerical investigation of the bearing capacity of pervious geoplymer concrete piles in weak soils
- Tez No: 1000696
- Danışmanlar: DOÇ. DR. TALHA SARICI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Dünyada ve ülkemizde nüfus artışına bağlı olarak mevcut yerleşim bölgeleri genişlemektedir. Bu durum inşaat yapımına elverişli olmayan zeminlerin de elverişli zeminlerle beraber kullanılmasını gerektirmektedir. Geoteknik mühendisleri söz konusu zayıf zeminlerin güçlendirilmesi ve inşaat sektörüne kazandırılması için çalışmaktadır. Bu konuda mevcut yöntemler kullanılırken bir yandan da yeni yöntemler araştırılmakta ve geliştirilmektedir. Bir sürtünme kazığı gibi çalışan, taş kolon gibi geçirimlilik sağlayan böylece yer altı suyuna bir drenaj yolu oluşturabilen ve rijit bir yapıya sahip olan geçirimli beton kazık yöntemi son yıllarda zemin iyileştirme çalışmaları arasında popülerlik kazanmaktadır. Bu çalışmada geçirimli beton kazığın performansını araştırmak ve geliştirmek amacıyla deneysel çalışmalar yapılmıştır. Söz konusu çalışmalar kapsamında ilk olarak çimento ile geçirimli beton, uçucu kül ve yüksek fırın cürufu ile geçirimli geopolimer beton imal edilmiştir. Geçirimli betonun imalatında doğal agrega ve inşaat yıkıntı atıklarından geri dönüştürülmüş agrega olmak üzere iki farklı agrega tipi kullanılmıştır. Farklı agrega ve bağlayıcı kombinasyonlarıyla hazırlanan beton karışımlarında farklı sıvı/bağlayıcı oranları kullanılmıştır. Hazırlanan beton numunelerine 7 ve 28 günlük iken serbest basınç dayanım testleri yapılarak her bir agrega ve bağlayıcı kombinasyonu için en yüksek dayanım sağlayan sıvı/bağlayıcı oranları belirlenmiştir. Belirlenen bu oranlar optimum kabul edilerek geçirimli beton kazıklar imal edilmiştir. Kazıkların, geçirimlilik özelliklerini ve zayıf zeminlerde taşıma gücüne etkisini öğrenebilmek için kapiler su emme deneyleri, düşen seviyeli permeabilite deneyleri ve model yükleme deneyleri yapılmıştır. Gerçekleştirilen geçirimlilik deneylerinde çimento ile imal edilen geçirimli beton kazığın puzolanlar ile imal edilen geçirimli geopolimer beton kazıklara göre daha iyi geçirimlilik özellikleri taşıdığı görülmüştür. Ayrıca atık agrega kullanımının doğal agrega kullanımına göre geçirimliliğe daha fazla katkı yaptığı görülmüştür. Yapılan düşen seviyeli permeabilite deneylerinde inşaat yıkıntı atıklarından geri dönüştürülmüş agrega ve çimento ile imal edilen geçirimli beton kazık (WCP) numunesi, 0,18 mm/s ile en yüksek permeabilite katsayısına sahip olmuştur. En düşük sonuç ise 0,11 mm/s ile doğal agrega ve yüksek fırın cürufu ile imal edilen geçirimli beton kazık (NBP) numunesine ait olmuştur. WCP ile 1,63 kata kadar permeabilitenin artırılabildiği görülmüştür. Su emme deneylerinde ise en yüksek sonuç 1,283 x10-5 cm2/s ile WCP'ye ait olup en düşük sonuç 1,08 x10-6 cm2/s ile yine NBP'ye ait olmuştur. Böylece WCP ile kapiler su emme katsayısı 11,9 kata kadar artırılabildiği görülmüştür. Yapılan model yükleme deneylerine göre, en yüksek taşıma gücü, zeminin yüksek fırın cürufu ile imal edilen geçirimli geopolimer kazıklar ile güçlendirildiğinde elde edilmiştir. Ayrıca imalatında doğal agrega kullanılan geçirimli kazıkların inşaat yıkıntı atıklarından geri dönüştürülmüş agrega kullanılan geçirimli kazıklara göre zemin taşıma gücünü daha çok arttırdığı görülmüştür. Model yükleme deneyleri neticesinde elde edilen güçlendirilmiş zeminlerin nihai göçme yüklerinin, güçlendirilmemiş zeminlerin nihai göçme yüküne oranlanması ile hesaplanan taşıma gücü oranı (BCR) değerlerine bakılarak NBP'nin gevşek zeminde 150 mm gömülme derinliğinde 2,8 kata, 250 mm gömülme derinliğinde ise 3,6 kata kadar taşıma gücü artışı sağladığı görülmüştür. Sıkı zeminde NBP'nin 150 mm gömülme derinliğinde 25,5 kata, 250 mm gömülme derinliğinde ise 32,6 kata kadar taşıma gücü artışı sağladığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Due to population growth both worldwide and in our country, existing settlement areas are expanding. This situation requires using unsuitable soils alongside suitable soils. Geotechnical engineers are working to improve such weak soils and integrate them into the construction sector. While existing methods are being applied in this field, new methods are also being researched and developed. The permeable concrete pile method, which functions like a friction pile, provides permeability similar to stone columns, thereby creating a drainage path for groundwater and possessing a rigid structure, has gained popularity among soil improvement techniques in recent years. In this study, experimental investigations were carried out to evaluate and improve the performance of pervious concrete piles. Within the scope of these studies, pervious concrete was first produced using cement, and pervious geopolymer concrete was produced using fly ash and blast furnace slag. In the production of pervious concrete, two different aggregate types were used: natural aggregate and recycled aggregate obtained from construction demolition waste. Different liquid-to-binder ratios were employed in the concrete mixtures prepared with various aggregate and binder combinations. Unconfined compressive strength tests were performed on the prepared pervious concrete specimens at 7 and 28 days, and the liquid-to-binder ratios providing the highest strength for each aggregate and binder combination were determined. These ratios were accepted as optimum, and pervious concrete pile specimens were produced accordingly. In order to investigate the permeability characteristics of the piles and their effect on the bearing capacity of weak soils, capillary water absorption tests, falling head permeability tests, and model loading tests were conducted. The permeability tests revealed that permeable concrete piles produced with cement exhibited better permeability properties compared to pervious geopolymer concrete piles produced with pozzolanic materials. In addition, the use of recycled aggregate contributed more to permeability than the use of natural aggregate. According to the falling head permeability tests, the pervious concrete pile specimen produced with recycled aggregate from construction demolition waste and cement (WCP) had the highest permeability coefficient of 0,18 mm/s. The lowest result, 0,11 mm/s, belonged to the pervious concrete pile specimen produced with natural aggregate and blast furnace slag (NBP). It was observed that permeability could be increased by up to 1,63 times with WCP. In the water absorption tests, the highest result was obtained for WCP with a value of 1,283 x10-5 cm²/s, while the lowest result, 1,08 x10-6 cm²/s, again belonged to NBP. Thus, it was observed that the capillary water absorption coefficient could be increased by up to 11,9 times with WCP. According to the model loading tests, the highest bearing capacity was obtained when the soil was reinforced with permeable geopolymer piles produced using blast furnace slag. Additionally, pervious concrete piles manufactured with natural aggregate increased the soil bearing capacity more than pervious concrete piles produced with recycled aggregate from construction demolition waste. Based on the bearing capacity ratio (BCR) values calculated by dividing the ultimate failure loads of the reinforced soils by the ultimate failure load of the unreinforced soil, it was observed that NBP provided a bearing capacity increase of up to 2,8 times at an embedment depth of 150 mm and up to 3,6 times at an embedment depth of 250 mm in loose soil. In dense soil, NBP provided a bearing capacity increase of up to 25,5 times at an embedment depth of 150 mm and up to 32,6 times at an embedment depth of 250 mm.
Benzer Tezler
- Kür tipinin geri dönüştürülmüş tuğla agregası içeren geçirimli geopolimer beton özelliklerine etkisinin incelenmesi
Investigation of the effect of curing type on the properties of pervious geopolymer concrete incorporating recycled brick aggregate
SEDAT AKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiDüzce Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ADİL GÜLTEKİN
- Farklı agrega ve mineral katkı türlerinin geçirimli geopolimer beton özelliklerine etkisi
The effect of different aggregate and mineral admixtures types on pervious geopolymer concrete properties
NİMET UZUNÇARŞILI HAYLA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
İnşaat MühendisliğiAfyon Kocatepe Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET RAİF BOĞA
- Design and mechanical properties of geopolymer pervious concrete pavement cured by ambient condition
Ortam şartlarına göre kürlenen geopolimer geçirimli beton yolların tasarımı ve mekanik özellikleri
RAFAH RASHEED ABDULMJEED
Doktora
İngilizce
2022
İnşaat MühendisliğiHasan Kalyoncu Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET KARPUZCU
DR. ÖĞR. ÜYESİ DİLLSHAD KHİDHİR BZENİ
- Geri dönüştürülmüş geopolimer agregalardan üretilen normal betonların mekanik ve fiziksel özelliklerini araştırılması
Investigation of the properties of normal concretes produced from recycled geopolymer aggregates
SAYED AHMAD ANIS
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. RIZA POLAT
- Kaolenin geopolimerizasyonu ve adsorpsiyon davranışının karakterizasyonu
Geopolymerization of kaolin and characterization of its adsorption behaviour
ALİ SABRİ BERKEM
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik BilimleriGebze Yüksek Teknoloji EnstitüsüMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET ÇAPOĞLU