Modification clayey soil with geopolymer obtained with different waste material
Farklı atık malzemelerden elde edilen geopolimer ile killi zeminin ıyileştirilmesi
- Tez No: 600832
- Danışmanlar: PROF. DR. HANİFİ ÇANAKCI, PROF. DR. HAMZA GÜLLÜ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gaziantep Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 119
Özet
Bu çalışma, farklı atıklarla (uçucu kül (FA-F, FA-C), curuf (SL), cam tozu (GP), metakaolin (MK), mermer tozo (MP), dip külü (BA), pirinç kabuğu külü (RHA), silika dumanı (SF)) elde edilen geopolimerin derin karıştırma tekniği kullanılarak killi zeminin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesinde kullanımının deneysel olarak araştırılmasını amaçlamaktadır. Bu amaçla, geopolimerle iyileştirilmiş olan kil zeminin dayanımı serbest basınç deneyleri ile farklı kür sürelerinde (7, 28, 90, 365 gün) belirlendi. Elde edilen değerler Portlant çimentosu (PC) ile iyileştirilmiş olan aynı zeminle karşılaştırıldı. Ayrıca, Sertleşmiş numuneler üzerinde ses dalgası hızı (UPV) testleri, geopolimer hazırlanırken seçilen molarite değerinin (8M -16M), gerilme-şekil değiştirme üzerine olan etkisi ve göçme anındaki kırılma davranışları incelendi. Kırılan numuneler üzerinde mikro yapının incelenmesi için SEM ve EDX ölçümleri yapıldı. Bunlara ilave olarak, geopolimer harcının reolojik özellikleri incelendi. Geopolimerle iyileştirilen zeminle Portlant çimentosuyla iyileştirilen zemin örneklerinin serbest basınç dayanımları karşılaştırıldığında i) FA-F, GP, MK, BA ve MP + FA-F ile elde edilen geopolimer numunelerinin basınç dayanımlarında azalma, ii) FA-C, SL ve SL nin farklı kombinasyonları ile iyileştirilen (BA + SL, RHA + SL, SF + SL, MK + SL) numunelerin basınç dayanımlarında artış eğilimi ve iii) kür süresinin artmasıyla (90 gün, 365 gün) basınç dayanımında artış gözlendi. Basınç dayanımlarında azalma gözlenmesine rağmen iyileşmelerin izin verilen sınırlar içerisinde olduğu tespit edildi (> 0.2MPa). Serbest basınç dayanım sonuçları çoğunlukla UPV performanslarıyla doğrulandı. Geopolimerle iyileştirilen zemin örneklerinin davranışı irdelendiğinde: i) 10M ila 14M arasındaki alkalin konsantrasyonunda en iyi performansın elde edildiği, ii) Basınç dayanım yüklemesinde gerilme-şekil değiştirme davranışının kırılgan olduğu ve kırılmaların eksen boyunca olduğu ve iii) SEM ve EDX sonuçlarından silika pikinin yoğunluğunun mikro yapıların sağlamlığının göstergesi olduğunu gösterdi. Çalışmadan elde edilen bulgulardan endüstriyel atıkların geopolymer üretiminde kullanılarak zeminlerde derin karıştırma kullanılma potansiyeli olduğu ortaya konuldu. Dolayısıyla, bu araştırma ileride bu konuyla ilgili yapılacak olan araştırmalar için önemli bir basamak olarak değerlendirilebilir. Bu çalışma, atıkların yeniden kullanımını sağlaması bakımından da daha temiz bir çevre için faydalı olacaktır.
Özet (Çeviri)
The research presented in this thesis aims to experimentally investigate a potential use of geopolymer made various stabilizers of by-products (fly ash (FA-F, FA-C), slag (SL), glass powder (GP), metakaolin (MK), marble powder (MP), bottom ash (BA), rice husk ash (RHA), silica fume (SF)) to enhance mechanical performance of soil (clay) via deep mixing technique. For this purpose, strengths of geopolymer soilcrete specimens were determined by unconfined compressive strength (UCS) tests regarding curing times (7, 28, 90 and 365 days) comparing with Portland cement (PC). In addition, ultrasonic pulse velocity (UPV) tests, the effect of molarity (8M-16M), stress-strain behavior, failure modes and microstructure (SEM, EDX) of geopolymer specimens were examined. Moreover the rheological characteristic of geopolymer grout that used to enhance soil was conducted to understand the grout performances. Test results showed that UCS responses of geopolymer specimens compared to PC yield to i) a decreasing trend for FA-F, GP, MK, BA and MP+FA-F, ii) an increasing trend for FA-C, SL and combinations of SL (BA+SL, RHA+SL, SF+SL, MK+SL) favorably with a fewer proportions of stabilizers, and iii) higher increment due to long-term curing (90-day, 365-day). Despite some decrements, most of UCS values were found acceptable (>0.2MPa) for sufficient enhancement of soft clay. The UCS results were mostly confirmed by UPV performances. The geopolymer specimens were also found to present: i) a strong development for the alkaline concentrations 10M to 14M, ii) brittle behavior of stress-strain curves failed in axially splitting and near axial directions, and iii) intensity of silica peak (SEM, EDX) for strength responsibility of dense microstructure. The findings of the study relatively supported the usage of waste by-products in the production of geopolymer for potentially use in deep mixing. Thus, this research could be a basis for further effort. Reuse of by-products in this study was also beneficial for a clean environment.
Benzer Tezler
- Yüzey aktif madde ile muamele edilmiş kilin mukavemet özelliklerinin araştırılması
Investigation of the strength properties of surfactant modified clay
ZEYNEP NEŞE KURT
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SUAT AKBULUT
- Jet grouting, enjeksiyon ve taş kolon uygulamalarının taşıma gücü ve oturma davranışlarının sayısal yöntemlerle karşılaştırılması
Comparison of jet grouting, cement grouting and stone column applications with numerical methods in terms of bearing capacity and total settlement
MUSTAFA ATICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ BERRAK TEYMÜR
- Killi zeminlerin mekanik özelliklerinin yüksek sıcaklık ile iyileştirilmesi
Improvement mechanical properties of clayey soils with high temperature
OLCAY POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
İnşaat MühendisliğiKocaeli Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SAMİ ARSOY
- Numerical analysis of improving clayey soils by using stone columns
Killi zeminlerin taş kolonlarla iyileştirilmesinin sayısal analizi
OMAR IBRAHIM HUSSEIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
İnşaat MühendisliğiFatih Üniversitesiİnşaat Yapı ve Altyapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ERDAL EMRE ÇEÇEN