Polipropilen lif donatılı geopolimer derin karıştırma kolonunun yanıt yüzey yöntemi ile optimizasyonu ve sıcaklık etkisinin araştırılması
Optimization of polypropylene fiber reinforced geopolymer deep mixing column by response surface methodology and investigation of the temperature effect
- Tez No: 765600
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH YILMAZ, DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ALPER KAMİLOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Bayburt Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Boyları 30m'ye varan derin karıştırma kolonları kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminlerde sıkça kullanılan derin zemin iyileştirme yöntemlerinden biridir. Tamamen zemine gömülü halde çalışan derin karıştırma kolonları kürlerini oluşturuldukları zemin ortamından almaktadır. Bu durumda zemin derinliği boyunca değişen zemin sıcaklığı aynı zamanda derin karıştırma kolonlarının kür sıcaklığı olmaktadır. Derin karıştırma kolonlarının imal edildikleri bölgenin yıllık ortalama sıcaklığı, imalatın yapıldığı günün hava sıcaklığı, zeminin termal iletkenlik katsayısı gibi parametreler zemin derinliği boyunca sıcaklığın yüzey sıcaklığından farklı olmasında rol oynar. Bu nedenle çoğu zaman zemin derinliği boyunca sıcaklık yüzey sıcaklığından farklı olur. Bu durum derin karıştırma kolonlarında zemin derinliği boyunca kür sıcaklığının değişken olması durumunu doğurur. Bu da kolonların taşıma gücüne etki eder. Yapılan bu tez çalışmasında sıcaklık etkisinin yüksek plastisiteli kil içeren bir zemin ortamında polipropilen donatı katkılı geopolimer esaslı derin karıştırma kolonu harcının mekanik özelliklerine olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışma kapsamında Amerikan Karayolları İdaresi'nin (FHWA) derin karıştırma kolonları için önermiş olduğu numune hazırlama şekilleri dikkate alınarak 50 mm çapında ve 100 mm yüksekliğinde numuneler oluşturulmuş. Geopolimer malzemenin elde edilmesinde bağlayıcı olarak F sınıfı uçucu kül kullanılmıştır. Aktivatör olarak kütlece %50-%50 oranında 10 M NaOH ve Na2SiO3 çözeltileri kullanılmıştır. Çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada yanıt yüzey yöntemi kullanılarak maksimum serbest basınç dayanımını veren bağlayıcı miktarı ve aktivatör içeriği belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında optimum miktarda bağlayıcı ve aktivatöre farklı oranlarda 6mm uzunluğunda polipropilen donatı karıştırılarak elde edilen numunelerin serbest basınç dayanımı belirlenmiştir. Bu suretle maksimum serbest basınç dayanımını veren donatı içeriği elde edilmiştir. Çalışmanın üçüncü adımında ideal miktarları belirlenen bağlayıcı, aktivatör ve polipropilen lif katkıları ile zemin numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler 5°C, 10°C, 20°C ve 30°C'lik kür sıcaklıklarında 7 gün ve 28 gün kürlenmiştir. Kürlenen numuneler serbest basınç deneyleri ve üç eksenli basınç deneylerine tabi tutulmuştur. Bu suretle sıcaklık etkisinin serbest basınç dayanımı, elastisite modülü, içsel sürtünme açısı ve kohezyon parametrelerine olan etkisi incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda numunelerin mekanik özelliklerinin 20°C'lik kür sıcaklığına kadar artan sıcaklıkla birlikte dikkate değer şekilde arttığı, bu sıcaklık değerinin üzerinde mekanik özelliklerde büyük bir değişimin olmadığı görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Deep mixing columns up to 30m in length are one of the deep soil improvement methods frequently used in cohesive and non-cohesive soils. Deep mixing columns, which operate completely buried in the soil, take their cure from the soil environment in which they are formed. In this case, the soil temperature that changes throughout the soil depth is also the curing temperature of the deep mixing columns. The parameters such as annual mean air temperature, surface air temperature, and thermal conductivity of the soil play vital role in the variation of soil temperature along the soil depth. Therefore, mostly the temperature along the soil depth differs significantly from the surface temperature. This causes subjecting the different curing temperatures of the deep mix columns along the soil depth. This affects the bearing capacity and settlement parameters of the columns. Within the scope of the study, soil samples of 50 mm diameter and 100 mm height were prepared considering the recommendations of Federal Highway Administration (FHWA) for deep mixing columns. This thesis study aimed to determine the effect of temperature on the mechanical properties of polypropylene fiber-reinforced geopolymer-based deep mixing column mortar to stabilize high plasticity clayey soils. The study used F-class fly ash as an alkali-activated binder in the geopolymerization process. The mixture of 10 M NaOH solution and Na2SiO3 solutions was used as an alkali activator. The study comprises three stages. In the first stage, alkali-activated precursor and alkali activator amounts were optimized using Response Surface Methodology (RSM) to maximize unconfined compressive strength. In the second stage of the study, the unconfined compressive strengths of the samples obtained by adding different amounts of 6 mm long polypropylene fiber reinforcement to the optimum amount of activator and binder were determined. Thus the reinforcement content that gives the maximum strength was obtained. In the third step of the study, soil samples were prepared considering optimum amounts of binder, activator, and reinforcement additives. The prepared samples were subjected to 5°C, 10°C, 20°C, and 30°C curing temperatures for 7 days and 28 days. The unconfined and triaxial compression tests were performed on the prepared samples. Thus, the effects of curing temperature on the parameters such as unconfined compressive strength, modulus of elasticity, cohesion, and internal friction angle were determined. As a result of the study, it was observed that the mechanical properties of the samples increased significantly with the increasing temperature up to the curing temperature of 20°C, and there was no great change in the mechanical properties above this temperature value.
Benzer Tezler
- Farklı inceliklere sahip mermer ve Bayburt taşı atıklarının lif donatılı geopolimer bağlayıcılı sistemlerde kullanılması
Utilization of different fineness marble and Bayburt stone wastes in fiber-reinforced geopolymer binder system
NURULLAH ÖKSÜZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat MühendisliğiBayburt Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLKER TEKİN
- İçi beton dolu çift cidarlı çelik tüplerin (CFDST) eksenel basınç altında deneysel olarak incelenmesi
Experimental investigation of concrete filled double skin steel tubes (CFDSTs) under axial compression
BERİKA CEREN CİHAN YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ CEM ÇELİK
- Comparative evaluation of steel mesh, steel fiber and high performance polypropylene fiber-reinforced concrete in panel/beam tests
Çelik hasır, çelik fiber ve yüksek performanslı polipropilen lif ile donatılı betonların panel/kiriş testleri ile karşılaştırmalı olarak değerlendirilmesi
SEMİH CEYLAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LUTFULLAH TURANLI
- Önüretimli betonarme ve lif donatılı beton plakalar ile kirişlerin güçlendirilmesi: Alternatif bir yöntem
The strengthening of beams with prefabricated reinforced concrete and fiber concrete plates: An alternative method
ALİ DEMİR
Doktora
Türkçe
2012
İnşaat MühendisliğiCelal Bayar Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUHİDDİN BAĞCI
- Yüksek sıcaklığa maruz kalan çimento esaslı lifli kompozitlerin temel mühendislik özellikleri
Fundamental engineering properties of cement-based fiber-reinforced composites exposed to high temperature
MUHAMMED YUSUF GÖZKESER
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
İnşaat MühendisliğiBatman Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. SERHAT DEMİRHAN