Geri Dön

Toz polimerle muamele edilmiş bentonit kilinin serbest basınç dayanımının incelenmesi

Investigation of unconfined compressive strength of bentonite clay stabilized with a powder polymer

PDF İndir

  1. Tez No: 942304
  2. Yazar: TARIK KARA
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ FATİH IŞIK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Bentonit, toz sentetik polimer, serbest basınç, kıvam limitleri, Bentonite, powder synthetic polymer, compressıve strength, consistency limits
  7. Yıl: 2025
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Atatürk Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 91

Özet

Amaç: Bu çalışmada, USCS zemin sınıflandırma sistemine göre yüksek plastisiteli kil (CH) üzerine, kuru ağırlıkça (%1,%3,%5,%10 ve %20) oranlarında sentetik bir toz polimer (PVA) eklenerek elde edilen numunelerin kıvam limitleri, kompaksiyon ve serbest basınç mukavemetine (1,3,7 ve 28 gün) kür süresiyle etkisi araştırılması amaçlanmıştır. Yöntem: Çalışmada öncelikle katkısız ve (%1,%3,%5,%10 ve %20) polimer katkılı numuneler üzerinde düşen koni yöntemi ile kıvam deneyleri gerçekleştirilmiştir. Ardından standart kompaksiyon deneyleri yapılarak numunelerin maksimum kuru birim hacim ağırlıkları ve optimum su içerikleri belirlenmiştir. Bu verilere göre sıkıştırılan katkısız ve katkılı numuneler, (1,3,7 ve 28 gün) kür sürelerinin ardından serbest basınç deneyine tabi tutularak mukavemetleri belirlenmiştir. Bu sonuçlar katkısız numuneyle karşılaştırılmıştır. Bulgular: 1. ve 2. Karıştırma yöntemleriyle hazırlanan numuneler (1,3,7 ve 28 gün) kür sürelerinde gerçekleştirilen serbest basınç deneylerinde, katkısız numune 146,91 kN/m² iken, en yüksek dayanımlar 28 günlük numunelerden sağlanmış olup katkısız numuneye kıyasla 1. Karıştırma yönteminde %10 polimerli numunelerde 380,41 kN/m² ile % 158,9 oranında, 2. Karıştırma yönteminde %10 polimerli numunelerde 296,40 kN/m² ile % 101,8 oranında arttığı belirlenmiştir. %20 polimerli karışımlar bazı durumlarda daha yüksek dayanım göstersede %10 polimere kıyasla kayda değer artış sağlamadığı ve ekonomik açıdan daha maliyetli olduğu için optimum polimer oranı olarak %10 seçilmiştir. Ayrıca her iki karıştırma yönteminde %10 polimer kullanımıyla kür süresi beklenmeden dayanımın %50'nin üzerinde arttırılmasının mümkün olduğu görülmüştür. Sonuç: Genel olarak, polimer oranının artışıyla likit limitte ve plastisite indisinde düşüş, plastik limitte artış eğilimi gözlenmiştir. Bu durum, zeminin işlenebilirliğinin arttığını göstermektedir. Ancak, zeminin davranışında ve yapısında olumsuz etkilerin oluşmaması için polimer ilavesi %20'nin üzerine çıkarılmamıştır. Kompaksiyon deneylerinin sonuçlarına göre, polimer oranı arttıkça maksimum kuru birim hacim ağırlığı ve optimum su içeriğinde azalma görülmüştür.Genel olarak, bentonitik kilin PVA toz polimer ile yüksek uyumlu bir etkileşim sergilediği ve kür süresine bağlı olarak serbest basınç mukavemetinde olumlu sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir. Geleneksel zemin iyileştirme çalışmalarında kullanılan kimyasal katkı malzemeleri karbon salınımına neden olurken, PVA toz polimer çevre dostu bir alternatif olarak dikkat çekmektedir. Toz formunda olması ve suda kolayca çözünme özelliği sayesinde, hem zemin iyileştirmesinde hem de çevresel etkiler açısından önemli faydalar ve avantajlar sağlamaktadır.

Özet (Çeviri)

Purpose: In this study, the effects of curing duration (1, 3, 7, and 28 days) on the consistency limits, compaction characteristics, and unconfined compressive strength of clay samples obtained by adding synthetic powder polymer (PVA) in proportions of 1%, 3%, 5%, 10%, and 20% by dry weight to high-plasticity clay (CH), classified according to the USCS soil classification system, were investigated. Method: In this study, consistency tests were initially conducted on untreated samples and polymer-treated samples with polymer ratios of 1%, 3%, 5%, 10%, and 20% using the cone penetration method. Subsequently, standard compaction tests were performed to determine the maximum dry unit weights and optimum water contents of the samples. Based on these results, the untreated and polymer-treated samples were compacted and subjected to unconfined compression tests after curing periods of 1, 3, 7, and 28 days to determine their strength. These results were then compared with those of the untreated samples. Findings: In unconfined compression tests conducted on samples prepared using the 1st and 2nd mixing methods with curing periods of 1, 3, 7, and 28 days, the unconfined compressive strength of the untreated sample was 146.91 kN/m². The highest strengths were obtained from the 28-day cured samples. Compared to the untreated sample, the strength of samples with 10% polymer increased by 158.9% to 380.41 kN/m² in the 1st mixing method and by 101.8% to 296.40 kN/m² in the 2nd mixing method. Although mixtures with 20% polymer showed slightly higher strength in some cases, they did not provide a significant improvement compared to 10% polymer and were more costly, making 10% the optimal polymer ratio. Additionally, it was observed that using 10% polymer in both mixing methods allowed for an increase in strength of over 50% without requiring a curing period. Results: In general, an increase in the polymer ratio has been observed to cause a decrease in the liquid limit and plasticity index, while showing a tendency for an increase in the plastic limit. This indicates an improvement in the workability of the soil. However, to avoid adverse effects on the soil's behavior and structure, the polymer addition was not increased beyond 20%. According to the results of compaction tests, as the polymer ratio increases, both the maximum dry unit weight and optimum water content decrease. Overall, bentonitic clay has demonstrated a highly compatible interaction with PVA powder polymer, yielding positive results in unconfined compressive strength depending on the curing duration. While traditional soil improvement techniques using chemical additives contribute to carbon emissions, PVA powder polymer stands out as an environmentally friendly alternative. Its powdered form and easy solubility in water provide significant benefits and advantages both in soil stabilization and in terms of its environmental impact.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    942299

    Sentetik polimerle muamele edilmiş problemli bir zeminin şişme özelliklerinin incelenmesi

    Investigation of swelling properties of a problematic soil treated with synthetic polymer

    ABDULKADİR KAYNAK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2025

    İnşaat MühendisliğiAtatürk Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RAHİM KAĞAN AKBULUT

  2. Tez No

    389457

    Nanoparticles and nanofibers of Poly(Acrylonitrile-co-Itaconic acid)/Polythiophene composites

    Poli(Akrilonitril-ko-Itakonik asit)/Politiyofen kompozit yapıların nanopartikül ve nanolifleri

    HAVVA BAŞKAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2015

    Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Tekstil Mühendisliği Bölümü

    PROF. DR. HALE KARAKAŞ

    PROF. DR. ABDÜLKADİR SEZAİ SARAÇ

  3. Tez No

    84206

    Selüloznitrat membranların hazırlanması ve enzim reaktörlerinde performansının incelenmesi

    Preperation of cellulosenitrate membranes and ınvestigation of their performances ın enzyme reactors

    SELAHATTİN BAŞARANSOY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1999

    Kimya MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET R. ÖZDURAL

  4. Tez No

    238396

    Effects of titanate coupling agents on low density polyethylene and polypropylene blends and composites

    Titanat bazlı bağlayıcıların alçak yoğunluklu polietilen ve polipropilen karışımları ve kompozitleri üzerindeki etkileri

    GÖKHUN YILMAZ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2008

    Polimer Bilim ve TeknolojisiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Polimer Bilim ve Teknolojisi Bölümü

    DR. AHMET BEDİİ ERDEMİR

    PROF. DR. ERDAL BAYRAMLI

  5. Tez No

    906471

    Derin ötektik çözücü kullanılarak karaçam ve titrek kavak odunundan lignin nanopartiküllerinin hazırlanması ve karakterizasyonu

    Preparation and characterization of lignin nanoparticles from black pine and aspen woods by using deep eutectic solvents

    MAHMUT ÖZAYDIN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2024

    Ağaç İşleriBartın Üniversitesi

    Orman Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. DENİZ AYDEMİR

Geri Dön