Mineral katkı malzemeleri ile çimento karışımların jet grout kolonlarında mekanik özelliklerinin araştırılması

Abstract

İnşaat sektörü son yıllarda ortaya çıkan inşaat teknikleri ile birlikte büyük değişimler yaşamıştır. Teknolojideki ilerlemeler inşaat piyasasında kullanılan yapı malzemelerinin de çeşitlenmesinde önemli bir etkendir. Zemin iyileştirmesinin yapıldığı, depreme, sıvılaşmaya ve farklı oturmalara karşı çok daha dayanıklı yapılar inşa edilmeye başlanmıştır. Doğal kaynakların azalması, hava ve çevre kirliliği endüstriyel atıkların kullanılmasına yönlendirmiştir. Uçucu Kül (UK), Silis Dumanı (SD) ve Yüksek Fırın Cürufu (YFC) puzolanik özelliklerinden dolayı çimento veya betonda kullanılan atık malzemelerin en etkili olanlarıdır. Jet Grout (JG) yöntemiyle zeminin iyileştirilmesi çağımızda kullanımı oldukça yaygındır. Bu çalışmada Katkısız Portland Çimentosu (CEM-I 42,5R) ve çimento ağırlığının %10 ve %20'si oranında Silis Dumanı (SD), %10 ve %20'si oranında F tipi Uçucu Kül (UK), %1 ve %2'si oranında Hiper Akışkanlaştırıcı (HA) bağlayıcı malzeme kullanılmış olup, bunların karışımlarından su/bağlayıcı oranı 0.8 olan 81 farklı enjeksiyon numunesi hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler 28 ve 56 gün nemi değişmeyecek şekilde bekletildikten sonra üzerinde serbest basınç ve yarmada çekme (brezilyan) dayanım deneyleri yapılmıştır. Ayrıca optimum sonuçlarda ve Jet groutta karışım yapılabilecek 16 tasarım belirlenmiş ve JG kolonu oluşturulmuştur. Oluşturulan 27 farklı numune ve 16 tasarım içerisinde 28 günde %10 SD, %1 HA içeren numunede en yüksek dayanım (Ort. 24,66 MPa) elde edilirken, 56 günde %20 SD, %10 UK, %2 HA içeren numunede en yüksek dayanım (Ort. 25,83 MPa), %10 SD, %10 UK, %1 HA içeren JG kolonda en yüksek dayanım (Ort. 26,72 MPa), kaydedilmiştir. Kısa vadede (28 gün) silis dumanı dayanımı hızlı artırırken, uzun vadede (56 gün) uçucu kül içeren numuneler ve JG kolonlar geç dayanım kazanmıştır.

The construction industry has experienced great changes with the construction techniques that have emerged in recent years. Advances in technology are an important factor in the diversification of building materials used in the construction market. More durable structures have been started to be built against earthquake, liquefaction and different settlements, where soil improvement has been made. The decrease in natural resources, air and environmental pollution has led to the use of industrial wastes. Silica Fume (SF), Fly Ash (FA) and Blast Furnace Slag (BFS) are major effective waste materials used in cement or concrete due to their pozzolanic properties. Their usage is very common in our age of improving the soil with additives. In this study, additive-free Portland Cement (CEM-I 42,5R) and 0%, 10% and 20% of cement weight SF, 0%, 10% and 20% F type FA, 0%, 20% and 40%BFS and 0%, 1% and 2% Hyper plasticizer (HP) binder material with sand were used and 81 different mortar samples with a water / binder ratio of 0.8 were prepared from their mixtures. After the preparation of samples which were kept for 28 and 56 days without changing the humidity, unconfined compressive and splitting tensile (Brazilian) strength tests were carried out on them. In addition, 16 designs that can be mixed in optimum values and Jet Grout have been determined and Jet Grout column has been created. Within 27 different samples and 16 designs, while the highest unconfined compressive strength (mean 24,66 MPa, 28 days) was obtained in the sample containing 10% SD and 1% HP, the highest unconfined compressive strength (mean 25,83 MPa, 56 days) was obtained in the sample containing 20% SD, 10% FA and 2% HP, the highest unconfined compressive strength (mean 24,66 MPa, 28 days) was obtained in the sample containing 10% SD and 1% HP, the highest unconfined compressive strength (mean 26,72 MPa, JG columns) was obtained in the sample containing 10% SD, 10% FA and 1% HP in 81 different samples. While In the short term (28 days) silica fume was increased strength fast, in the long term (56 days) samples and columns containing fly ash was gained late strength