Çimento – Eps Köpüğü – Kum Karışımının Hafif Dolgu Malzemesi Olarak Geoteknik Özelliklerinin Belirlenmesi

Abstract

Günümüzde geoteknik mühendisliği alanındaki gelişmeler doğrultusunda dolgu, istinat yapıları, şev stabilitesi gibi bazı uygulamalarda hafif dolguların yapılmasının ekonomik açıdan yararlı olduğu gözlenmiştir. Ayrıca hafif dolgu malzemelerinin kullanılması çok yumuşak ve sıkışabilir zeminler üzerine yapılan kontrollü dolgular için olduğu gibi, dayanma yapıları arkasına yapılan dolgularda oluşan aşırı toprak basınçları ve stabilite problemlerinin karşılanmasında geleneksel dolgulara göre daha yararlıdır. Hafif dolguların kullanılmasının ne kadar yararlı olacağının doğru bir şekilde tespit edilmesi için malzemenin birim hacim ağırlığı ve çeşitli yüklemeler altındaki mekanik özelliklerinin bilinmesi gerekmektedir. Tez kapsamında yapılmış olan deneysel çalışmanın amacı EPS-çimento-kum karışımından oluşan hafif dolgu malzemesinin geoteknik mühendisliğinde kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Bu amaçla çalışmada kendini taşıyamayan zayıf bir zemindeki stabilite sorununa çözüm olarak normal zeminlere göre çok daha hafif, dayanıklı ve sıkışabilirliği yüksek malzeme üretilmesine çalışılmıştır. EPS, çimento ve kumdan oluşan hafif dolgu karışımı için önce karışımdaki kum ve polistiren köpüğünün özgül ağırlıklar ve relatif sıkılıkları belirlenmiş, daha sonra ise kesme kutusu deneyleri, serbest basınç deneyleri, CBR ve sabit seviyeli permeabilite deneyleri yapılmıştır. Deneysel çalışma sonunda elde edilen karışımın birim hacim ağırlığının normal zeminlere göre oldukça düşük olduğu belirlenmiş, buna karşılık dayanımının daha fazla olduğu tespit edilmiştir. Elde edilmiş olan EPS-çimento-kum karışımından oluşan hafif dolgu malzemesinin ağır yapısal yükleri taşıma amaçlı kullanılmaması, yol dolgularında üzerlerine kendi ağırlıklarından başka yüklerin gelmeyeceği şevlerin oluşumunda dolgu zemini olarak kullanılması tavsiye edilir.

With the developments in geotechnical engineering, it has been found that lightweight fills are cost beneficial for some applications such as embankments, slope stability and retaining walls. As an example, lightweight materials are advantageous not only for the construction of controlled fills which are done on very soft and compressible soil, but also for fills that are behind structural elements where there is a possibility of excessive earth pressure or a stability problem when using ordinary fill materials. In fact, to determine the potential advantage of lightweight fills, it is important to know about the unit weight and mechanical properties of the material under different loading conditions. The aim of the laboratory study of lightweight fill that consist of EPS-cement-sand mixture is to investigate its usability in geotechnical applications. For weak soils with low durability which have slope stability problems, with this composite soil more durable and compressible lightweight fill material is tried to be created. By using various experiments, geotechnical properties of prepared samples were determined for mixture of lightweight fill such as specific gravity, relative density, direct shear tests, unconfined compressive tests, CBR and permeability experiments. After the laboratory studies were completed, it had found that EPS-cement-sand mixture not only has lower unit weight than normal soils, but also has higher durability. As a result, it was found that a mixture containing cement, polystyrene foam and sand, can be successfully used in some applications such as improvement of slopes and reducing the weight of embankments.