Arkadaslar, TUBITAK projemden cikan bir sonucu paylasayim, fikir alacagim.

Konya ovasi smektitik kili (LL=85, PL=22, PI=63) uzerinde cement stabilizasyon calismasi. %1, %3, %5, %7 cement orani ile 28 gun lab cure (20 °C, %95+ nem), ardindan ASTM D4546 Method C ile sisme basinci olcumu. Stabilize edilmemis kontrol numune sisme basinci 320 kPa.

Sonuclar: %1 cement -> 245 kPa (%23 dusus), %3 cement -> 70 kPa (%78 dusus), %5 cement -> 38 kPa (%88 dusus), %7 cement -> 22 kPa (%93 dusus). %3 ile %5 arasinda en sert dusus var, sonra eklenen cement marjinal katki saglar. Bu pattern Bell (1996, Engineering Geology) ve Sridharan & Rao (2005, Soils and Foundations) makalelerindeki bulgu ile uyumlu.

%3 cement ile %78 dusus optimum gibi gorunuyor, %5 ekstra %10 katki icin %66 daha cement gerektiriyor — maliyet acisindan dusunulebilir. Ama akademik sorum su: bu davranisin teorik temeli net mi, yoksa yari-ampirik mi? Pozzolanik reaksiyonun kapasitesinin doygunluga gitmesi mi, yoksa baska bir mekanizma mi var?

Begum, bu davranisin teorik temeli iki bileskedir aslinda:

(1) Cation exchange — cement ilavesi ile salinan Ca2+ kationlari, kil tabakalarindaki Na+ veya K+ kationlari ile yer degistirir. Smektitte bu degisim cok hizli (saatler-gunler), kil tabakasinin hidrofilik karakteri azalir, sisme potansiyeli dramatik dusus. Bu daha dusuk cement oranlarinda baskin (%1-3).

(2) Pozzolanik reaksiyon — Ca(OH)2 + silikat/aluminat -> CSH/CAH. Kil tabakalarini cimentolayarak fiziksel sisme engellenir. Bu daha yavas (haftalar-aylar), daha yuksek cement oranlarinda baskin (%5+).

Senin %3 ile %5 arasi sert dusus, cation exchange'in tamamlanmasi + pozzolanik baslangici denk geliyor. %5 sonrasi marjinal katki, pozzolanik reaksiyonun mevcut silikat-aluminat envanterini tuketmeye baslamasidir. Mitchell & Soga 2005 Bolum 4 ile Bell 1996 birlikte okumalisin.

ank_ezgi yazdi:

cation exchange'in tamamlanmasi + pozzolanik baslangici denk geliyor

Ezgi ablam, harika acıklama. Bu mekanizma ayrimi tezimde ayri bolumler olusturacak. XRF analiziyle Ca2+ degisiminin kuantifikasyonu mumkun mu sence? Cation exchange'in tamamlandigini kuantitatif olarak gostermek istiyorum.

Begum, XRF total elemental composition verir, exchange'i ayirmak zor. Cation exchange icin daha iyi yontem: ATR-FTIR (interlayer water bandwidth degisimi) + CEC olcumu (ammonium acetate metoduyla, ASTM D7503). Sridharan & Rao 2005 makalesinde CEC profili cement ile vermisler, %3-5 araliginda CEC platosu gosteriyor. Senin sisme basinci platonuna paralel olabilir.

Akademik tarafindan Ezgi ile Begum guzel ilerliyor. Pratik tarafindan eklerim: %3 cement optimum gibi gorunuyor lab'de, ama sahada uygulamada karistirma kalitesi labdaki kadar homojen olmaz. Tipik saha karistirma %20-30 efektivite kaybi gosterir (kil topaklari karisimda kalir). Yani saha %3 efektif olarak %2 gibi davranir, sisme dusus %50-60 mertebesinde olur. Begum, sahada test yapmadiysan, lab degerlerini direkt ekstrapolasyon etme.

Tedbir: tasarim icin sahada %4-5 cement onerilir, lab'in %3 optimum sonucundan %25-50 daha yuksek. Bu tipik geoteknik pratik kurali, makalelerde de gecer (Bell 1996 son bolum saha-lab oransal duzeltmesi).

Mehmet abinin saha-lab transfer notu cok onemli. Begum, projenin saha asamasi olacak mi, yoksa lab calismasi mi sadece? Saha asamasi varsa rotary tiller ile karistirma + sicaklik/nem kontrolu izlenmesi gerekli. Karistirma yontemi (yerinde rotari mi, vagonda kuru karisim mi) sonucu direkt etkiler.

Deniz ablam, projenin 2. yilinda saha denemesi var, butce ile birlikte. 30x30 m test parseli, %3 ve %5 cement orani ile iki ayri bolum, 6 ay izleme. Rotary tiller ile karistirma planliyoruz, ana saha makinesi degil ama akademik test icin yeterli kapasitede. Mehmet abi'nin saha-lab oransal duzeltmesini test etmek istiyorum dogrudan.

Begum, saha denemesinde nem kontrolu kritik. Kuru kil + kuru cement karistirilirsa reaksiyon olmaz, su gerekli. Ama fazla su pozzolanik reaksiyon hizini yavaslatir, dilution effect. Optimum nem genelde Standart Proktor optimum + %2-3 araliginda, oradan ayarlanir. Sahada karistirma sirasinda nem olcumu icin nuclear gauge veya speedy moisture tester surekli kullanilmali.

Begum hocam, KTU'da yuksek lisans tezimde Trabzon-Akcaabat civarindan kile %5 cement uyguladim. 28 gun lab cure sonrasi sisme basinci %72 dustu (kontrol 180 kPa, stabilize 50 kPa). Sizin %5 ile %88 dusus daha agresif, smektitik kilin %63 PI ile cok daha hassas reaksiyon vermesi normal. Trabzon kili illit-kaolinit baskin, smektit %20-30 civari.

%3 cement ile %78 dusus, hocam zemin yargi karari okumus gibi davraniyor. "%3 mu, %5 mi, marjinal katki dusukmus..." Ben markete giderken bile bu kadar hesap yapmiyorum.

Hocam bir sorum var. Cement disinda kireç de stabilizasyonda kullaniliyor degil mi? Cement vs kire fark nedir, hangi durumda hangisi tercih edilir? Bu sorum hadsiz olabilir ama ogrenmek istedim.

manisa_jr yazdi:

Cement vs kire fark nedir, hangi durumda hangisi tercih edilir?

Manisa jr, hadsiz degil, iyi soru. Kireç (sonmus kireç, Ca(OH)2 dogrudan) cation exchange ve pozzolanik reaksiyonu da yapar, cement ile benzer mekanizma ama bazi farklar:

(1) Maliyet: Kire daha ucuz (cement'in %50-60'i).

(2) Reaksiyon hizi: Cement daha hizli (CSH cikisi, kireçten ileri), erken mukavemet kazanir. Kire yavas.

(3) Cevre: Kire daha az CO2 ayak izi, surdurülebilirlik avantaji.

(4) Etkinlik araligi: Yuksek PI (>50) kil icin kireç daha etkili literaturde, dusuk PI icin cement. Smektitte kireç sevili (ben de paralel olarak kireç testlerini yapiyorum projede). Sridharan & Rao 2005'i bu konuda referans olarak oneririm.

Begum, saha pratiginden: Anadolu'nun bircok bolgesinde kire stabilizasyonu cement'ten daha eski ve yaygin. Konya ovasinda muteahhitler %4-6 sonmus kire kullanma egiliminde, cement %3-4 ile alternatif sunuluyor. Calistigin proje akademik ama saha kabulu icin kireç paralel testi guzel olur. Saha mudurleri "kire kullanalim hocam, biz daha iyi bilirtiz" der.

Iksa abi, kireç paralel testleri zaten projenin 1. yili sonu raporunda var. %3, %5, %7 sonmus kire orani, ayni 28 gun cure. %5 kire ile %85 dusus elde ettim, cement %5 ile %88 cok benzer. Kireç maliyet avantaji ile cement kadar etkili olabiliyor smektitik kilde.

Ozet cikariyorum:

1. %3 cement ekonomik optimum, %78 dusus. Saha icin %4-5 onerilir (saha-lab oransal duzeltme).

2. Mekanizma: cation exchange (hizli) + pozzolanik (yavas). %3-5 arasi sert dusus iki mekanizmanin denk geldigi nokta.

3. Saha denemesi 2. yilda, rotary tiller, nem kontrolu sart.

4. Kire paralel testi: %5 ile %85 dusus, cement ile rekabet edebilir.

5. CEC + ATR-FTIR ile kuantitatif mekanizma dogrulamasi planlama asamasinda.

Cok katki aldim, tesekkurler herkese.

Begum hocam, yapi denetim acisindan bir not: cement stabilize zemin uzerine yapilan temellerde, tasarim raporunda lab cure verisi mutlaka belirtilmeli, sahada cure suresinin lab'a denk gelene kadar ust yapi yuklemesi yapilmamasi sart kosulmali. Bizim kontrolde bu kismi gormek istiyoruz, eksik olursa rapor iade.