Numunelerin yerleştirilmesi için su borusundan hazırlanan kalıpların çapı 36mm’dir ve boyu çapının iki katı olacak şekilde 72mm olarak hazırlanmıştır.
Ayrıca, bakım süresi sonunda numunelerin kalıptan kolayca çıkarılabilmesi için kalıplar dikey eksende kesilerek hazırlanmıştır. Kalıplar içerisine numune yerleştirilmeden önce açılmaması için kalın bant ile yapıştırılmıştır.
Öncelikle darası sıfırlanan tepsi içerisine kum dökülerek tartılmıştır. Daha sonra kum içine belirlenen yüzdede (ağırlıkça) katkı malzemesi ilave edilerek küçük yüzdelerde çalışıldığı için hassas bir şekilde tartılmıştır. Kum ve katkı malzemesi topaklanma olmasına izin verilmeyerek homojen olacak bir şekilde özenle karıştırılmıştır (Şekil 3.2.a). Yaklaşık 5–10 dakika süren bu karıştırma aşamasından sonra belirlenen optimum su muhtevasına göre su ilave edildikten sonra da aynı şekilde karıştırılan malzeme (Şekil 3.2.b-c.), numune oluşturulmaya hazır hale getirilmiştir. Priz süresi geçilmeden numuneler hazırlanmıştır.
Numuneler aynı proktor deneyinde olduğu gibi eşit enerji kullanılarak tabakalar halinde ve küçük tahta bir tokmak kullanılarak sıkıştırılmıştır (Şekil 3.2.d).
Daha önceden; proktor deneyinden bulunan birim ağırlık değerine göre, hacmi de bilinen kalıplara, formüllerden elde edilen ağırlıkta numune sıkıştırmak için, standart bir sıkıştırma değeri araştırılmış ve bu değer her tabaka için 50 olarak belirlenmiştir.
Yani, her tabakaya 50 darbe vurularak numune 3 tabaka halinde kalıba yerleştirilmiştir. Kalıplar numunenin deney zamanı geldiğinde, kalıptan kolay çıkarılabilmesi için yağlanmıştır. Numune yüzeyinin düz bir yüzey oluşturması için palet kullanılmıştır. Değişik yüzdelerde hazırlanıp sıkıştırılan numunelerin kalıplarının üzerine, numunelerin karışmasını önlemek için, yüzdeleri belirten etiketler yapıştırılmıştır. Şekil 3.2.e’de numune kalıbı, tokmak, sıkıştırılıp etiketlenmiş numune, kürden sonra kalıptan çıkarılmış numune ve serbest basınç deneyinden sonraki kırılmış bir numune görülmektedir. Şekil 3.2.f’de ise numuneler hazırlandıktan sonra kür ortamına konulmadan önceki halleri görülmektedir.
Hazırlanan numuneler, ıslak bir bez altında, bezin ıslaklığı sabit kalacak şekilde düzenli olarak ıslatılarak, naylon altında suyun kurumasını önleyecek şekilde, kür
(bakım) uygulanmıştır. Zamanı gelen numuneler, serbest basınç deneyine tabi tutulmuştur.
Şekil 3.2 Numunelerin Hazırlanma Aşamaları 3.6 Serbest Basınç Deneyi
Deneyin amacı; arazide bir yapı temeli veya toprak dolgu altında kalacak veya herhangi bir başka yüklemeye maruz kalacak zemin tabakalarının gerilme-şekil değiştirme davranışlarını ve kayma mukavemetlerini belirlemek için, bu tabakalardan numune almak ve bunları laboratuarda deneye tabii tutmaktır ve bunun için birçok deney yöntemi geliştirilmiştir. Serbest basınç deneyi de bunlardan bir tanesidir.
Sonuçta serbest basınç mukavemeti bulunmaktadır.
3.6.1 Deneyin Teorisi
Serbest basınç deneyinde silindirik bir zemin numunesi yalnızca eksenel doğrultuda yüklemeye tabii tutulmaktadır. Eksenel yük artışları altında meydana gelen numunenin boy kısalması, yani eksenel şekil değiştirmesi (deformasyon), ölçülmekte ve gerilme-şekil değiştirme eğrileri elde edilmektedir. Eksenel gerilmenin en büyük değeri (veya göçme kabul edebilecek şekil değiştirme seviyesine karşılık gelen değeri) zeminin serbest basınç mukavemeti (qu) değerini vermektedir.
(a) (b) (c)
(d) (e) (f)
Numunede oluşan kayma düzleminin alt ve üst yükleme başlıkları ile kesişmemesi için, boy uzunluğu/çap oranının
h/d ≥ 2 (3.6)
olarak seçilmesi uygun olmaktadır.
Serbest basınç deneyi ancak herhangi bir yanal destek olmaksızın kendi kendini dik olarak ayakta tutabilecek özelliklere sahip zeminler üzerinde uygulanabilmektedir. Bu yönden kumlar üzerinde uygulanması mümkün değildir.
Yalnızca killi zeminler için kullanılan bir deney yöntemi olmaktadır. Deney sırasında numunenin drenaj koşulları kontrol edilemediği için, hızlı yükleme yapılarak, zeminin drenajsız kayma mukavemetinin elde edildiği kabul edilmektedir. Eksenel yüklemeden önce zemini konsolide etmek ve eksenel yükleme sırasında oluşan boşluk suyu basınçlarını ölçmek mümkün olmamaktadır. Bu kısıtlayıcı yönlerine karşın; serbest basınç deneyi, killerin drenajsız kayma mukavemetini belirlemekte yaygın olarak kullanılan bir deney yöntemi olmaktadır.
P
d h
qu
ε ∆= h/h P/A= σ
α
Şekil 3.3 Serbest Basınç Deneyinde Kırılma ve Gerilme Deformasyon
Bir serbest basınç deneyinde göçme anındaki gerilme durumunu gösteren Mohr dairesi ve drenajsız kayma mukavemeti zarfı Şekil 3.4’te gösterilmektedir.
a) Göçme b) Gerilme Deformasyon
σ τ
φ=0
mukavemet zarfi
qu
Cu
σ3=0 σ 1
Şekil 3.4 Drenajsız Kayma Mukavemeti Zarfı ve Mohr Dairesi
Drenajsız kayma mukavemetinin, göçme anındaki gerilme durumunu gösteren mohr dairesi çizilerek,
u u
f c q
2
= 1
τ = (3.7)
olarak elde edilebileceği bu şekilden açık olarak görülmektedir. Fakat bu şekilde elde edilen kayma mukavemetinin, ancak özel arazi yükleme ve drenaj koşullarında geçerli olacağı unutulmamalıdır (Laman ve Yıldız, 1996).
Kırılma anındaki en büyük yük (Pmax), zemin örneğinin enkesit alanına bölünerek, serbest basınç mukavemeti qu bulunur.
d
u A
q =σ1 = Pmax (3.8)
Serbest basınç deneyinde, yükleme, göreli olarak hızlıdır ve deney koşulları, drenajsız (zemin örneğinden su çıkmaz.) olarak düşünülür. Kısaca zemin örneğinin hacmi deney süresince sabit kalır. Kırılma sırasında, zemin örneğinin en kesit alanı, aşağıdaki gibi hesaplanır. Bu arada hacim sabittir.
qu (kayma mukavemeti) σ3=0 σ1
d
3.6.2 Kullanılan Aletler
1. Etüv
2. Numune kapları 3. Terazi
4. Serbest basınç test cihazı: Bu cihaz biri sabit, diğeri düşey yönde hareket ettirilebilen iki yuvarlak plakadan oluşur. Düşey yük, yük halkası vb. yük ölçme düzeni ile düşey deformasyon biçiminde uygulanır.
5. Yük halkası: Elastik, lineer davranan, yuvarlak bir çelik halkadır.
6. Deformasyon saati: (Komparatör, boy kısalması göstergesi ) tercihen 0,01 mm duyarlıklı (önce kullanılan saatin kapasitesi 2kN ve k sabiti 0,13kg/div olduğu ve kapasitesinin aşılacağı düşünüldüğü için 4,5kN kapasiteli ve yükleme hızı da 0,6mm/min olan saatle değiştirilmiştir).
7. Yeterli hassasiyette düşük aralıklardaki yükleme okumalarını alabilecek Yükleme Ringi veya hücresi
8. Kumpas: Verniyerli
9. Çelik kıl testere: Numuneyi tıraşlamak için kullanılır.
10. Kronometre
Şekil 3.5 Serbest Basınç Deneyinin Yapılışı ve Kırılmış Numuneler 3.6.3 Deneyin Yapılışı
1-Numune(36mm çapında ve 72mm yüksekliğinde) presin alt platformuna merkezlenerek oturtulduktan sonra üst başlık numunenin üst yüzeyine rahatça ve tam değecek şekilde indirilmiştir. Boy değişimini ölçen saat alt ve üst başlıklara yerleştirilerek sıfırlanmıştır.
2-Yükleme numunede dakikada %0,5 – 2 oranında boy kısalması oluşturacak şekilde yapılmıştır. Yük ve boy değiştirme okumaları alınmıştır.
3-Deneye numune üzerinde kesilme meydana gelene kadar devam edilmiştir.
Mukavemeti çok yüksek olan bazı numunelerde göçme patlama şeklinde gözlenmiştir. Kırılma şekli Şekil 3.5’te gösterilmektedir. Numune tartılarak su muhtevasının belirlenmesi için etüve konulmuştur. Eşitlik 3.5 yardımıyla su muhtevaları bulunmuştur ve kırılmış numunelere ait bulunan su muhtevaları Çizelge 4.3, Çizelge 4.7, Çizelge 4.15’te verilmiştir.
(a) (b)
4 BULGULAR VE TARTIŞMA
Deneysel çalışmalarda kullanılacak olan kum zemin numunesi üzerinde kompaksiyon (Proktor) deneyi yapılmıştır. Kompaksiyon deneyi verileriyle oluşturulan grafikten numunenin maksimum yoğunluğa sahip olduğu yani, zeminin maksimum sıkıştırılması için gerekli olan, optimum su muhtevası %5,81 ve buna karşılık gelen maksimum birim hacim ağırlık 1,64gr/cm3 olarak elde edilmiştir. Bu optimum su muhtevası değerine göre hazırlanan numuneler üzerinde yapılan serbest basınç deney sonuçları da bu bölümde incelenecektir.
1,59 1,60 1,61 1,62 1,63 1,64
4,00 4,50 5,00 5,50 6,00 6,50 7,00 7,50
Su İçeriği (%) Kuru Birim Hacim Ağ. (gr/cm3 )
Şekil 4.1 Çalışmada Kullanılan Kum Zeminin Proktor Deneyi Sonucunda Elde Edilen Grafik
Deneyler üç grup halinde yapılmıştır. Birinci grup deneylerde katkı malzemesi olarak sadece çimento kullanılmış ve numuneler beşinci günden itibaren kür uygulanmaya başlanmıştır. İkinci ve üçüncü grup deneylerde ise, çimento ve cüruf ilave edilerek elde edilen numuneler, ilk günden itibaren kür uygulanmaya başlanmıştır.
4.1 Birinci Grup Deneyler
İlk yapılan deneylerde kum zemine çimentonun katkısı araştırılmıştır.
Numuneler %3, %4, %5, %6, %7 ve %8 çimento katkısı ile hazırlanmıştır.
Deneylerden elde edilen grafiklerden görülmektedir ki çimento katkısı ile dayanım zamanla artmaktadır. %4 çimento katkısı ile hazırlanan numunelerin, değişik zamanlarda kırılması sonucu, elde edilen gerilme deformasyon grafiği Şekil 4.2’de verilmektedir. Diğer araştırılan % gruplarında da aynı durum geçerli olup; grafikleri Ek.3 kısmında verilmiştir. Grafikte aynı miktarda katkı malzemesinin gerilme deformasyon ilişkileri görülmektedir. Göçme yükleri net olarak görünen grafiklerden, numunelerin 56 gün sonunda en fazla dayanıma sahip oldukları görülmüştür.
0,00 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 9,00 10,00
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025 Deformasyon
Gerilme(kgf/cm2 )
7gün 14gün 28gün 56gün
Şekil 4.2 %4 Çimento Katkısında Gerilme Deformasyon İlişkisi
Şekil 4.3’teki grafikte de aynı gün içerisinde yapılan deneylerde çimento miktarı artışının mukavemeti nasıl etkilediği görülmektedir. Çimento miktarı arttıkça dayanım da artmaktadır. Yine diğer zaman grupları için de aynı çalışmalar yapılmış olup Ek.3 kısmında verilmiştir.
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025
Deformasyon Gerilme (kgf/cm2 )
%3 çim
%4 çim
%5 çim
%6 çim
%7 çim
%8 çim
Şekil 4.3 Çimento Miktarı Artışının 7 Günlük Numunelerde Mukavemet Üzerindeki Etkisi
Şekil 4.4’deki grafikte ise; çimento miktarı ile gerilme arasında yaklaşık doğrusal bir ilişki olduğu görülmektedir. Eğilim çizgileri aynı gün içerisinde yapılan, aynı yüzdede çimento içeren, numuneler üzerindeki deneyleri belirtmektedir. Ayrıca Şekil 4.4’te verilen eğilim fonksiyonları ve korelasyon katsayıları Excel bilgisayar programında hesaplanarak Çizelge 4.1’de verilmiştir.
0,00
Şekil 4.4 Aynı Gün İçerisinde Yapılan Aynı Yüzdede Çimento İçeren Numune Üzerinde Yapılan Deneyler
Çizelge 4.1 Şekil 4.4’e Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (çimento)2+b (çimento)+c
Şekil 4.5’deki grafikte ise; gerilme zaman arasındaki ilişki ikinci dereceden bir eğri olduğu görülmektedir. Genel olarak yedi gün içerisinde numunelerin hızla dayanım kazandığı ve 28 günden sonra bu dayanım hızındaki artış azalmaya başlamıştır. Eğilim çizgileri farklı çimento oranlarında yapılan deneylere ait gerilme zaman ilişkililerine belirtmektedir. Ayrıca Şekil 4.4’te verilen eğilim fonksiyonları ve korelasyon katsayıları Excel bilgisayar programında hesaplanarak Çizelge 4.2’de verilmiştir.
0.00
Şekil 4.5 Aynı Yüzdede Hazırlanan Numunelerin Zamanla Gerilme Artışı
Çizelge 4.2 Şekil 4.5’e Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (t)2+b (t)+c
%7 Çimento 0,007 -0,306 13,857 0,999
%8 Çimento -0,003 0,282 11,605 0,999
Çizelge 4.3’de beşinci günden itibaren kür uygulanmaya başlanmış (1.grup) numunelerin 56 gün boyunca yapılan deneyler sonucunda hesaplanan su muhtevası değerleri görülmektedir. Görüldüğü üzere, numunelerin su muhtevası değerleri aynı tutulmaya çalışılmış olup;%3-4 aralığında değerler almıştır.
Çizelge 4.3 Birinci Grup Deneylerde Su Muhtevası Değerleri
Zaman (%)Çimento w(%)
%3 3,43
Çizelge 4.4’de ilk grupta yapılan deneylerden elde edilen göçme yükü değerleri çizelge halinde verilmektedir. Çizelgeler kullanılarak hazırlanan grafikler Ek.3 kısmında verilmiştir.
Çizelge 4.4 Birinci Grup Deneylerden Elde Edilen Göçme Yükü Değerleri
1. Grup Gerilme(kgf/cm2)
7gün 14gün 28gün 56gün
%3 Çimento 2,57 3,14 3,65 3,41
%4 Çimento 3,69 4,85 5,54 8,68
%5 Çimento 5,06 9,30 8,21 9,67
%6 Çimento 6,71 7,98 11,91 11,95
%7 Çimento 12,11 10,89 10,89 18,96
%8 Çimento 13,38 15,03 17,02 17,64
4.2 İkinci Grup Deneyler
Bu gruptaki deneyler yine kum zemine %3, %5, %7 çimento ve toplamda %3,
%5, %7 yarısı çimento yarısı cüruf olacak şekilde katkı malzemesi ilave edilmiştir.
Bu gruptaki numuneler ilk günden itibaren kür uygulanmaya başlanmıştır. Bu gruptaki %3, %5, ve %7 çimento katkısı olan numuneler ile yapılan deneylerin sonuçları ile, birinci gruptaki, yani beşinci günden itibaren kür edilmeye başlanan numunelerle yapılan deneylerin sonuçları karşılaştırılmıştır. Kür etkisi gözlemlenmiştir. Şekil 4.6’da ilk günden itibaren kür uygulanmaya başlanan çimento katkılı numunelerdeki mukavemetin, beşinci günden itibaren, kür uygulanmaya başlanan numunelerin mukavemetinden daha fazla olduğu ve zamana bağlı dayanım artımının daha yüksek olduğu açık bir şekilde görülmektedir Ayrıca Şekil 4.6’da verilen eğilim fonksiyonları ve korelasyon katsayıları Excel bilgisayar programında hesaplanarak Çizelge 4.5’te verilmiştir.
0.00
Şekil 4.6 Birinci ve İkinci Grup Deneylerin Karşılaştırılması (Kür Faktörü)
Çizelge 4.5 Şekil 4.6’ya Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (t)2+b (t)+c
a b c R2
%3 Çim (ilk grup) -0,001 0,095 1,997 0,991
%5 Çim (ilk grup) -0,003 0,237 4,616 0,569
%7 Çim (ilk grup) 0,007 -0,306 13,857 0,999
%3 Çim (ikinci grup) 0,001 0,061 2,299 0,987
%5 Çim (ikinci grup) -0,002 0,297 4,614 0,999
%7 Çim (ikinci grup) -0,007 0,636 8,697 0,994
Şekil 4.7’de aynı miktarda katkı malzemesi kullanılarak elde edilen gerilme deformasyon grafiği verilmiştir. Yedinci günde yapılan bu deneylerde çimento katkılı numune dayanımının nispeten daha fazla olduğu görülmektedir.
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025
Deformasyon Gerilme (kgf/cm2 )
çim çim-cüruf
Şekil 4.7 7 Gün Sonunda Aynı Miktar Çimento ve Çimentolu Cüruf İlavesinin Karşılaştırılması
Şekil 4.8’de %7 çimento katkısının gerilme deformasyon değişiklikleri görülmektedir. Göçme anı da belirli olan grafikten anlaşıldığı gibi numuneler 56 gün sonunda en fazla dayanıma sahip olmuştur. Şekil 4.9’da ise, cüruf çimento karışımı için elde edilen değerler ile çizilmiştir. İki grafikte de katkı malzemesi miktarı
%7’dir.
0,00
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025
Deformasyon
Şekil 4.8 Sadece %7 Çimento İçin Gerilme Deformasyon Değişiklikleri
0,00
0,000 0,005 0,010 0,015 0,020 0,025
Deformasyon
Şekil 4.9 %3,5Çimento %3,5 Cüruf İçin Gerilme Deformasyon Değişiklikleri
Ayrıca bu grupta yapılan deneylerde, aynı miktarda katkı malzemesi kullanılarak yapılan, deney sonuçları da (Şekil 4.10’daki gibi) karşılaştırılmış olup birbirine yakın sonuçlar verdiği görülmüştür. Yarı cüruf – yarı çimento katkısı ile daha ekonomik çalışmalar yapılabileceği açıktır. Bu bölümde sadece %7 katkı için
yapılan çalışmaya yer verilmiş olup; diğerleri Ek.4 kısmında verilmiştir. Katkı malzemesi ve zaman arttıkça mukavemet değerlerinin yakınlaştığı görülmektedir.
Eren ve Yılmaz (2004), yaptıkları çalışmada, yüksek fırın cürufu veya uçucu kül’ün portland çimentosu yerine bir miktar kullanılmasının, değişik sıcaklıklarda kür uygulanan betonların dayanımlarına olan etkilerini incelemişler ve cüruf içeren betonların 100% Portland çimentolu betonlara göre, ilk yaşlarda, daha yavaş dayanım kazandığını göstermişlerdir. Fakat daha ileriki yaşlarda (56 gün), cüruflu karışımların Portland çimentolu karışımlara yakın bir değer verdiğini görmüşlerdir.
Ancak kendi çalışmalarında, 20°C’de kür uygulanan %50 cüruflu karışımın 90 güne kadar Portland çimentolu karışımın değerine yakın olmadığını görmüşlerdir ve bu farkın, Wainwright ve Tolloczko (1986)’nun daha yüksek miktarda Portland çimentosu (437 kg/m3) ve daha düşük su/çimento oranı kullanımı ile oluştuğunu açıklamışlardır. Aynı zamanda cüruflu betonların 28 gün kür süresinden sonra, Portland çimentolu betonlar ile, aynı davranışı gösterdiğini ve cüruflu betonların en yüksek dayanım değerini 20°C kür sıcaklığında kazandığını göstermişlerdir. Yapılan bu çalışmada da daha düşük dayanımlı bir çimento kullanımı ile cüruflu karışımın dayanımının, Eren ve Yılmaz (2004)’ün çalışmasında olduğu gibi çimentolu karışım değerine yaklaşması beklenmektedir. Tokyay (2003)’ de aynı 28 günlük dayanımın elde edildiği, birbirine çok yakın inceliklerdeki bir portland çimentosuyla %65 cüruf içeren bir cüruflu çimento karşılaştırıldığında, erken yaşlarda portland çimentosunun, geç yaşlarda ise cüruflu bir çimentonun daha yüksek dayanıma sahip olduğunu belirtmektedir.
0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00
0 10 20 30 40 50 60
Zaman(gün) Gerilme(kgf/cm2 )
çim çim-cur
Şekil 4.10 %7 Katkı Malzemesi İle Elde Edilen Grafik
Çizelge 4.6 Şekil 4.10’a Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (t)2+b (t)+c
a b c R2
Çimento -0,007 0,636 8,697 0,994
Çimento-Cüruf -0,006 0,575 5,776 0,985
Çizelge 4.7’de ilk günden itibaren kür uygulanmaya başlanmış numunelerin 56 gün boyunca yapılan deneylerin sonucunda, hesaplanan su muhtevası değerleri görülmektedir. Görüldüğü üzere numunelerin su muhtevası değerleri aynı tutulmaya çalışılmış olup; %4-5 aralığında değerler almıştır.
Çizelge 4.7 İkinci Grup Deneylerde Su Muhtevası Değerleri
Çizelge 4.8’de ikinci grupta yapılan deneylerde bulunan gerilme değerleri çizelge halinde verilmektedir. Çizelgeler kullanılarak hazırlanan grafikler Ek.4 kısmında verilmiştir.
Çizelge 4.8 İkinci Grup Deneylerden Elde Edilen Göçme Yükü Değerleri
2. Grup Gerilme(kgf/cm2)
4.3 Üçüncü Grup Deneyler
Üçüncü grup çalışmada ise; ikinci gruba ilave olarak %10 çimento ve yarısı çimento, yarısı cüruf olmak üzere %10 katkı malzemesi olan deney numuneleri hazırlanmış ve kontrol amaçlı olarak da %5 çimento ve aynı şekilde %5 katkı malzemeli numuneler hazırlanıp, deney zamanı gelince kırılmıştır. Yani üçüncü grup çalışmalar aslında ikinci grubun devamı niteliğinde yapılan çalışmaları içermektedir.
Şekil 4.11 ve Şekil 4.12’de çimento miktarı ve gerilme değerleri verilmiştir.
Görüldüğü gibi; çimento katkılı ve çimento cüruf karışımı katkılı numunelerin dayanım davranışı birbirine çok benzemektedir.
Şekil 4.11 Farklı Oranlarda Çimento Katkısı ve Gerilme Değerleri
Çizelge 4.9 Şekil 4.11’e Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (çimento)2+b (çimento)+c
0 10 20 30 40 50 60 70
1 2 3 4 5 6
%Çimento Gerilme(kgf/cm2 )
7gün 14gün 28gün 56gün
Şekil 4.12 Cüruflu Çimento Katkısı ve Gerilme Değerleri
Çizelge 4.10 Şekil 4.12’ye Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (çimento)2+b (çimento)+c
a b c R2
7 gün 0,000 5,386 -7,765 0,937
14 gün 0,000 5,264 -5,335 0,980
28 gün 0,000 5,689 3,686 0,993
56 gün 4,301 -13,812 18,242 0,993
Şekil 4.13 ve Şekil 4.14’ten de görülmektedir ki; zaman geçtikçe cüruf katkılı olan numunelerin dayanımı sadece çimento katkılı numunelerin dayanımına çok yaklaşmaktadır. Tokyay (2003), Eren ve Yılmaz (2004)’da aynı şekilde zamanla cüruf katkısının çimento katkısı ile kazanılan dayanıma yakın mukavemet değerleri kazanacağını savunmuşlardır.
0.00
Şekil 4.13 İlk 7 Gün İçin Aynı Miktarda Katkı Malzemesinde Gerilme Değerleri
Çizelge 4.11 Şekil 4.13’e Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (katkı)2+b (katkı)+c
a b c R2
Çimento 0,204 0,451 -0,618 1,000
Çimento-Cüruf 0,326 -1,592 4,086 0,999
0.00
Şekil 4.14 Toplam 56 Gün İçin Aynı Miktarda Katkı Malzemesinde Gerilme Değerleri
Çizelge 4.12 Şekil 4.14’e Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (katkı)2+b (katkı)+c
a b c R2
Çimento 1,378 -8,797 23,106 0,980
Çimento-Cüruf 1,075 -6,906 18,242 0,993
Şekil 4.15 ve Şekil 4.16’da ise; zamanla mukavemet artışı, değişik katkı miktarlarına göre, önce sadece çimento için sonra çimento ve cüruf katkısı için gösterilmiştir.
0.00 10.00 20.00 30.00 40.00 50.00 60.00 70.00 80.00
0 10 20 30 40 50 60
Zaman(gün) Gerilme(kgf/cm2 )
%3 çim
%5 çim
%7 çim
%10çim
Şekil 4.15 Sadece Çimento İçin Zamanla Mukavemet Artışı
Çizelge 4.13 Şekil 4.15’e Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (t)2+b (t)+c
a b c R2
%3 Çimento 0,000 0,083 2,076 0,984
%5 Çimento 0,000 0,201 5,597 0,991
%7 Çimento -0,007 0,636 8,697 0,994
%10 Çimento -0,010 1,375 19,716 0,886
0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00
0 10 20 30 40 50 60
Zaman(gün) Gerilme(kgf/cm2 )
%1,5 çim-%1,5 cur
%2,5 çim-%2,5 cur
%3,5 çim-%3,5 cur
%5-5çim
Şekil 4.16 Cüruflu Çimento İçin Zamanla Mukavemet Artışı
Çizelge 4.14 Şekil 4.16’ya Ait Eğilim Fonksiyonları ve Korelasyon Katsayıları
σ=a (t)2+b (t)+c
a b c R2
%1,5 Çim-%1,5Cüruf 0,000 0,077 2,081 0,973
%2,5 Çim-%2,5Cüruf -0,005 0,485 0,752 0,995
%3,5 Çim-%3,5Cüruf -0,006 0,575 5,776 0,985
%5 Çim-%5 Cüruf 0,020 -0,555 24,125 0,999
Şekil 4.17’de iki ayrı zamanda yapılan deneyin sonuçlarını karşılaştırmak için yapılmış olup, yapılan deneylerin güvenirliliğini göstermektedir. Bu grafik, iki farklı zamanda hazırlanan numunelerin 56 gün sonunda kırılmasıyla hazırlanmıştır.
Sonuçlar birbirine çok yakın çıkmıştır ve bu da deneylerin tutarlı olduğunu göstermektedir. Bu karşılaştırmanın sadece 2. ve 3. grup için yapılmasının sebebi numunelere aynı şekilde kür uygulanmasıdır.
0,00 2,00 4,00 6,00 8,00 10,00 12,00 14,00 16,00 18,00
0,000 0,002 0,004 0,006 0,008 0,010 0,012 0,014 Deformasyon
Gerilme(kgf/cm2 )
2.grup 3.grup
Şekil 4.17 Deneyin Tutarlılığı İçin %5 Çimento Katkısı İçin Hazırlanan Grafik
Çizelge 4.15’de ikinci grubun devamı niteliğinde olan ve ilk günden itibaren kür uygulanmasına başlanmış numunelerin 56 gün sonucunda hesaplanan su muhtevası değerleri görülmektedir. Görüldüğü üzere numunelerin su muhtevası değerleri aynı tutulmaya çalışılmış olup; %4-5 aralığında değerler almıştır.
Çizelge 4.15 Üçüncü Grup Deneyler İçin Su Muhtevası Değerleri
Çizelge 4.16’da ise üçüncü grupta yapılan deneylerde bulunan gerilme değerleri çizelge halinde verilmektedir. Çizelgeler kullanılarak hazırlanan grafikler Ek.5 kısmında verilmiştir.
Çizelge 4.16 Üçüncü Grup Deneylerden Elde Edilen Göçme Yükü Değerleri
3. Grup Gerilme(kgf/cm2)
7gün 14gün 28gün 56gün
%3 Çimento 2,58 3,50 4,13 6,79
%5 Çimento 6,69 8,37 11,83 16,59
%7 Çimento 12,54 16,62 20,61 21,66
%10 Çimento 24,24 45,16 46,56 66,86
%1,5 Çim-%1,5Cüruf 2,30 3,50 4,27 6,32
%2,5 Çim-%2,5Cüruf 4,14 6,22 10,83 13,06
%3,5 Çim-%3,5Cüruf 9,05 13,57 17,08 20,53
%5 Çim-%5Cüruf 20,77 21,17 24,19 57,17
5 SONUÇLAR VE ÖNERİLER
Bu çalışmada sunulan deneysel sonuçların ve analizlerin değerlendirilmesi ile aşağıdaki sonuçlara ulaşılmıştır.
1. Deneysel çalışmalarda kullanılan kumlar üzerinde yapılan kompaksiyon deneyinde, optimum su muhtevası %5,81 ve buna karşılık gelen maksimum birim hacim ağırlık 1,64gr/cm3 olarak elde edilmiştir.
2. Çimento ve çimento cüruf karışımı oranlarının artmasıyla kum zeminde mukavemetin arttığı gözlenmiştir.
3. Optimum su muhtevasında ve aynı oranda katkı malzemesi ile hazırlanan numuneler, değişik şartlarda kür uygulandığında, ilk günden itibaren kür uygulanan numunelerin beşinci günden itibaren kür uygulanan numunelere oranla, daha fazla mukavemet kazandığı görülmüştür.
4. Katkı malzemesinin artışı ile, serbest basınç deneylerindeki göçme, numunelerin aniden dağılması şeklinde görülmeye başlamıştır.
5. Yapılan deneyler daha uzun süre zarfında yapılacak olursa; cüruf katkısı ile hazırlanan numunelerin dayanımı, çimento ile hazırlanan numunelerin dayanımına daha da yaklaşacaktır. Çimento ile zemin ıslahında çimentoya cüruf gibi atık malzemelerin ilavesiyle daha ekonomik çözümler üretilebileceği gibi, çevre kirliliğinin de önlenmesine yardımcı olunacağı açıktır.
6. Yedi gün sonunda numunelerin serbest basınç mukavemetinde hızlı bir artış gözlenirken; 28 gün sonunda bu artışın hızının azaldığı görülmüştür.
7. Her bir ton çelik üretiminde ortaya çıkan 300 kilo cürufun kullanım alanlarının genişletilmesi, cüruf atığı yığınlarını azaltacaktır. Ayrıca; yol inşaatı sektörüne, ucuz bir hammadde sağlayacaktır.
8. Hazırlanılan kalıplara numunelerin eşit enerjide sıkıştırılmasına gayret edilmiştir. Daha gerçekçi sonuçlara ulaşmak için, arazide sıkıştırılmış dolgudan, örselenmemiş numune alınması daha uygun olabilir. Aynı zamanda CBR kalıplarından da örselemeden numune örnekleri alınabilir.
9. Sabit bir çimento oranında, değişik cüruf katkı oranları ile numuneler hazırlanılırsa, cüruf katkısının zemine olan katkısı daha rahat
9. Sabit bir çimento oranında, değişik cüruf katkı oranları ile numuneler hazırlanılırsa, cüruf katkısının zemine olan katkısı daha rahat