Fiber ile donatılandırılmış kireç stabilize kilin donma çözünme etkisi öncesi ve sonrası mekanik özellikleri

Lime is known to be a hydraulic binder, particularly used in stabilization of soils of relatively high plasticity. On the other hand, fiber materials of high aspect ratio is used for reinforcement of soils, which help to constitute a structure counteracting the tensile stresses occuring in stabilized medium. In this study, the effect of inclusion of different types of fiber materials on clay/lime stabilized clay is investigated within an experimental framework. Lime stabilized clay samples reinforced using basalt or polypropylene fibers were subjected to standard Proctor, freeze-thaw, unconfined compressive strength and ultrasonic pulse velocity tests in order to determine their compaction and mechanical properties. A similar program excluding ultrasonic wave velocity tests were carried out on fiber reinforced specimens free of lime. Furthermore, selected specimens were subjected to Scanning Electron Microscopy (SEM) and Energy Dispersive X-Ray Spectroscopy (EDS) analyses to determine the microstructural aspects of stabilized medium. As expected, strength of clay/lime stabilized clay was improved by inclusion of both types of fibers. Although strengths of lime stabilized soils reinforced with polypropyene fiber was greater than those reinforced with basalt fiber in general, greatest strength was observed in 90-day cured basalt fiber reinforced specimen of fiber length, fiber content and lime content of 19 mm, 0.75% and 9%, respectively. Freeze-thaw effect was observed from the results of either strength or ultrasonic pulse velocity tests, these values are decreased due to freeze-thaw action. Losses in mass of specimens were determined along with measurements of ultrasonic pulse velocity and unconfined compressive strength by evaluation of the interrelationships among these parameters. Lastly, attempts using several numerical methods were made to model the strength of stabilized soils.Kireç hidrolik bir bağlayıcı olup, özellikle plastisitesi yüksek zeminlerin stabilizasyonunda kullanılmaktadır. Öte yandan boy/çap oranları yüksek olan fiber, zeminlerin donatılandırılmasında kullanılmakta, bu malzemenin kullanımı, ortamdaki çekme gerilmelerini karşılayan bir yapı oluşumuna yardım etmektedir. Bu çalışmada, değişik tipte fiber malzemelerin kireç ile stabilize edilen veya edilmeyen kil zeminin mekanik özelliklerine etkisi deneysel bir çerçevede incelenmiştir. Çalışmada bazalt ve polipropilen fiber ile stabilize edilen kil örneklerin bir standart Proktor, donma-çözünme, serbest basınç deneyleri ve ultrasonik dalga hızı deneylerine tabi tutularak sıkışma ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Bir kısım örnek fiber/kireç kombinasyonu ile stabilize edilerek benzer deneyler de bu örneklerin üzerinde de yapılmıştır. Bununla birlikte, seçilen örnekler üzerinde Taramalı Elektron Mikroskopisi (SEM) ve Enerji Dağılımlı Spektroskopi (EDS) görüntülemesi kullanılarak stabilize ortamın mikroyapısal özellikleri incelenmiştir. Beklendiği üzere, kireç içeren ve içermeyen örneklerin mekanik özellikleri hem bazalt hem de polipropilen fiberin kullanım ile gelişim göstermiştir. Genellikle polipropilen fiber ile güçlendirilen kireç stabilize kil örneklerin dayanımı, bazalt fiber ile stabilize edilen benzer örneklerin dayanımından fazla olsa da 90 günlük küre tabi tutulan örneklerden ağırlıkça % 0.75 oranında 19 mm uzunluğunda bazalt fiber içeren %9 kireç içeriğine sahip örnek en büyük dayanımı vermiştir. Donma-çözünme etkisi gerek dayanım deneylerinin sonuçlarından gerekse tahribatsız bir deney olan ultrasonik hız deneyi ölçümlerinden gözlenmiştir, dayanımlar ve ultra ses hızları düşmektedir. Örneklerin donma çözünme etkisinden sonra kütle kayıpları da kaydedilmiş, kütle kaybı ultrasonik ses hızı ve serbest basınç dayanımı arasındaki ilişkiler de ortaya konulmuştur. Son olarak değişik sayısal yöntemler ile stabilize zeminlerin dayanımı modellenmeye çalışmıştır