Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları

• 1
• 1
• 1

• MakaleAçık Erişim2025/r/bayburt/15944
  Optimization and Mechanical Performance of Alkali-Activated Bottom Ash and Polypropylene Fiber in Deep Mixing Columns

  Yilmaz, Fatih; Kamiloğlu, Hakan Alper; Avlayan, Büşra

  Deep mixing columns (DMC) are one of the widely used soil improvement methods in cohesive and cohesionless soils. Cement and lime are predominantly used as conventional binders in DMC grout. Due to high CO2 emissions from conventional binders, the feasibility of using alkali-activated binders as DMC grout is being investigated. This study was conducted in three main stages. In the first stage, the proportions of bottom ash and activator (mixture of 10M NaOH and Na2SiO3) were optimized to achieve the highest UCS value using response surface methodology (RSM). In the second stage, the influence of polypropylene fiber content was examined in detail by incorporating varying amounts of fibers into the optimized binder-activator mixture to determine the optimal fiber content. Since DMC are fully buried, they are cured in the soil media. In this case, the soil temperature, which varies along the depth of the soil, also becomes the curing temperature of the DCM. Due to climate, soil condition and thermodynamic based parameters, curing temperature of the DMC varies throughout the soil depth. Therefore, in the third stage, the effect of curing temperature on the mechanical properties of the stabilized samples was evaluated under different temperatures. Results of the study revealed optimal UCS values with AAB content of 0.3-0.5 and activator content of 0.45-0.5. Polypropylene fiber reinforcement further improved strength, reaching an optimum at 1.50-1.75% content. Curing temperature played a significant role, with UCS and modulus of elasticity increasing up to 30 °C, indicating the importance of considering environmental factors in DMC design. These findings suggest that the optimized mixture has the potential to replace conventional cement-based binders in DMCs, offering a more sustainable solution with lower carbon emissions. Furthermore, the observed influence of curing temperature highlights the need to account for subsurface thermal variations when designing DMCs, as these factors significantly affect strength gain and long-term performance.

  • 
  • 
  • 
  İncele
• Yüksek Lisans TeziAçık Erişim2022/r/bayburt/17253
  Polipropilen lif donatılı geopolimer derin karıştırma kolonunun yanıt yüzey yöntemi ile optimizasyonu ve sıcaklık etkisinin araştırılması

  Büşra Avlayan

  Boyları 30m'ye varan derin karıştırma kolonları kohezyonlu ve kohezyonsuz zeminlerde sıkça kullanılan derin zemin iyileştirme yöntemlerinden biridir. Tamamen zemine gömülü halde çalışan derin karıştırma kolonları kürlerini oluşturuldukları zemin ortamından almaktadır. Bu durumda zemin derinliği boyunca değişen zemin sıcaklığı aynı zamanda derin karıştırma kolonlarının kür sıcaklığı olmaktadır. Derin karıştırma kolonlarının imal edildikleri bölgenin yıllık ortalama sıcaklığı, imalatın yapıldığı günün hava sıcaklığı, zeminin termal iletkenlik katsayısı gibi parametreler zemin derinliği boyunca sıcaklığın yüzey sıcaklığından farklı olmasında rol oynar. Bu nedenle çoğu zaman zemin derinliği boyunca sıcaklık yüzey sıcaklığından farklı olur. Bu durum derin karıştırma kolonlarında zemin derinliği boyunca kür sıcaklığının değişken olması durumunu doğurur. Bu da kolonların taşıma gücüne etki eder. Yapılan bu tez çalışmasında sıcaklık etkisinin yüksek plastisiteli kil içeren bir zemin ortamında polipropilen donatı katkılı geopolimer esaslı derin karıştırma kolonu harcının mekanik özelliklerine olan etkisinin incelenmesi amaçlanmıştır. Yapılan çalışma kapsamında Amerikan Karayolları İdaresi'nin (FHWA) derin karıştırma kolonları için önermiş olduğu numune hazırlama şekilleri dikkate alınarak 50 mm çapında ve 100 mm yüksekliğinde numuneler oluşturulmuş. Geopolimer malzemenin elde edilmesinde bağlayıcı olarak F sınıfı uçucu kül kullanılmıştır. Aktivatör olarak kütlece %50-%50 oranında 10 M NaOH ve Na2SiO3 çözeltileri kullanılmıştır. Çalışma üç aşamada gerçekleştirilmiştir. Birinci aşamada yanıt yüzey yöntemi kullanılarak maksimum serbest basınç dayanımını veren bağlayıcı miktarı ve aktivatör içeriği belirlenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında optimum miktarda bağlayıcı ve aktivatöre farklı oranlarda 6mm uzunluğunda polipropilen donatı karıştırılarak elde edilen numunelerin serbest basınç dayanımı belirlenmiştir. Bu suretle maksimum serbest basınç dayanımını veren donatı içeriği elde edilmiştir. Çalışmanın üçüncü adımında ideal miktarları belirlenen bağlayıcı, aktivatör ve polipropilen lif katkıları ile zemin numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanan numuneler 5°C, 10°C, 20°C ve 30°C'lik kür sıcaklıklarında 7 gün ve 28 gün kürlenmiştir. Kürlenen numuneler serbest basınç deneyleri ve üç eksenli basınç deneylerine tabi tutulmuştur. Bu suretle sıcaklık etkisinin serbest basınç dayanımı, elastisite modülü, içsel sürtünme açısı ve kohezyon parametrelerine olan etkisi incelenmiştir. Yapılan çalışma sonucunda numunelerin mekanik özelliklerinin 20°C'lik kür sıcaklığına kadar artan sıcaklıkla birlikte dikkate değer şekilde arttığı, bu sıcaklık değerinin üzerinde mekanik özelliklerde büyük bir değişimin olmadığı görülmüştür.

  İncele