Arıtma çamuru külünün zemin iyileştirmede kullanımı

Abstract

Bu çalışma yakılmış arıtma çamuru küllünün (SSA) zeminlerde stabilize edici katkı maddesi olarak kullanımını sunmaktadır. Çalışmada kullanılan kül, Gaziantep atıksu arıtma tesisinden temin edilmiş olup, 0.425 mm elekten geçebilecek büyüklüğe sahiptir. Farklı yüzdelerde SSA (%0, %5, %10, %15, %20 ve %30) kille karıştırılmış ve kapsamlı bir laboratuvar çalışması yapılmıştır. Arıtma çamuru küllüyle hazırlanmış olan numuneler üzerinde Atterberg kıvam, standart Proktor, tek eksenli basınç dayanımı (UCS), Kaliforniya taşıma oranı (CBR), laboratuvar tipi kanatlı kesici (vane deneyi), konsolidasyon, düşen koni, düşen seviyeli permeabilite, ve plaka yükleme deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçları, SSA yüzdesi arttıkça kilin likit limit ve plastisite indeksindeki artışın yaklaşık %30 civarında olduğunu göstermiştir. Arıtma çamuru kül içeriği %5'ten %30'a yükseltildiğinde kil için kuru birim hacim ağırlığın yaklaşık %2 oranında azalma gösterdiği görülmüştür. Kül oranı %30'a kadar yükseltildiğinde kil-kül karışımları için optimum su muhtevasının yaklaşık %40 arttığı görülmüştür. Suda bekletilmemiş CBR numunelerinin performansı katkısız kil numunelerinden 6 kat daha fazla arttığı, suda bekletilmiş numunelerin ise katkısız kile göre 4 kata kadar arttığı görülmüştür. Kür sürelerinin, UCS ve CBR deney sonuçları üzerinde değişen bir etkiye sahip olduğu gözlemlenmiştir. UCS değerlerinin katkısız kil numunelerine göre 3 kat daha fazla arttığı gözlenmiştir. Plaka yükleme deneylerinde, SSA ilavesi kilin taşıma kapasitesini yaklaşık %75'e kadar arttırmıştır. Kül-kil karışımlarının ödometre özellikleri kül içeriğinin karışımdaki miktarı ile kontrol edildiği görülmüştür. Plaka yükleme deneylerinin yapılması ve taşıma kapasitesinin araştırılması için 2.0 m çapında, 1.5 m derinliğinde ve 40 ton yükleme kapasitesine sahip çelik çerçeveli betonarme bir dairesel model kutu inşa edilmiştir. Plaka yükleme deneylerinin sonuçları, SSA ilavesinin taşıma kapasitesini artırdığını ve SSA katkılı numunelerin, katkısız kil numunelerine göre daha az oturmaya sahip olduğu gözlemlenmiştir. Bu araştırmada sunulan laboratuvar deney sonuçları, SSA'nın alternatif bir zemin stabilize edici katkı maddesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Anahtar Kelimeler: Arıtma çamuru külü, kil, geoteknik özellikler