Geopolimerlerin Zemin İyileştirmesinde Kullanılmasının İncelenmesi

Creative Commons License

Kut Ü., Ural N., Görgün B.

13. Uluslararası Hasankeyf Bilimsel Araştırmalar ve İnovasyon Kongresi, Batman, Türkiye, 28 - 29 Temmuz 2026, ss.200-212, (Tam Metin Bildiri)

  • Yayın Türü: Bildiri / Tam Metin Bildiri
  • Basıldığı Şehir: Batman
  • Basıldığı Ülke: Türkiye
  • Sayfa Sayıları: ss.200-212
  • Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
  • Bilecik Şeyh Edebali Üniversitesi Adresli: Evet

Özet

ÖZET

Zemin iyileştirme, geoteknik mühendisliğinin en önemli çalışma alanlarından birisi olup zemin iyileştirme ile problemli zeminlerin özellikleri iyileştirilebilmektedir. Zemin iyileştirmede çimento yaygın bir şekilde kullanılmaktadır ancak çimento üretiminin çevreye olumsuz etkileri bulunmaktadır. Bu yüzden günümüzde zeminlerin özelliklerinin iyileştirilmesinde çimentoya alternatif malzemelerin kullanılması hakkındaki çalışmalar önem kazanmıştır. Bu çalışmada, sodyum hidroksit (NaOH) ve sodyum silikat (Na2SiO3) ile aktive edilmiş uçucu kül (UK) ve yüksek fırın cürufu (YFC) katkılı geopolimerlerin Portland çimentosuna (PÇ) alternatif bir malzeme olarak zeminlerin mekanik özelliklerinin iyileştirilmesi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ayrıca bu çalışmada, kür süresinin ve sıcaklığının geopolimerler ile iyileştirilmiş zeminlerin serbest basınç dayanımı (SBD) üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda, çalışmada siltli kum (SM) zemin kullanılmıştır ve geopolimerlerin molaritesi (M) 10, katkı yüzdesi ağırlıkça %15 ve Na2SiO3 (sıvı)/NaOH(katı) oranı 2 alınmıştır. Siltli kuma ağırlıkça %15 oranında UK ve YFC katkılı geopolimer malzemeler ikame edilerek deney numuneleri hazırlanmıştır ve bu numuneler 7 ve 28 günlük kür süresi, 25 ve 60 0C kür sıcaklığı koşulları altında muhafaza edildikten sonra serbest basınç deneyinde dayanımları elde edilmiştir. Deneylerden elde edilen sonuçlardan, uçucu kül ve yüksek fırın cürufu tabanlı geopolimer numunelerin basınç dayanımları, ağırlıkça %15 Portland çimento katkılı numunelerin basınç dayanımlarına göre önemli derecede yüksek çıkmıştır. Bu durum, uçucu kül ve yüksek fırın cürufu tabanlı geopolimer malzemelerin zeminlerin iyileştirilmesinde çimento yerine ikame edilebileceğini göstermiştir. Böylelikle, hem atık malzemelerin geri dönüşümü sağlanmış olacak hem de çimento üretiminin çevreye olumsuz etkileri en aza indirgenmiş olacaktır.

Anahtar Kelimeler: Zemin iyileştirme, çimento, geopolimer, serbest basınç dayanımı 

ABSTRACT

Soil improvement is one of the most important fields of geotechnical engineering, and with soil improvement, the properties of problematic soils can be enhanced. Cement is widely used in soil improvement, but cement production has negative environmental impacts. For this reason, research on the use of alternative materials to cement for improving the properties of soils has become increasingly important in recent years. In this study, the effect of geopolymers based on fly ash (FA) and blast furnace slag (BFS), activated with sodium hydroxide (NaOH) and sodium silicate (Na₂SiO₃), on the improvement of the mechanical properties of soils as an alternative to Portland cement (PC) was investigated. In addition, this study investigated the effect of curing time and temperature on the unconfined compressive strength (UCS) of soils treated with geopolymers. In this context, the study utilized silty sand (SM) soil and the molarity (M) of the geopolymers was set to 10, their percentage by weight 15%, and the Na₂SiO₃ (liquid)/NaOH (solid) ratio to 2. Test specimens were prepared by replacing 15% by weight of the silty sand with geopolymer materials containing FA and BFS additives and after these specimens were cured for 7 and 28 days at temperatures of 25 and 60 °C, their strengths were determined in unconfined compression test. The results of experiments showed that the compressive strengths of geopolymer specimens based on fly ash and blast furnace slag were significantly higher than those of the specimens containing by weight 15% Portland cement. This has shown that geopolymer materials based on fly ash and blast furnace slag can be used as replacements instead of cement in soil improvement. In this way, not only will waste materials be recycled, but the negative environmental impacts of cement production will also be minimized.

Keywords: Soil improvement, cement, geopolymer, unconfined compressive strength