Kükürt enjeksiyonu ile zemin özelliklerinin iyileştirilmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Kocaeli Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2023
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MURAT KARADENİZ
Danışman: Mücahit Opan
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Dünyadaki hızlı nüfus artışı ve kentleşmeyle birlikte enerji ve barınma ihtiyacı da artmaktadır. Enerji ihtiyacının çoğunun karşılandığı fosil yakıtların kullanımındaki artış ile birlikte petrol endüstrisinden yan ürün olarak elde edilen kükürt miktarları da dünya çapında artış göstermektedir. Bu çalışmada artan rezervler sonucu alternatif kullanım alanı olarak inşaat endüstrisinde kullanılmaya başlanan kükürtün, geleneksel Portland çimentosuna alternatif olarak zemin iyileştirme yöntemlerinde kullanılabilirliğinin incelenmesi ve Portland çimento üretimi sırasında meydana çıkan CO2 salınımını azaltmak amaçlanmıştır. Çalışmada zemin enjeksiyon yönteminde bağlayıcı olarak kullanılan geleneksel su-çimento karışımının yerine petrol endüstrisinden elde edilen kükürt kullanılmıştır. Oda sıcaklığında katı halde bulunan kükürt, rölatif sıkılıkları %25, %50, %75 ve %100 olarak hazırlanmış üniform kum (SP) ve üniform çakıl (GP) sınıfı zemin numunelerine 130-135°C'de sıvı faza getirilerek düşük basınçlı kükürt enjeksiyonu yöntemi ile zemin iyileştirmesi gerçekleştirilmiştir. Numuneler bu çalışma için özel olarak tasarlanan deney düzeneği kullanılarak sıcaklık ve basınç kontrollü olarak hazırlanmıştır. Enjeksiyon uygulanmış numuneler 1, 7 ve 28 günlük kür süreleri sonunda serbest basınç mukavemeti deneylerine tabi tutularak rölatif sıkılık, kür süresi, enjeksiyon basıncı ve zemin sınıfı değişimlerinin serbest basınç mukavemeti üzerindeki etkisi incelenmiştir. En yüksek serbest basınç dayanımı 7 günlük SP numunelerde 20,16 MPa olarak elde edilmiş ve 1 saat sonunda bu değerin yaklaşık %85'ine ulaşabildiği belirlenmiştir. Çalışmada ayrıca literatürde yer alan çimento enjeksiyonu yapılmış aynı zemin sınıflarına ait serbest basınç deneyi sonuçları ile çalışmadan elde edilen deney sonuçları karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Kükürt enjeksiyonunun hızlı priz alması ve 1 saatte nihai dayanımının yaklaşık %85'ini kazanması nedeniyle çimento enjeksiyonuna göre daha avantajlı olduğu belirlenmiştir. Hızlı priz alma, düşük viskozite ve yüksek dayanım değerleri ile saf kükürtün zemin enjeksiyonunda çimento harçlarına alternatif olarak kullanılmasının uygun olduğu düşünülmektedir.