Pamukkale Univ Muh Bilim Derg, 23(3), 250-253, 2017 Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi Pamukkale University Journal of Engineering Sciences 250 Yüksek plastisiteli kil zeminin mühendislik özelliklerine inşaat atıklarının etkisi Effect of construction waste to engineering properties of high plasticity clay soil Ömür ÇİMEN 1* , Halil İbrahim GÜNAYDIN 1 , Sıddıka Nilay KESKİN 1 1 İnşaat Mühendisliği Bölümü, Mühendislik Fakültesi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, Türkiye. omurcimen@sdu.edu.tr, hibgunaydin@gmail.com, nilaykeskin@sdu.edu.tr Geliş Tarihi/Received: 11.03.2016, Kabul Tarihi/Accepted: 13.07.2016 * Yazışılan yazar/Corresponding author doi: 10.5505/pajes.2016.81567 Araştırma Makalesi/Research Article Öz Abstract Bu çalışmada, inşaat atıklarının yüksek plastisiteli bir kilin bazı mühendislik özelliklerine olan etkisi araştırılmıştır. Bu kapsamda öncelikle zemin numunesi ve inşaat atıklarının kimyasal özellikleri belirlenmiştir. Kile ağırlıkça %2, %5, %10, %15, %20, %25, %30 ve %35 oranlarında No. 40 elek altı inşaat atıkları karıştırılarak hazırlanan numuneler üzerinde kıvam limitleri ve standart kompaksiyon deneyleri yapılmıştır. Ek olarak optimum su muhtevası ve maksimum kuru birim hacim ağırlık şartlarında sıkıştırılmış katkısız kil ile %5, %10, %20 ve %30 katkılı numuneler üzerinde, optimum su muhtevası ve maksimum kuru birim hacim ağırlık şartlarında sıkıştırılarak sabit hacimli şişme ve serbest basınç deneyleri de yapılmıştır. Deney sonuçları, şişen kile %10-%20 oranında inşaat atıklarının eklenmesinin şişme potansiyelinin azaltılmasında ve serbest basınç mukavemetinin arttırılmasında ideal sonuçlar verdiğini göstermiştir. In this study, it is investigated effect of construction waste to some engineering properties of a high plasticity clay. For this reason, some chemical properties of the soil sample and construction waste are determined. The consistency limits and standard compaction tests are carried out on the clayey samples in weight with the ratios 2%, 5%, 10%, 15%, 20%, 25%, 30% and 35% of the construction waste passing from the sieve of No 40. The constant-volume swelling and unconfined compression tests are also conducted on both pure clay and the mixtures in weight with the ratios 5%, 10% 20% and 30% of the construction waste compacting at the optimum water content and maximum dry density. From the results of test, it is found that the construction waste can be effectively used at a ratio of 10%-20% for both decreasing the swelling potential of clay and increasing the unconfined compression strength of that. Anahtar kelimeler: İnşaat Atıkları, Zeminlerin İyileştirilmesi, Kil Keywords: Construction wastes, Improvement of soil, Clay 1 Giriş Kil içeren zeminlerin suyla karşılaşmaları durumunda hacimlerinde meydana gelen artışa şişme, hacim artışının oluşmaması için gereken basınca ise şişme basıncı denilmektedir. Böyle bir özelliğe sahip olan zeminler ise şişen zeminler olarak bilinmektedir. Şişen zeminler genellikle kurak ve yarı kurak ortamlarda oluşmaktadır. Bu tür zeminlerin bulunduğu tabakalarda inşa edilecek olan mühendislik yapılarında (karayolu, havaalanı ve demiryolları kaplamaları, su yapıları, istinad duvarları vb.) ortaya çıkabilecek problemlere önceden önlem alınması gereklidir [1]-[4]. Şişen zeminlerdeki problemlerin anlaşılarak çıkabilecek zararların ortadan kaldırılması aşamasında, bu probleme etkiyen faktörleri belirlemek ve değerlendirmek çözümün ilk aşamasını oluşturmaktadır. Kilin mineralojik özellikleri, su muhtevası, suyun kimyasal özellikleri, kompaksiyon yöntemi, kuru birim hacim ağırlık vb. gibi faktörler şişmeye etki etmektedir [2]. Dünyadaki endüstriyel atıkların %35’i inşaat endüstrisinden kaynaklanmaktadır [5]. Atıkların geri dönüştürülmesi son yıllarda önem verilen konulardan birisi olmuştur. İnşaat atıklarının geri dönüştürülmesi çalışmaları; ortaya çıkabilecek atık miktarının azaltılması, tekrar kullanılabilecek olan kısımların yeniden kullanımının araştırılması ve geri kazanılması ya da kullanılamayacak kısımların ise uygun depolama alanlarına yerleştirilmesi gibi konuları içermektedir. Geri kazanılması mümkün olan inşaat ve moloz atıkları, tekrar hammadde şeklinde kullanılabilmektedir. Bu tür atıkların geri kazanımı, kırma makinelerinde parçalandıktan ve inşaat demiri gibi maddelerden arındırıldıktan sonra kırmataş, beton agregası, dolgu malzemesi, yol yapımı için altyapı malzemesi, grobeton, parke taşı, sıva ve peyzaj elemanlarının yapımında kullanılabilmektedir [6],[7]. İngiltere ’de 2005 yılında ortaya çıkan 89.6 milyon ton inşaat atığından 61.6 milyon tonu geri dönüşümle kullanılırken, Avusturalya ’da 2006-2007 yıllarında ortaya çıkan 7 milyon ton inşaat atığının yaklaşık yarısı tekrar kullanılmıştır [8],[9]. Yurdumuzda ise bu oran oldukça düşüktür. Bu oranın arttırılması amacıyla Çevre ve Şehircilik Bakanlığı çalışmalar yapmaktadır [7]. İnşaat atıklarının değerlendirilmesiyle elde edilen geri dönüştürülmüş agregalar; betondan, seramikten ve farklı atıkların karışımlarından elde edilenler olarak üç grupta değerlendirilmektedir [10]. Rolon ve diğ. [11] inşaat atıklarından elde edilmiş agregaların doğal agregalarla karşılaştırıldıklarında içerisindeki betona bağlı olarak farklı performanslara sahip olabileceğini belirtmişlerdir. Carlos ve diğ. [12] inşaat atıklarından üretilen malzemelerin sızma deneylerini yaparak çevreye zararının olmadığını göstermiştir. Wahlstrom ve diğ. [13] standart çakılın elastisite modülünün 280 MN/m 2 iken parçalanmış inşaat atıklarının elastisite modülünün 600-1500 MN/m 2 arasında değiştiğini belirtmiştir. Killi zeminlerin özelliklerinin iyileştirilmesinde katkı olarak kullanılan başlıca malzemeler; kireç, pomza, mermer atıkları, bitüm, çimento, uçucu kül, beton atıkları, talaş, ağaç kabuğu, çakıl, endüstriyel atıklar, yonga ve deniz kabuğu olarak sayılabilir [14]-[19]. Zemin iyileştirmesinde kullanılan katkıların atık malzemeler olarak kabul edilen malzemelerden