Biyopolimer katkılı mikrobiyal aracılı kalsit çökelmesi ile iyileştirilen kum zeminlerin bazı geoteknik özelliklerinin araştırılması
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Atatürk Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İnşaat Mühendisliği Anabilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: MUTLU ŞİMŞEK
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Semet Çelik
Eş Danışman: Harun Akoğuz
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Amaç: Bu çalışmanın amacı, sodyum aljinat (SA) biyopolimeri ve sisal lif katkısının mikrobiyal kalsiyum karbonat çökelmesi (MICP) sürecine entegre edilmesiyle kumlu zeminlerin mühendislik özelliklerinin iyileştirilmesinde optimum katkı oranları ve uygulama yöntemlerinin belirlenmesidir. Yöntem: Kum zeminlerin iyileştirilmesinde süzdürme (perkolasyon) ve karıştırma yöntemleri uygulanmıştır. Bu amaçla, üç farklı gradasyona sahip kötü derecelenmiş kumdan (S1, S2, S3) hazırlanan numuneler, %50 rölatif sıkılıkta 38×76 mm silindirik kalıplara yerleştirilmiştir. Perkolasyon yönteminde SA, MICP ve SA+MICP katkıları yüksek ve düşük akış koşullarında; karıştırma yönteminde ise SA, MICP, SA+MICP ve SA+MICP+lif katkıları kullanılmıştır. İyileştirilmiş numunelerde serbest basınç dayanımı (UCS), permeabilite ve kalsit içeriği deneyleri yapılmış; ayrıca mikroyapısal incelemeler için SEM ve EDS analizleri gerçekleştirilmiştir. Bulgular: En düşük hidrolik iletkenlik süzdürme yönteminde düşük akış koşulunda S3 zeminde 9,84x10-7 cm/s olarak elde edilmiştir. En yüksek UCS, karıştırma yönteminde S2 zeminde SA + MICP + %0,8 sisal lif katkılı numunede 392 kPa olarak belirlenmiştir. En yüksek kalsit içeriği ise, karıştırma yönteminde S1 zeminde %0,5 SA + %10 ÇÇ + MICP kombinasyonunda %5,11 olarak bulunmuştur. SEM gözlemleri, S2 zeminde sürekli SA film/jel + kalsit ağı oluştuğunu, S3 zeminde iri gözeneklerin sürekliliği sınırladığını ve %0,4–0,6 lif eklemesinin ağsı/köprüleyici yapıları güçlendirdiğini göstermiştir. Sonuç: Uygulanan yöntem ve katkı yüzdeleri, kum zeminlerde hidrolik iletkenliğin azaltılmasına olanak sağlayan uygun koşulların oluşturulabileceğini göstermektedir. Karıştırma yöntemi kapsamında SA+MICP kombinasyonu ile optimum lif oranlarının kullanılması, zemin matrisi içerisinde daha sürekli çimento benzeri bağların ve köprü yapıların gelişimini teşvik ederek serbest basınç dayanımında belirgin artışlara yol açabilmektedir. SEM analizleri, dane yüzeylerinde film/jel tarzı kaplamalar ve kalsit çökelim ağlarının görece düzenli bir süreklilik sergilediğini ortaya koymakta; lif köprülemesinin ise bu mineral sürekliliğini pekiştirerek mikro yapısal bütünlüğü güçlendirebileceğini düşündürmektedir.