Effect of silica fume and curing time on volume change characteristics of rice husk ash stabilized expansive soil

Abstract

ABSTRACT: This study encompasses an experimental investigation and dissemination of the findings of stabilization of an expansive soil obtained from EMU Campus by using rice husk ash (RHA) and silica fume (SF). The light buildings are continuosly subjected to structural distresses, hence repair and maintenance due to cyclic swelling-drying of the underlying expansive soils induced by climatic wetting and drying. There is a growing interest in utilizing industrial waste mainly for the mitigation of swelling-shrinking soils with a secondary aim of recycling. Within the scope of this study, primarily the stabilization materials were tested for their suitability to be used as pozzolans. After the results of X-ray fluorescence (XRF) and reactivity tests, which indicated that RHA and SF are sufficiently active, they are used in 10% RHA, 15% RHA, 20% SF ve 10% RHA+10% SF proportions by dry mass of the soil. Physical properties and volume change behavior of the natural soil and treated soil were studied. After completing the experimental program which included the swelling-drying, and consolidation without and with curing of 28 days, it was concluded that there has been a notable mitigation mainly in the swelling and shrinkage behavior. Even though this study did not yield very consistent and significant results, it is observed that by increasing the curing time and the amount of additives better results could have been attained. Finally, it was concluded that 10% RHA+10% SF addition has been more effective. Therefore silica fume and rice husk ash together formed the most active combination and is recommended to be mixed and compacted with the expansive soils subject to light loads, such as pavements, roads, and at most two story buildings. Keywords: Expansive soils, Silica Fume, Rice Husk Ash.

………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………… ÖZ: Bu çalışma Doğu Akdeniz kampüsünden alınan şişen bir zeminin çeltik kabuğu külü (RHA) ve silis dumanı (SF) ile iyileştirilmesi üzerine yapılmış deneysel araştırmanın sonuçlarını içerir. Özellikle hafif yapılar altında mevsimsel ıslanıp kurumakla şişen ve büzülen bu zeminler yapıların çatlayarak sürekli tamir olunmasını gerektirmektedir. Endüstriel atıkların zeminleri iyileştirmek amacıyla kullanılması çevresel sorunlardan da arındıracağından son yıllarda tercih edilen yöntemlerdir. Bu çalışma bünyesinde öncelikle kullanılacak malzemelerin iyi bir pozolan olup olmadıkları araştırılmıştır. XRF ve reaktivite deneyleri ile pozolanik oldukları belirlenen malzemeler %10 RHA, %15 RHA, %20 SF ve %10 RHA+%10 SF oranlarında zeminle karıştırılıp öncelikle plastisite özellikleri irdelenmiş, daha sonra da hacimsel değişim çalışmaları yapılmıştır. Şişme-büzülme ve kompressibilite deneyleri sonucunda, ayrıca kür de uygulandığı zaman, özellikle büzülme davranışında belirgin bir iyileştirme gözlemlenmiştir. Her ne kadar da bu çalışma çerçevesinde önemli bir iyileştirme izlenememişse de, kür zamanı ve katkı oranı artırılırsa çok daha belirgin ve positif bir sonuç elde edilebileceği gözlemlenmiştir. Özellikle %10 RHA+%10 SF katkısı çok daha etkili olmuştur. Silis dumanı ve çeltik kabuğu külü birlikte daha reaktif olabilmekte, yalnız bu davranış uzun bir zaman sürecinde daha etkin olabilmektedir. Dolayısıyla, bu malzemelerin birlikte kullanılmaları, özellikle sorunlu bölgelerde zeminle karıştırılıp sıkıştırılmaları, kaldırım, yollar ve en fazla iki katlı binalar gibi hafif yapıların altında iyileştirme yapabileceği sonucuna varılmıştır. Anahtar kelimeler: Şişen zeminler, çeltik kabuğu külü, silis dumanı.