The potential of using waste tire as a soil stabilizer

Abstract

The amount of tire wastes, an unwanted urban-industry surplus, has been increasing every year throughout the world. One of the chances to dispose of this waste material is to use these refuses, as a stabilizer in soils, in order to increase the strength properties and the bearing capacity of the soil-stabilizer mixture. In this thesis, in order to study the influence of tire waste on shear strength and bearing capacity of sand, series of experiments have been performed on soil samples with different sand-tire ratios, water content, and size of tire waste. Two forms of tire waste: tire buffing and tire powder have been used in the study. Various sand-tire mixtures having 0 %, 10 %, 20 % and 30 %, waste tire particles by weight were chosen. To find the effect of tire waste on shear strength, direct shear test device has been used and California Bearing Ratio (CBR) test apparatus has been utilized to study the effect of tire waste on the bearing capacity of the stabilized soils. It was found that addition of up to 20% of tire buffing to sand noticeably increased the shear strength parameters: cohesion and the internal friction angle while it had a very small effect on bearing capacity. Decrease in bearing capacity has been obtained for a sand-tire buffing mixture of 30 percent. Also it was noticed that adding up to 10% of tire powder, slightly increased the shear strength parameters, although more percentage of it lead to a decrease on these parameters. Both sand-tire buffing and sand-tire powder treated soils created more plastic material and produced an apparent cohesion in the tire-waste treated sands. Plasticity of the treated soils increased because of the penetration of the sand particles into the tire grains. Addition of tire buffing into the sand did not improve the CBR value of the treated soils significantly. But since sand- tire mixtures are lightweight materials and they apply less lateral earth pressures on retaining structures, application of tire buffing into the sand is still promising.…………………………………………………………………………… ÖZ:İstenmeyen bir kent-sanayi artığı olan lastik atıklarının miktarı dünya çapında her yıl artmaktadır. Bu atık malzemelerinden kurtulma şansından biri de zeminin mukavemet özellikleri ve taşıma kapasitesini arttırmak amaçlı atık malzemenin zeminde toprak-stabilize malzemesi olarak kullanılmasıdır. Bu tezde, lastik atık malzemesinin zemin makaslama dayanımı ve kum taşıma kapasitesi üzerindeki etkisini araştırmak için farklı kum-lastik oranları, su içeriği, ve farklı lastik atık boyutlarında karıştırılmış kum örnekleri üzerinde deney serisi gerçekleştirilmiştir. Çalışmada lastik atıkları iki formda kullanılmıştır: polisaj lastiği ve lastik tozu. Ağırlığa göre değişik kum-lastik yüzdeleri 0%, 10%, 20% ve 30% seçilmiştir. Lastik atık malzemesinin makaslama dayanımı üzerindeki etkisini araştırmak için direk kesme deney aleti kullanılmış, iyileştirilmiş zeminde taşıma gücü kapasitesi üzerindeki etkisini çalışmak için ise Kaliforniya Taşıma Oranı (KTO) deney aleti kullanılmıştır. Kum malzemesine %20 polisaj lastiği eklendiğinde kayma direnci parametreleri: kohezyon ve içsel sürtünme açısı değerlerinde belirgin bir artış gösterdiği, taşıma gücü değerlerinde ise çok az bir etkisinin olduğunu göstermiştir. Yüzde 30'luk kum- polisaj lastiği karışımında, taşıma kapasitesi değerinde azalma elde edilmiştir. Ayrıca 10% kadar eklenen lastik tozu, kumdaki kayma direnci parametrelerini biraz arttırdığı, daha yüksek yüzdeliklerde ise bu parametrelerde düşüşe neden olduğunu göstermiştir. Hem kum- polisaj lastiği, hem de kum-lastik tozu stabilize edilmiş zemin daha yüksek plastisiteli malzeme meydana getirmiş ve görünen bir kohezyon değeri ortaya çıkarmıştır. Kum daneciklerinin lastik daneler içerisine penetrasyon neticesinde stabilize edilmiş zeminin plastisitesi artmıştır. Polisaj lastiği iyileştirme yönteminde, kuma eklenen polisaj lastiği KTO değerinde önemli bir iyileştirme meydana getirmemiştir. Ancak kum-lastik karışımı hafif malzeme olması nedeni ile ve istinat yapılarına uyguladıkları daha düşük yanal basınç değerinden dolayı , kum içine polisaj lastiği uygulaması hala umut vericidir.