In this research, co-polymer of Butyl Acrylate and Styrene (CBAS) is utilized to
improve volume change behaviour, undrained shear strength and internal stability of a
cohesive soil obtained from Famagusta Bay, Cyprus. CBAS has low viscosity
improving its adsorption in the soil microstructure and its ionic structure enhances its
interaction within the soil fabric. The ease of application of CBAS, by shallow mixing
or direct spraying onto soils, makes it favorable for engineered fills or just to be used
as a wind or water erosion measure. Treatment of the soil samples with CBAS
indicated significant improvement in the shrinkage and compressibility characteristics
when it is added up to 5% of dry mass of soil, whereas the swelling behaviour is
improved with further addition. The secondary compression rate is reduced down to
approximately a quarter of the rate obtained from untreated specimens. The unconfined
compressive strength is increased significantly even at low percentages of treatment.
A similar efficacy is also observed from the results of internal stability tests. The mode
of the collapse of specimens in the internal stability tests changed from being `gradual
cracking and slaking` to `explosive` when CBAS is used. The cyclic wetting and
drying behaviour is also tested, which indicated delay in the drying periods and a
reduced swelling potential for the treated specimens. Microstructural changes in the
soil fabric are observed with the use of scanning electron microscopy, which indicated
that an effective formation of polymer soil interaction is achieved. X-Ray Diffraction
analysis and Fourier Transform Infrared Spectroscopy are performed for observation
of the effect of CBAS on microstructural interactions such as electrostatic bonding and
changes in soil fabric.
ÖZ:
Bu araştırmada Mağusa Körfezi kıyılarında mevcut yüzeysel alüvyon tabakalarından
elde edilen kohezyonlu zemin üzerinde uygulanan ‘co-polymer of Butyl Acrylate and
Styrene’ (CBAS) isimli polymerin, bu zeminin hacim değiştirme, kayma dayanımı ve
içsel stabilitesine olan etkisi değerlendirilmiştir. CBAS düşük viskositeli ve ionik
yapısı sebebi ile hem mikroyapıya daha kolay emilimi olabilen hem de zemin
içerisinde interaktivitesi yüksek bir katkı malzemesidir. Sığ zemin karıştrması veya
püskürtme yötemleri ile uygulamada kolaylık sağlayabilen CBAS, mühendislik
dolgularında veya sadece rüzgar ve su erozyonuna karşı koruma sağlamak için uygun
bir seçenektir. Ağırlıkça %5’e kadar uygulanan CBAS katkısı, deney numunelerinin
büzülme ve oturmaya karşı davranışını yüksek derecede iyileştirmesine rağmen,
şişmeye karşı iyileşme bu seviyeden daha yüksek katkılarda sağlanabilmiştir. İkincil
oturma hızı katkılı numunelerde dörtte bir oranında azalmıştır. Drenajsız kayma
dayanımında çok düşük katkı oranlarında dahi çok yüksek seviyede iyileştirme
sağlanmıştır. Buna benzer bir iyileştirme etkinliği içsel stabilite deneylerinde de elde
edilmiştir. Bu deneylerde elde edilen göçme şekli ‘düzenli çatlama ve dağılma’ dan
‘ani göçme’ şekline değişmiştir. Tekrarlı ıslatma ve kurutma davranışı deneyleri
katkılı numunelerde kuruma davranışını geciktirmiş ve şişme potansiyelini de
azaltmıştır. Mikroyapıdaki değişimler taramalı electron mikroskopu ile
gözlemlenmeye çalışılmıştır, ki bu sonuçlar efektif bir etkileşimi onaylar niteliktedir.
X-ışınlı difraktometre ve Fourier Transform Infrared Spektometre deneyleri yine
katkılı numunelerde mikroyapı etkileşimlerini gözlemlemek için uygulanmış ayrıca
elektrostatik bağlar ve zemin yapısı incelenmiştir.
