Zemin Yerine Kum Doldurma Metodu İle Kuru Birim Hacim Ağırlığın Yerinde Tayini

Bir diğer adı Kum Konisi olan TS 1900-1 de geçen Zemin Yerine Kum Doldurma Metodu İle Kuru Birim Hacim Ağırlığın Yerinde Tayini deneyinden bahsedeceğiz.  Kum konisi yapılırken nelere dikkat etmeli, ön hazırlıklarında neler yapılmalı ve deney esnasında ve deney sonrası işlemlerin neler olacağına değinmeye çalışacağım.

Kum Konisi Deneyi Nedir?

Kum konisi yani Kum Doldurma Metodu İle Kuru Birim Hacim Ağırlığın Yerinde Tayini deneyi TS 1900-1 de Deney 10 ve 11 de küçük ve büyük boşaltma silindiri olarak iki farklı deney olarak ele almış. Küçük ve büyük boşaltma silindiri kullanım alanları zemin yapısına ve tabaka kalınlığına göre değişmektedir. Kum konisi ile dolgu yapılan zeminin birim hacim ağırlığının tayini için kullanılan bir metottur. Genelde ASTM D1556 bahsedilen kum konisi genelde daha pratik ve çok kullanılıyor olsa da TS 1900-1 de kullanılan cihazlardan şekil yönünde biraz benzemektedir. Fakat ölçüleri birbirinden farklıdır.

Deney Hazırlıkları

Deneye başlamadan belli başlı ön hazırlıkların yapılması gerekmektedir.

Standar Kumun Birim Hacim Ağırlığı

0,600 mm ve 0,300mm (ASTM de 2,0 mm ve 0,250mm) arası etüvde kurutulduktan sonra yaklaşık bir hafta bekleyerek havadaki nem ile dengelenen, organik madde içermeyen standart kumun birim hacim ağırlığını öğrenmemiz gerekiyor. Hacmini bildiğimiz (Bilmiyorsan su ile hacmini öğrenmemiz gerekiyor) küçük boşaltma silindirinin kalibrasyon kabını kullanabiliriz.

Yukarıdaki örnek bir kalibrasyon kabı.

Kumu en az 3 defa birim hacim ağırlığını kontrol ettikten sonra ortalama değer alarak kumun birim hacim ağırlığını kayıt altına alınız.

Koni Hacminin Tayin

Koninin altını düz bir zemine veya akan kumu geri toplamanın daha kolay olması açısından cam yada benzeri bir plakanın üzerine koyunuz ve kumun konide ne kadar kaldığını en az 3 defa tekrar ederek ortalama bir değer elde edip kayda alınız. Burada dikkat etmeniz gereken bir husus kum konisinin kum haznesini ağzına kadar doldurmayınız. Bir çukuru dolduracak kadar kumu boşaltıktan sondan sonra kumun akışını sağlayınız.

Deney Aşaması

Konimizi kum ile doldurup ağırlığını ham veri raporumuza kaydediniz.

Düz bir zemin belirleyip yüzeyini gevşek malzemeden temizleyiniz ve şablon olarak kullanacağımız tablayı yerleştirelim.

Çukuru açmaya başlayınız. Çukuru açarken çıkan malzemenin dışarı kaçmamasına özen gösterin ve rutubetini kaybetmeyecek bir kaba boşaltınız.

10-15 cm kazıma işlemi bitince kuyunuz içini bir fırça yardımı ile güzelce temizleyiniz, gevşek malzemeyi toplayınız, şablon olarak kullandığımız tablayı kaldırınız. Şablonlu ve şablonsuz kıyaslama yaparak şablonu da kaldırmadan kullanabilirsiniz. Çünkü kuyu ağzına tam oturtmanız gerekmektedir.

Çıkan malzemeyi hemen tartıp ham veri formuna kaydediyoruz.

Çıkan malzemeyi rutubet içinde kullanacağımız için yetecek miktarda numuneyi kurmak için muhafaza etmeniz gerekmektedir. Ben çıkan tüm malzemeyi kurutacağım için direk etüve atıyorum. Su içeriği ile ilgili ayrıntıları aşağıdaki Su İçeriğinin Tayini kısmında değineceğim.

Kum konimizi ortalı gelecek şekilde kuyunun üstüne oturdunuz.

Vanayı açıp kumun akışını sağlayınız, kum akışı durduktan sonra vanayı kapatıp kaldırınız. Bu esnada herhangi bir sarsıntının olmamasına çok önem gösteriniz.

Kalan kum ve kap ağırlığını tartıp ham veri formumuza kaydediyoruz.

Bu sayede çukurumuzun hacmini bulup sahada bulunan dolgunun yaş yoğunluğunu tayin edebilir durumdayız. Tabi bize kuru birim hacim ağırlığı lazım olacağı için kuru birim hacim ağırlık değerlerini bulabilmek için zeminden aldığımız numunenin su muhtevasına bakacağız.

Zemin Su İçeriğinin Belirlenmesi

Eskiden TS 1900-1 de su içeriği deneyi yapılıyordu fakat güncellemeler ile artık TS EN ISO 17892-1 standardına göre su içeriğine bakılmaktadır.

Ön Hazırlıklar

En önemli hazırlık aşaması terazinin cihaz doğrulamasının yapılması. Deney yapılacağı her gün en az hangi cihazlar kullanılacaksa deney esnasında cihaz kontrolü yapılmalıdır. Bu kontrollerde 0 kontrolü ve tartım kontrolü. Kütlesi bilinen değişmez bir cisim(Terazi kapasitesinin %50 ile %80 arasındaki bir ağırlık ile) yada etalon ağırlıkları kullanılabilir.

Bunu ayrı bir formda kayıt altında tutmak yerine ham veri deney formuna da kayıt edilebilir.

Etüv

105 ile 110 derece arasında sabit kalabilen kurutma etüvü.

Deney Aşaması

Çukurdan aldığımız numuneyi rutubetini kaybetmeyecek şekilde muhafaza ediniz. Gelen numuneyi  zeminin tane büyüklüğü tablosunda belirtilen kütlelerde genel numuneyi temsil edecek şekilde alınız. Yaş ağırlığını kaydediniz.

Aldığınız tüm numuneyi de kurutabilirsiniz ardından Etüve yerleştiriniz.

Sabit kütleye gelene kadar kurutunuz. Sabit kütleye ne kadar zamanda geldiğini tayin etmek için önceden çalışmalar yapılabilir, Bu çalışma sonucuna göre bir saat belirtip, belirlenen saate göre kurutma işlemini erkenden bitirebilirsiniz. Fakat zeminler farklılık gösterdiğinden ve sahadan alacağınız numune nem içeriği farklı olacağı zaman çok dikkatli olmak gerekecektir. Erken kurutabilmek için farklı yöntemler denenebilir. Fakat bu yöntemleri etüv kurusu ile kıyaslamak gerekmektedir.

Hesaplamalar:

Şimdi hesaplama kısmına geçelim. Bu kısımda resimlerini çektiğimiz deney aşamasındaki ağırlıkları kullanarak deney sonuçlarının hesaplamasına geçeceğiz.

Su İçeriği Tayini

Yoğunluk Tayini

Yukarıda ki şekilde hesaplama yapılmalıdır.

Tabi yukarıda bahsettiğim yöntemden farklı yöntemler de denenebilir. Örneğin kum yerine su kullanılabilir. Amaç çıkan malzemenin kapladığı hacmi bulmak. Çıkan malzemenin kütlesini kapladığı hacme böldüğünüzde size malzemenin birim hacimdeki ağırlığını verecektir. Yararlı olmuştur umarım.

Örnek bir deney formunu https://yadi.sk/i/nzBxlyB-dGp9TA bu adresten indirebilirsiniz.