Öz: Giriş: Uçucu kül, yakıt olarak kömür ve linyit kullanılan termik santrallerde, kömür kullanarak demir, çelik ve diğer metal üretimi yapan ısı ve kazan tesislerinde atık veya yan ürün olarak ortaya çıkmaktadır. Yan ürün olarak kullanılabilen bu atıkların büyük miktarlara ulaşması ile ekonomik ve çevresel etkilerden dolayı büyük sorunlar oluşturmaktadır. Türkiye’deki katı yakıtlı termik santrallerde yıllık toplam kömür ve linyit tüketimi yaklaşık 55 milyon ton olup yanma sonucu 15 milyon ton civarında uçucu kül oluşmaktadır (Alkaya, 2002). Belçika, Danimarka, Hong Kong, İtalya, Meksika ve Hollanda gibi ülkelerde üretilen uçucu külün % 80’inin başta çimento üretimi olmak üzere diğer mühendislik uygulamalarında kullanıldığı bilinirken, ülkemizde çok az bir bölümünden yararlanılması hem çevre sorunları açısından, hem de ekonomik kayıp olması açısından bu konuya yönelik çalışmaları zorunlu kılmaktadır. Atıkların yan ürün ve dolgu malzemesi olarak inşaat sektöründe kullanılması; kil ve diğer doğal malzemenin kullanımının azaltılması nedeniyle doğanın korunmasına yardımcı olmaktadır. Ayrıca, kullanılabilir atıkların içinde bulunan uçucu külün değerlendirilmesi ile çevre kirliliğinin azaltılması, hammadde olarak kullanılmasının getireceği ek ekonomik getiriler ve zemin iyileştirilmesi konusunu kapsayan Geoteknik Mühendisliğiyle beraber farklı mühendislik uygulamalarında da katkılar sağlayacaktır. Bu çalışmada, atık malzemelerden biri olan uçucu kül ile zemin iyileştirme sağlanması amaçlanmıştır. Bu kapsamda bentonit kiline %10, %20 ve %30 oranlarında uçucu kül katılarak karışmaların dayanımları serbest basınç deneyi ile belirlenmiştir. Amaç: Bu çalışmanın amacı atık maddelerin zemin iyileştirme yöntemi olarak kullanılması ile hem ülke ekonomisine hem de çevre sorunlarının çözümüne katkı sağlanmasıdır. Kapsam: Yapılan bu araştırmada bentonit kili zemin türü olarak kullanılmıştır. Deneylerde atık malzemesi olarak kullanılan uçucu kül Kütahya-Seyitömer bölgesinden elde edilmiştir. Sınırlıklar: Araştırma kapsamında farklı oranlarda olsa dahi tek tip uçucu kül atığı kullanılmıştır. Ayrıca zemin profili olarak sadece bentonit kili kullanılmıştır. Yöntem: Çalışma kapsamında %0, 10, 20 ve 30 oranlarında uçucu kül katılarak karışımlar elde edilmiştir. Elde edilen karışımların öncelikle kıvam limitleri (Atterberg) deneyi olan likit limit ve plastik limit deneyleri ile fiziksel özellikleri belirlenmiştir. Daha sonra kompaksiyon deneyinde yapılarak karışımların optimum su muhtevaları ile maksimum kuru biri hacim ağırlıkları elde edilmiştir. Buradan elde edilen farklı optimum su içerikleriyle tek eksenli serbest basınç deneyi yapılmıştır. Serbest basınç deneyi ile karışımların drenajsız kayma mukavemetleri belirlenmiştir. Ayrıca hidrometre deneyi yapılarak zemin sınıfı belirlenmiştir. Zeminin fiziksel özellikleri ile kompaksiyon deneyleri TS-1900/1’de anlatıldığı gibi standartlara uygun bir şekilde yapılmıştır. Karışımlar TS1900/2’ye göre serbest basınç deneylerine tabi tutulmuştur. Zeminin sınıflandırması ise TS1500/2000’de belirtildiği şekilde yapılmıştır. Bulgular: Zemin tipi olarak bentonit kili kullanılan deneylerde atık malzeme olarak Kütahya-Seyitömer bölgesinden temin edilen uçucu külü kullanılmıştır. %10,%20 ve %30 olarak uçucu kül eklenerek elde edilen karışımlarda yapılan kompaksiyon deneyinde artan yüzdelere bağlı olarak su muhtevalarının arttığı, kuru birim hacim ağırlığının azaldığı gözlemlenmiştir. Serbest basınç deneyinde de artan yüzdelerden dolayı serbest basınç gerilmelerinde artışlar gözlemlenmiştir. Likit ve plastik limit deneylerinde aynı şekilde artışlar görülüp Cassagrande Plastisite Kartı’na bakıldığında Düşük Plastisiteli Killer grubu ve Düşük Plastisiteli Sitler ve Organik Zeminler grubu çıktığı görülmüştür. Son olarak yapılan hidrometre analizi deneyinde gerekli okuma değerleri bulunup su muhtevalarında artan yüzdelere göre artış olduğu ve kil-silt yüzdelerinde azalış görülmüştür. Sonuç: Uçucu kül zemin iyileştirme katkısı olarak killi bir zeminde dayanımı arttırdığı görülmüştür. Aynı zamanda atık bir malzeme olması dolayısıyla, çevreye yönelik sağlıklı kullanılışı ve ekonomik olmasından dolayı önemli faydaları vardır.
Anahtar Kelimeler: Uçucu Kül, Serbest Basınç Deneyi, Zemin İyileştirme, Atık Maddelerin Değerlendirilmesi
|
