Öz: Giriþ: Uçucu kül, yakýt olarak kömür ve linyit kullanýlan termik santrallerde, kömür kullanarak demir, çelik ve diðer metal üretimi yapan ýsý ve kazan tesislerinde atýk veya yan ürün olarak ortaya çýkmaktadýr. Yan ürün olarak kullanýlabilen bu atýklarýn büyük miktarlara ulaþmasý ile ekonomik ve çevresel etkilerden dolayý büyük sorunlar oluþturmaktadýr. Türkiye’deki katý yakýtlý termik santrallerde yýllýk toplam kömür ve linyit tüketimi yaklaþýk 55 milyon ton olup yanma sonucu 15 milyon ton civarýnda uçucu kül oluþmaktadýr (Alkaya, 2002). Belçika, Danimarka, Hong Kong, Ýtalya, Meksika ve Hollanda gibi ülkelerde üretilen uçucu külün % 80’inin baþta çimento üretimi olmak üzere diðer mühendislik uygulamalarýnda kullanýldýðý bilinirken, ülkemizde çok az bir bölümünden yararlanýlmasý hem çevre sorunlarý açýsýndan, hem de ekonomik kayýp olmasý açýsýndan bu konuya yönelik çalýþmalarý zorunlu kýlmaktadýr. Atýklarýn yan ürün ve dolgu malzemesi olarak inþaat sektöründe kullanýlmasý; kil ve diðer doðal malzemenin kullanýmýnýn azaltýlmasý nedeniyle doðanýn korunmasýna yardýmcý olmaktadýr. Ayrýca, kullanýlabilir atýklarýn içinde bulunan uçucu külün deðerlendirilmesi ile çevre kirliliðinin azaltýlmasý, hammadde olarak kullanýlmasýnýn getireceði ek ekonomik getiriler ve zemin iyileþtirilmesi konusunu kapsayan Geoteknik Mühendisliðiyle beraber farklý mühendislik uygulamalarýnda da katkýlar saðlayacaktýr. Bu çalýþmada, atýk malzemelerden biri olan uçucu kül ile zemin iyileþtirme saðlanmasý amaçlanmýþtýr. Bu kapsamda bentonit kiline %10, %20 ve %30 oranlarýnda uçucu kül katýlarak karýþmalarýn dayanýmlarý serbest basýnç deneyi ile belirlenmiþtir. Amaç: Bu çalýþmanýn amacý atýk maddelerin zemin iyileþtirme yöntemi olarak kullanýlmasý ile hem ülke ekonomisine hem de çevre sorunlarýnýn çözümüne katký saðlanmasýdýr. Kapsam: Yapýlan bu araþtýrmada bentonit kili zemin türü olarak kullanýlmýþtýr. Deneylerde atýk malzemesi olarak kullanýlan uçucu kül Kütahya-Seyitömer bölgesinden elde edilmiþtir. Sýnýrlýklar: Araþtýrma kapsamýnda farklý oranlarda olsa dahi tek tip uçucu kül atýðý kullanýlmýþtýr. Ayrýca zemin profili olarak sadece bentonit kili kullanýlmýþtýr. Yöntem: Çalýþma kapsamýnda %0, 10, 20 ve 30 oranlarýnda uçucu kül katýlarak karýþýmlar elde edilmiþtir. Elde edilen karýþýmlarýn öncelikle kývam limitleri (Atterberg) deneyi olan likit limit ve plastik limit deneyleri ile fiziksel özellikleri belirlenmiþtir. Daha sonra kompaksiyon deneyinde yapýlarak karýþýmlarýn optimum su muhtevalarý ile maksimum kuru biri hacim aðýrlýklarý elde edilmiþtir. Buradan elde edilen farklý optimum su içerikleriyle tek eksenli serbest basýnç deneyi yapýlmýþtýr. Serbest basýnç deneyi ile karýþýmlarýn drenajsýz kayma mukavemetleri belirlenmiþtir. Ayrýca hidrometre deneyi yapýlarak zemin sýnýfý belirlenmiþtir. Zeminin fiziksel özellikleri ile kompaksiyon deneyleri TS-1900/1’de anlatýldýðý gibi standartlara uygun bir þekilde yapýlmýþtýr. Karýþýmlar TS1900/2’ye göre serbest basýnç deneylerine tabi tutulmuþtur. Zeminin sýnýflandýrmasý ise TS1500/2000’de belirtildiði þekilde yapýlmýþtýr. Bulgular: Zemin tipi olarak bentonit kili kullanýlan deneylerde atýk malzeme olarak Kütahya-Seyitömer bölgesinden temin edilen uçucu külü kullanýlmýþtýr. %10,%20 ve %30 olarak uçucu kül eklenerek elde edilen karýþýmlarda yapýlan kompaksiyon deneyinde artan yüzdelere baðlý olarak su muhtevalarýnýn arttýðý, kuru birim hacim aðýrlýðýnýn azaldýðý gözlemlenmiþtir. Serbest basýnç deneyinde de artan yüzdelerden dolayý serbest basýnç gerilmelerinde artýþlar gözlemlenmiþtir. Likit ve plastik limit deneylerinde ayný þekilde artýþlar görülüp Cassagrande Plastisite Kartý’na bakýldýðýnda Düþük Plastisiteli Killer grubu ve Düþük Plastisiteli Sitler ve Organik Zeminler grubu çýktýðý görülmüþtür. Son olarak yapýlan hidrometre analizi deneyinde gerekli okuma deðerleri bulunup su muhtevalarýnda artan yüzdelere göre artýþ olduðu ve kil-silt yüzdelerinde azalýþ görülmüþtür. Sonuç: Uçucu kül zemin iyileþtirme katkýsý olarak killi bir zeminde dayanýmý arttýrdýðý görülmüþtür. Ayný zamanda atýk bir malzeme olmasý dolayýsýyla, çevreye yönelik saðlýklý kullanýlýþý ve ekonomik olmasýndan dolayý önemli faydalarý vardýr.
Anahtar Kelimeler: Uçucu Kül, Serbest Basýnç Deneyi, Zemin Ýyileþtirme, Atýk Maddelerin Deðerlendirilmesi
|
