Çevresel kirlilik şartlarının bentonit kilinin şişme/büzülme özelliklerine etkisi

Abstract

Bu çalışmada, çevresel kirlilik şartları altında distile su ile sıkıştırılmış bentonit kilinin şişme/büzülme özellikleri belirlenmiştir. Sıkıştırılmış aktif kil minerali içeren zeminler üzerine gerekli önlemler alınmadan inşa edilen karayolu, demiryolu ve havaalanı kaplamaları, sulama kanalları, akaryakıt tankları, petrol boru hatları, istinat duvarları ve çöp depolama alanları gibi yapılarda mevsimsel ve çevresel kirlilik şartlarından dolayı önemli boyutlarda hasarlar meydana gelmektedir. Zeminde meydana gelen şişme olayının üst yapıda meydana getireceği hasarları azaltmak için zeminin değişik çevresel kirlilik şartları altındaki şişme potansiyelinin ve şişme basıncının önceden belirlenmesi gerekmektedir. Özellikle suya doygun olmayan killi zeminlerin su emmeleri sonunda meydana gelen hacim artışı şişme potansiyeli olarak tanımlanmakta ve kil minerali cinsi, su muhtevası, zeminin kirlilik durumu ve kompaksiyon enerjisi gibi faktörlerle etkilenmektedir. Buharlaşmadan veya zemin içindeki sıvının azalmasından dolayı büzülme meydana gelmekte ve böylece zemin sıkışmaktadır. Yapılan çalışmaları iki bölümde toplayabiliriz. Birinci bölümde, sıkıştırılmış bentonit kilinin distile su, tuzlu su, çöp suyu ve gazyağı gibi çevresel kirlilik şartları altındaki serbest şişme miktarı ve şişme basıncı belirlenmiştir. Öncelikle, bentonit kili standart kompaksiyon deneyine tabi tutularak optimum su muhtevası belirlendi. Optimum su muhtevasında proktor kalıbında hazırlanan numuneden 2 ayrı numune ödometre (konsolidasyon) hücresine alındı. Numunelerden birine 0.07 kg/cm2 düşey gerilme uygulanarak zamana bağlı şişme miktarı ölçülmüştür. Daha sonra ıslanma/kuruma çevrimleri uygulanarak bentonit kilinin şişme/büzülme davranışları belirlenmiştir. Diğer numune üzerinde ise, sıkıştırılmış bentonit kilinin şişme basıncı belirlenmiştir. Daha sonra ıslanma ve kuruma çevrimleri uygulanarak şişme/büzülme davranışları belirlenmiştir. Bu deneyler herbir çevresel kirlilik şartlarında yapılmıştır. İkinci bölümde ise, bentonit kiline belirli oranlarda kireç ilavesi yapılarak bentonit kilinin şişme/büzülme özelliklerinin ıslahı yapılmıştır. Bentonit kili distile suda en yüksek kabarma potansiyeline sahipken, tuzlu suda en düşük kabarma potansiyeline sahip olduğu görülmüştür. Çünkü, yüksek tuz konsantrasyonunda daneler arasında agregasyon ve flukulasyon meydana gelmekte ve dolayısıyla kil daneleri daha az şişmektedir.