Katı atık depoları için geçirimsiz şilte oluşturulmasında kum-bentonit-kireç karışımlarının kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation on usage of sand-bentonite-lime mixtures for impermeable liners of waste disposal barriers
Yazar: FEHİME AKCANCA
Danışman: PROF. DR. MUSTAFA AYTEKİN
Karadeniz Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2009
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Geçirgenlik = Permeability ; Kireç stabilizasyonu = Lime stabilization ; Şişme basıncı = Swell pressure

Özet:
Endüstri ve teknoloji alanında meydana gelen hızlı gelişmelere paralel olarak atıklar her geçen gün artan bir çevre problemi olarak ortaya çıkmaktadır. Evsel ve tehlikeli katı atıkların çevreye gelişi güzel bırakılması insan sağlığı için büyük risk oluşturmaktadır. İnsanoğlunun çevreye olan zararını minimuma indirmek için bilimsel pek çok çalışma yapıla gelmiştir. Bunların başında gelenlerden bazıları da atıkların imha edilmesi, geri dönüştürülmesi ve depolanmasıdır. İnsan sağlığını tehdit eden her türlü atığın kontrolsüz olarak doğaya bırakılması yerine özel amaçla tasarlanan katı atık depo tesislerinde saklanması atık bertarafı için kullanılan en yaygın yöntemdir.Bu çalışmada; atık depolama alanları için geçirimsiz şilte oluşturulmasında, kum-bentonit-kireç karışımının kullanılabilirliği araştırılmıştır. Bu amaç için, %20, 30, 40 ve 50 bentonit oranlarındaki kum-bentonit karışımlarına %0, 1, 2 ve 3 oranlarında kireç ilave edilerek hazırlanan örnekler üzerinde, geoteknik özelliklerin belirlenmesi deneylerinin yanı sıra düşen düzeyli geçirimlilik ve şişme basıncı deneyleri yapılmıştır. Numuneler üzerinde beş ıslanma-kuruma çevrimi uygulanmış ve çevrimler sonucunda örneklerin geçirimlilik ve şişme basıncı değerleri belirlenmiştir.Deneyler sonucunda, karışıma kireç ilavesiyle karışımın optimum su muhtevasının arttığı, maksimum kuru yoğunluğun azaldığı bulunmuştur. Yapılan şişme basıncı deney sonuçlarına göre, kireç ilavesi ile şişme basıcında azalma olduğu ancak ıslanma kuruma çevrimleri sonucunda şişmedeki bu azalmanın kısmen geri kazanıldığı görülmüştür. Geçirimlilik deney sonuçlarına göre, %20, 30 ve 40 bentonit oranlı karışımlarda %1 kireç oranı için geçirimlilik azalırken %2 ve 3 kireç oranları için geçirimlilik artmıştır. %50 bentonit oranlı karışımda ise %1 ve 2 kireç oranları için geçirimlilik azalırken %3 kireç oranı için geçirimlilik artmıştır. Islanma-kuruma çevrimlerinin kireç katkılı geçirimlilik deney örnekleri üzerine kür etkisi yaptığı ve bundan dolayı örnekler üzerindeki ıslanma-kuruma çevrimleri boyunca geçirimlilik katsayısının düşüş eğiliminde olduğu görülmüştür. Yapılan deneysel çalışmalar, kireç katkısının çok düşük tutulması durumunda, kireç katkısız duruma göre geçirimliliği daha düşük olan şilte oluşturulabileceğini göstermiştir. Şişme basıncının kireç ilavesiyle düşmesinin, kum-bentonit-kireç karışımının şilte malzemesi olarak kullanılabilirliğini desteklediği düşünülmektedir.

Abstract:
Wastes appear as gradually increased environmental problem due to rapid developments in field of industry and technology. It forms major risk for human health that residential and industrial solid wastes cursorily thrown away. A lot of scientific studies have produced to reduce a minimum level of polluted environment by man. Some of those are annihilation, transforming, storing of wastes. Instead of throwing them blindly to the nature, the mostly used method to dispose the all type of waste threatening human health is to keep them in the waste disposal facilities which are designed for special goals.In this study, it is investigated to be used sand-bentonite-lime mixtures to construct impermeable liner for sanitary landfills. For this aim, permeability and swelling pressure tests in addition to determination of geotechnical properties were performed on specimens prepared adding 0, 1, 2 and 3% of lime in sand-bentonite mixtures with 20, 30, 40 and 50% of bentonite. Five wetting-drying cycles were performed on specimens and permeability and swelling pressure values were determined at the end of each cycle.In the result of tests, it was found that optimum water content is increased; maximum dry density is decreased by adding lime into the mixture. Results of swelling pressure tests indicated that swelling pressure is decreased when lime is added in the mixture but partly decrement on swelling pressure is acquired in the result of wetting-drying cycles. Results of permeability tests are indicated that permeability is increased when lime is added in the mixture but decreased in case of very low lime percents. It was found that wetting-drying cycles are indicated cure effect on permeability test specimens with lime addition and therefore permeability is decreased during wetting-drying cyclic. Experimental work performed in this study showed that lower dosages (1-2%) that is less than optimum percentage of lime have lowered the permeability more than no-lime added to the mixture. It is considered that decrease of swelling pressure with the addition of lime supports the employability of sand-bentonite-lime mixture as the liner material.