Bentonitlerden genleşmiş kil agregası üretimi ve karakterizasyonu
Production and characterization of expanding clay aggregate from bentonites
Yazar: İLKER ÇANDIR
Danışman: DOÇ. DR. MUSTAFA AKYILDIZ
Çukurova Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Maden Yatakları ve Jeokimya Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2018
Konu: Jeoloji Mühendisliği = Geological Engineering

Özet:
Bu çalışmada ülkemizin farklı bentonit sahalarından (Edirne-Yazır, İstanbul-Sinekli, Ordu-Keşköy, Tokat-Büşürümlü, Tokat-Akdoğmuş) alınan numuneler, laboratuar ortamında mineralojik-kimyasal analiz ve fiziksel testlerden geçirilmiştir. 
Hiçbir katkı malzemesi olmaksızın sahadan alınan bentonitler, doğal haliyle öğütülüp, 15 mm çapında şekillendirilip, sabit yüksek fırında 1100-1150-1200oC gibi sıcaklıklarda ısıl işleme tabi tutularak genleştirilmiştir. Örneklerin sıcaklığa karşı tepkilerini belirleyebilmek için DTA-TG çekimleri yapılarak sonuçlar incelenmiştir.
Çalışma sonucunda birim hacim ağırlıkları azalmış, farklı oranlarda genleşme gösteren agregalar elde edilmiştir. Ham pelet ve genleşme gösteren agregaların SEM analizleri yapılarak içsel morfolojileri incelenmiştir. Sıcaklık yükseldikçe iç gözenekliliğin arttığı, dış kabukta sinterleşmenin başladığı ve 1250°C'den sonra malzeme de erimelerin gözlendiği tespit edilmiştir. Böylelikle, bentonitlerin genleşen kil agregası olarak da değerlendirilebileceği, özellikle aratip bentonitlerin, Ca-bentonitlere göre daha iyi genleşme gösterdiği ortaya konulmuştur. Bunda etken olan unsurun eritici major oksit değerleri (Na2O+MgO+K2O+Fe2O3+CaO) olduğu vurgulanarak, incelenmiş beş bentonit sahasından biri (Tokat-Büşürümlü) hariç diğerlerinin, doğal haliyle genleşmiş kil agrega hammaddesi açısından uygun olduğu tespit edilmiştir.

Abstract:
In this study, additive-free samples taken from different bentonite fields of our country (Edirne-Yazır, İstanbul-Sinekli, Ordu-Keşköy, Tokat-Büşürümlü, Tokat-Akdoğmuş) were subjected to mineralogical-chemical analysis and physical tests in laboratory environment. 
The bentonites obtained from the field without any additive material were milled in their natural state, shaped in 15 mm diameter and expanded by being subjected to heat treatment at different temperatures as 1100-1150-1200oC in the iron blast furnace. In order to determine the reactions of the samples to the temperature, DTA-TG was performed and the results were examined.
As a result of the study, unit mass weights were decreased and aggregates with different ratios were obtained. SEM analyzes of the raw pellets and the obtained aggregates were carried out and their internal morphologies were examined. It was determined that the internal porosity increased as the temperature increased, sintering in the outer shell started and melts were observed in the material after 1250°C. Thus, it has been shown that bentonites can also be considered as expanding clay aggregate and especially mixed-type bentonites show better expansion than Ca-bentonites. It was emphasized that the element that is active in this matter was the major solvent values (Na2O+MgO+K2O+Fe2O3+CaO) and it was determined that except for Tokat-Büşürümlü field, all other studied bentonite fields are suitable for the natural clay aggregate raw material.