Killi zeminlerde yıllanma etkisinin çeşitli çözeltiler varlığında incelenmesi /
Yazar: EMEL ÇAKAR
Danışman: DOÇ. DR. YELİZ YÜKSELEN AKSOY
Celal Bayar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Geoteknik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2013
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Katı atıkların depolanması ile katı atık depolama sahalarının oluşturulması oldukça özenli bir çalışma gerektirmektedir. Atık maddelerin içindeki kirletici su zamanla altında bulunan tabakaların içine sızarak yapısını etkileyecektir. Bazı durumlarda geçirimsiz kil bariyerlerde geosentetik kil örtüler yerine doğal kil karışımları kullanılmaktadır. Katı atık depolama alanlarındaki atık maddelerin, altındaki dolgu tabakasına uzun vadeli etkilerini tespit edebilmek için ise yıllanma etkisini incelemek oldukça önemlidir. Ancak, bu alanda literatürde yapılmış çalışma sayısı çok azdır. 
Bu çalışma kapsamında doğal killi zeminler ile çalışılmış olup kaolin ve bentonit killeri tercih edilmiştir. Kullanılan zeminlere Na+ ve Ca2+ iyonlarının etkisi ile bu iyonlar varlığında yıllanmanın, bu zeminlerin mühendislik özellikleri üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada öncelikli olarak, kaolin ve bentonit killerinin 0.5 M NaCl ve 0.5 M CaCl2 çözeltileri varlığında kıvam limitleri, konsolidasyon parametreleri, permeabiliteleri ve kayma dayanımı parametreleri belirlenmiştir. Daha sonra konsolidasyon ve kayma dayanımı parametreleri ile permeabilite değerleri aynı koşullar altında yaklaşık olarak 60 ve 250 (kayma dayanım parametreleri için 190 gün) günlük süreler sonunda tekrar belirlenmiştir. NaCl çözeltisi içinde bekletilmek üzere hazırlanmış numuneler kaolin-saf su, kaolin-0.5 M NaCl, bentonit-saf su ve bentonit-0.5 M NaCl olmak üzere 4 set, aynı şekilde CaCl2 çözeltisi içinde bekletilmek üzere hazırlanmış numuneler de kaolin-saf su, kaolin-0.5 M CaCl2, bentonit-saf su ve bentonit-0.5 M CaCl2 olmak üzere 4 settir. Genel olarak sonuçlara bakıldığında, kaolin ve bentonitin likit limiti ve bentonitin plastik limiti NaCl ve CaCl2 varlığında azalma göstermiştir. NaCl varlığında, kaolinin sıkışma indisi (Cc), şişme indisi (Cs), konsolidasyon katsayısı (cv), permeabilite katsayısı (k) ve içsel sürtünme açısı (?) parametrelerinde azalma meydana gelmiştir. Bentonitin ise NaCl varlığında şişme indisi, konsolidasyon katsayısı, permeabilite katsayısı ve içsel sürtünme açısı değerleri artış gösterirken, sıkışma indisi değeri azalmıştır. CaCl2 varlığında ise kaolinin sıkışma indisi, konsolidasyon katsayısı ve permeabilite katsayısı değerlerinde artış görülürken, şişme indisi ve içsel sürtünme açısı değerlerinde azalma meydana gelmiştir. Bentonitte ise durum, sıkışma indisi, şişme indisi, konsolidasyon katsayısı, permeabilite katsayısı ve içsel sürtünme açısı parametrelerinde artış şeklindedir. 
Elde edilen bu veriler ışığında, yıllanmanın NaCl ve CaCl2 çözeltileri varlığında killi zeminlerin mühendislik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Bu etkilerin daha uzun dönemler için sürekliliği ya da göstereceği değişimler, katı atık depolama sahaları altındaki dolgu tabakalarının uzun dönem bariyer performanslarını inceleyebilmek adına önem arz etmektedir. 
Anahtar kelimeler: Bentonit, boşluk suyu kimyası, geçirimsiz kil bariyerler, kaolin, yıllanma etkisi

Abstract:
Solid waste storage, in other words creation of landfill liners requires quite attentive working. Contaminants in the leakage water may affect the engineering properties landfill liners with time. In some cases, as impervious landfill liner, natural soil mixtures are used instead of geosynthetic clay liners. Investigation of aging effect is important due to examination of long-term influence of contaminants on landfill liners. However, there are limited number of studies are avaliable in literature on this subject.
In this study, natural kaolin and bentonite clayey samples were choosen. The effect of Na+ and Ca2+ ions on the engineering behavior of soils were examined and the aging effect on engineering properties of these soils in the presence of these ions were observed. In this study, atterberg limits, consolidation parameters, permeability and shear strength parameters of kaolin and bentonite clay samples were determined in the presence of 0.5 M NaCl and 0.5 M CaCl2 solutions. Then, consolidation and shear strength parameters and permeability values were determined under the same conditions for approximately after 60 and 250 days (for shear strength parameters, 190days). There were four different sample sets, these were kaolin-deionized water, kaolin-0.5 M NaCl, bentonite-deionized water, bentonite-0.5 M NaCl. In the same manner, samples that kept in CaCl2 solution are four sets ie. kaolin-deionized water, kaolin-0.5 M CaCl2, bentonite-deionizedwater, bentonite - 0.5 M CaCl2.
The results have shown that, liquid limit of kaolin and bentonite and plastic limit of bentonite decreased in the presence of NaCl and CaCl2 solutions. In the presence of NaCl solution, compression index (Cc), swelling index (Cs), coefficient of consolidation (cv), coefficient of permeability (k) and angle of internal friction (?) parameters of kaolin decreased. Also the compression index value of bentonite decreased whereas swelling index, coefficient of consolidation, coefficient of permeability and angle of internal friction increased. In the presence of CaCl2 solution, angle of internal friction and swelling index of kaolin decreased whereas compression index, consolidation coefficient and coefficient of permeability increased. The compression index, swelling index, coefficient of consolidation, coefficient of permeability and angle of internal friction parameters of bentonite increased for CaCl2 solution case. 
In the ligth of these results, aging effect on the engineering properties of clayey soils was examined in the presense of NaCl and CaCl2 solutions. Long-term consistency or variation of these effects is important for examination of long-term barrier performance of landfill liners. 
Keywords: Aging effect, bentonite, impervious clay liners, kaolin, pore fluid chemistry