Swelling and settling behavior of bentonites in different pore fluids
Farklı boşluk sıvılarında bentonitin şişme ve çökelme davranışı
- Tez No: 566285
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ HAKAN ÖREN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Geoteknik Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 105
Özet
Bu çalışmada farklı özelliklere sahip 14 adet bentonit kullanılarak şişme indisi deneyleri yapılmış ve saf su ile benzer şişme indisi değeri veren ortam kimyasının bulunması amaçlanmıştır. Bu sebeple, 5 mM ile 30 mM arasında değişen NaCl ve CaCl2 konsantrasyonlarında şişme indisi deneyleri yapılmıştır. Bu deneyler sonucunda, çalışmada kullanılan tüm NaCl çözeltileri ve 5 mM CaCl2 ile yapılan deneylerden elde edilen şişme indisi değerleri saf su ile yapılanlar ile oldukça benzer bulunmuştur. Diğer yandan 10 mM CaCl2 çözeltisi kullanılarak yapılan deneylerden elde edilen şişme indislerinde saf suya kıyasla az miktarda düşüş gözlemlenmiştir. Şişme indisi deneylerini takiben yapılan çökelme deneyleri sonucunda ayrışık serbest çökelme (ASÇ), topaklanmış serbest çökelme (TSÇ) ve ayrışık+topaklanmış serbest çökelme (ATSÇ) olmak üzere 3 farklı çökelme davranışı gözlemlenmiştir. Saf suda ayrışık serbest çökelme davranışı sergileyen bentonitlerin, değişen ortam kimyası ile TSÇ'ye doğru evrildiği görülmüştür. Bentonitlerin birçoğu 10 mM CaCl2 çözeltisinde TSÇ davranışı gösterdiği için bu konsantrasyon kritik konsantrasyon olarak belirlenmiştir. Bentonitlerin şişme indisi ve çökelme davranışları/nihai çökelek hacmi bentonitlerin likit limit, katyon değişim kapasitesi ve özgül yüzey alanı gibi fiziko-kimyasal özellikleri ile ilişkilendirilmiştir. Hem gözlemsel hem de nicel olarak likit limitin, diğer parametrelere kıyasla, şişme indisi ve nihai çökelme davranışı/çökelek hacmiyle ilişkisi vasattır. Bentonitlerin şişme indisi artarken likit limitleri artmıştır. Çökelme ile ilişkilendirme iki şekilde ele alınmıştır. DS'de ekseriyetle ASÇ tipinde çökelme davranışı sergileyen bentonitler, 10 mM CaCl2 çözeltisinde TSÇ şeklinde çökelmişlerdir. Dolayısıyla AS tipi çökelmede nihai çökelek hacmi arttıkça likit limit azalırken; TSÇ tipi çökelmede nihai çökelek hacmi arttıkça likit limit de artmıştır. Şişme indisi ve çökelme davranışı/nihai çökelek hacmi ayrıca hidrolik iletkenlikle de ilişkilendirilmiştir. Bu kez likit limitle elde edilen ilişkinin tersi davranış elde edilmiştir. Bentonitlerin şişme indisi artarken hidrolik iletkenlikleri azalmıştır. Çökelme ile ilişkilendirme yine iki şekilde yapılmıştır. AS tipi çökelmede nihai çökelek hacmi arttıkça hidrolik iletkenlik artarken; nihai çökelme hacmi arttıkça hidrolik iletkenlik azalmıştır.
Özet (Çeviri)
In this study, swell index tests were performed using 14 bentonites that have different properties and it was aimed to find out pore medium chemistry which can give similar swell index as in deionized water (DIW). For this purpose, swell index tests were conducted in NaCl and CaCl2 concentrations ranging between 5 mM to 30 mM. At the end of these test, swell indices were found quite similar in NaCl solutions and 5 mM CaCl2 with respect to those obtained with DIW. On the other hand, a slight reduction was observed in the swell indices with respect to DIW when 10 mM CaCl2 solution was used. As a result of sedimentation tests conducted after swell index tests, three different sedimentation behaviors were observed: Diffused Particle Settling (or Accumulation Settling, AS), Flocculation Settling (FS) and Mixed Settling (MS). It was also observed that the settling behavior of bentonites exhibiting AS type of settling in DIW changed to FS when the pore medium chemistry was changed. Since the FS behavior was observed for most bentonites in 10 mM CaCl2 concentration, it was selected as the critical salt solution. The swell index and sedimentation characteristics/final sediment volume (FSV) of bentonites were related with some physico-chemical properties of bentonites such as liquid limit, cation exchange capacity and specific surface area. Either observational or quantitative relationships, liquid limit, rather than the others, has fair correlation with the swell index and sedimentation characteristics/FSV. Increase in the swell index led to increase the liquid limit. The relationship with sedimentation was evaluated in two ways. Bentonites mostly exhibited AS type of settling in DIW and mostly FS type of settling in 10 mM CaCl2 concentration. Thus, liquid limit decreased as the FSV increased in AS, whereas liquid limit increased as the FSV increased in FS. The swell indices and sedimentation behaviors/FSVs were also related with the hydraulic conductivity. For this time, an opposite behavior of liquid limit was obtained. Hydraulic conductivity decreased as the swell index of bentonites increased. The relationship established with the sedimentation was done in two ways as well. Hydraulic conductivity increased when FSV increased in AS, whereas it decreased as the FSV increased in FS.
Benzer Tezler
- Volgram ağır alaşımlarında başlangıç toz özelliklerinin sıvı gaz sinterlemesi yoluyla yoğunlaşma süreçlerine olan etkileri
Effects of initial powder characteristics on densificatıon processes via liquid-phase sintering in based heavy alloys
BURAK ÖZKAL
- Design of biopolymer-based advanced functional materials
Biyopolimer esaslı gelişmiş fonksiyonel malzemelerin tasarımı
SENA ÇİFTBUDAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Kimyaİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NERMİN ORAKDÖĞEN
- İzmir ve yakın yöresindeki şeyllerde açılan şevlerin stabilite açısından değerlendirilmesi
Stability evaluation of slopes formed by the shales in İzmir and its vicinity
YELİZ KÜÇÜKER
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Jeoloji MühendisliğiDokuz Eylül ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. M. YALÇIN KOCA
- Unconventional gas system characteristics and depositional environment modeling of silurian mudstones: Central Taurides and western Pontides, Turkey
Siluriyen çamurtaşlarının geleneksel olmayan gaz sistem özellikleri ve depolanma ortamının modellemesi: Orta Toroslar ve batı Karadeniz kuşağı, Türkiye
ZEYNEP DÖNER
Doktora
İngilizce
2021
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MUSTAFA KUMRAL