Uçucu küllerin zemin özellikleri üzerine etkisinin incelenmesi

Abstract

Termik santrallerde kömürün yanmasından sonra Elektro-fıltrelerde tutulan malzemeye uçucu kül adı verilmektedir. Uçucu küller, düşük kalorili olan ve endüstride kullanılmayan linyit ve taş kömürünün termik santrallerde yanma artığı olarak elde edilir. Enerji talebinin artmasına paralel olarak termik santrallerdeki uçucu kül oluşumu da çok büyük miktarları bulmaktadır. Termik santrallerde atık olarak oluşan, ancak değerlendirilemeyen uçucu küllerin santral dışında depolanması gerekmektedir. Her geçen gün artış gösteren bu atık beraberinde çözülmesi zorunlu teknik ve ekonomik problemler getirmektedir. Uçucu küllerin değerlendirilmemesi nedeniyle ekonomik kayıplar ve ciddi çevre kirliliği sorunları ortaya çıkmaktadır. Ülkemizdeki termik santrallerde yıllık toplam kömür ve linyit tüketimi yaklaşık 55 milyon ton olup, buradan 15 milyon ton kadar uçucu kül ortaya çıkmaktadır. Bu miktar karşılaşılan problemin boyutlarını göz önüne sermektedir. Ancak önemli sorunlar yarattığı düşünülen bu atık madde inşaat mühendisliğinin çeşitli dallarında özellikleri iyi bir şekilde incelenmek kaydıyla ekonomik bir şekilde değerlendirilebilmektedir. Uçucu küller çoğunlukla kendi başlarına bağlayıcı özelliği çok zayıf olan, ancak sulu ortamda kireçle birleştiklerinde bağlayıcılık özelliği artarak püzolanik özellik kazanan malzemelerdir. Yapılan bu çalışmada Yatağan Termik Santralinden alman uçucu külün fiziksel ve kimyasal özellikleri deneysel olarak belirlenmiştir. Denizli İli sınırlan içinden alınmış killi bir zemin numunesi yalnız uçucu kül ve uçucu kül + sönmüş kalsiyum kireci ile belirli oranlarda karıştırılarak, numunelerin geoteknik özelliklerinde meydana gelen değişiklikler laboratuvar deneyleri ile farklı kür sürelerinde incelenmiştir. Çalışma sonucunda görülmüştür ki yalnız uçucu külün killi bir doğal zemine %10 ve %20 gibi farklı oranlarda karıştırılması sonucunda zemine ait sıkıştırma, sıkışma, permeabilite ve özellikle mukavemet gibi geoteknik özelliklerinde üç aya varan bir kür süresi içinde belirgin pozitif değişimler meydana gelmiştir. Ancak bu değişimler oluşan VI puzolanik reaksiyonun çok az olması nedeniyle yavaş ve sınırlı oranlarda kalmıştır. Buna karşılık puzolanik reaksiyonu arttırmak amacıyla killi doğal zemine uçucu külün yanında %3 ile %12 arasında kireç ilave edilmiş ve aynı kür süreleri içinde yukarıda bahsedilen geoteknik özelliklerde çok daha hızlı ve çok daha yüksek iyileşmeler meydana geldiği deneysel olarak belirlenmiştir. Elde edilen bu değerler çalışma içinde değişik tablo ve grafikler yardımıyla karşılaştırmalı olarak verilmiştir.

Fly ash is residual material which is filtered in the electrofilters of thermic power plants. It is produced as burning residual of low calorie lignite and coal in thermic power plants. The amount of fly ash deposits in thermic power plants increases with the increase in energy demand. As a result, the formation of these deposits requires storage in exceptional site of thermic power plants. The increase in the amount of these formed deposits carried out some economical ant technical problems which have to be solved. Becouse of re-evaluation problem of fly ash, economical loss and enviromental pollution problems also occur. The total coal and lignite consumption of thermic power plants of Turkey is approximately 55 million tons/year and from this production nearly 15 million tons/year fly ash is formed. This amount shows the severity of problem. Inspite of some disadvantages, fly ash is used economically in some branches of civil engineering. Fly ashes are puzzolonic materials which show very low binding properties if used alone. But their binding property increases and they gain puzzolanic property when they are used with lime in aquatic environment. In this study, physical and chemical specifications of fly ash which is taken from Yatağan Thermic Power Plant was determined experimentally. Soil samples with clay which are obtained from Denizli was mixed with only fly ash and fly ash+lime. Changes in geotechnical properties of specimens was determined experimentally in various curing periods. As a result of the study it was seen that significant positive variations accured in the geotechnical properties of the soil, like compaction, consolidation, permeability and especially strength in a curing period of up to three months by mixing fly ash to a natural soil with day in %10 and %20 ratios. But these variations were slow and limited due to puzzolanic reaction being very low. Despite, it was experimentally detected that much faster and better result were obtained during the some curing periods by adding between %3 and %12 lime with fly ash for increasing puzzolanic reaction. The obtained results were given in the study with various tables and graphs.