Mineral ve kimyasal katkı maddelerinin macun dolgu performansına etkisi

Abstract

Cevher zenginleştirme işlemleri sonucu açığa çıkan tesis atıklarının tamamına yakını, son yıllarda önemi giderek artan macun dolgu teknolojisi ile yeraltı üretim boşluklarında güvenli bir şekilde depolanabilmektedir. Böylece yerüstü atık depolama ve rehabilitasyon maliyetleri azaltılarak madencilik faaliyetlerinin çevreye duyarlı hale gelmesi sağlanmaktadır.Macun dolgu; atık malzeme, bağlayıcı ve karışım suyunun başarılı bir karışımı olarak ifade edilmektedir. Macun dolguyu oluşturan her bir bileşenin fiziksel, kimyasal ve mineralojik özelliği dolgunun dayanım ve durabilitesini etkilemektedir. Sülfür içeriği yüksek olan atıkların macun dolgu malzemesi olarak kullanılması durumunda, uzun dönemde durabilite açısından bazı problemlerle karşılaşılmaktadır.Bu tez kapsamında, farklı bağlayıcı tipi, oranı, su/çimento oranı ve mineral ve kimyasal katkı maddelerinin, sülfür içeriği yüksek tesis atıkları kullanılarak hazırlanan macun dolgunun mekanik performansına ve reolojik özelliklerine etkisi incelenmiştir. 7-360 günlük kür süreleri sonunda, farklı karışım özelliklerinde hazırlanan macun dolgu numuneleri tek eksenli basınç ve deformasyon testlerine tabi tutulmuştur.Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda, %5 çimento oranında bağlayıcı olarak Portland çimento (CEM I 42,5), Portland kompoze çimento (CEM II/A 42,5) ve sülfata dayanıklı çimento (SDÇ 32,5) kullanımının uygun olmadığı, ancak SDÇ 32,5'in uzun dönemde dayanım kaybını engellediği gözlenmiştir. Bağlayıcı oranının artırılması veya su/çimento oranının azaltılması, macun dolgunun dayanım ve durabilitesine olumlu yönde etki etmiştir. CEM I 42,5 yerine mineral katkı maddesi olarak %10-30 oranında Fatsa Tras (FT), Akkuş Tras (AT) ve Atık Cam Malzeme (ACM) ikamesinin dayanım kaybını artırdığı, %5-60 oranında Yüksek Fırın Cürufu (YFC), Uçucu Kül (UK), Kayseri Pumis (KP) ve Silis Dumanı (SD) kullanımının ise dayanım kaybını azalttığı belirlenmiştir. Kısa ve uzun dönemli testlerden akışkanlaştırıcı olarak Normal, Süper ve Hiper Akışkanlaştırıcı (NA, SA ve HA) kullanımının macun dolgu dayanım ve durabilitesi üzerinde pozitif bir etki yaptığı gözlenmiştir. Mikroyapı analizlerinden, numunelerde oluşan dayanım kaybının ikincil alçıtaşı minerali oluşumundan kaynaklandığı anlaşılmıştır.