An investigation of effects of boron additives on the permeability and shear strength behavior of sand-bentonite mixtures under high temperatures

Zeminlerin termal davranışının önemi son yıllarda önemli ölçüde artmıştır. Nükleer atık depolama sahaları, gömülü yüksek gerilim güç kabloları, enerji kazıkları vb. gibi ısıya maruz kalan mühendislik uygulamalarında yüksek termal dayanım ve dayanıklı zeminlere ihtiyaç vardır. Bu yapılar çevredeki zeminler üzerinde termal değişimlere neden olurlar. Zeminlerin mühendislik özellikleri sıcaklığa bağlı olarak değişmektedir. Bu nedenle zeminlerin mühendislik özelliklerindeki değişimler yüksek sıcaklık ve termal döngüler varlığında incelenmelidir. Kum-bentonit karışımları nükleer atık depo sahaları ve katı atık depolama alanlarında geçirimsiz bariyerler olarak kullanılmaktadır. Bu karışımlar hidrolik iletkenlik ve kayma dayanımı gibi özelliklerini uzun zaman boyunca değiştirmeden korumalıdırlar. Literatür çalışmaları, yüksek sıcaklık ve termal döngülerin zeminlerin hidrolik iletkenlik ve dayanımı üzerinde olumsuz etkileri olduğunu göstermiştir. Bu nedenle kum-bentonit karışımlarının dayanımı atık depolama sahalarındaki kil örtülerde kullanıldığında yüksek sıcaklıklara karşı arttırılmalıdır. Bor, camların ısıl genleşmesini azaltır, camı asit ve çiziklere karşı korur. Endüstride malzemelerin termal dayanımlarını artırmak için bor mineralleri kullanılır. Bu nedenle, kum-bentonit karışımlarının yüksek sıcaklık veya termal döngülere karşı dayanım ve hidrolik iletkenlik özelliklerini arttırmak için bu karışımlara bor mineralleri ilave edilebilir. Bu çalışmada, kum-bentonit karışımlarının kompaksiyon, kesme dayanımı ve hidrolik iletkenlik özellikleri, bor mineralleri olan kolemanit, tinkal ve üleksit varlığında incelenmiştir. Kum-bentonit karışımları yüzde 10 ve 20 oranında bentonit ile hazırlanmış ve bu karışımlara bor mineralleri eklenmiştir. Kesme kutusu ve hidrolik iletkenlik deneyleri 80 santigrat derece ve oda sıcaklığında gerçekleştirilmiştir.