Katyon değerliğinin killerin sıkışabilirliği üzerindeki etkisi

Daha önce yapılan çalışmaların birçoğu, saf kil minerallerinin fizikokimyasal davranışlarının incelenmesi ve arazi performanslarının önceden belirlemesi üzerinedir. Fakat doğada saf halde (tek bir mineralden oluşmuş) kil bulabilmek mümkün değildir. Bu çalışmada kullanılan kil Çanakkale'den getirtilmiş olup, yapılan fizikokimyasal analizler sonucunda bünyesinde; 40-50% montmorillonit, 20- 30% illit ve 10-15% kaolin bulunmaktadır. Katyon Değişim Kapasitesi de 13 meq/100 g olarak belirlenmiştir. Kili saflaştırabilmek için lN'lik amonyum asetat çözeltisi kullanılmıştır. Daha sonra saflaştırılan kil, sırasıyla sodyum, Na; calsiyum, Ca+2; ve alüminyum, Al+3 iyonlarının klorürlü çözeltileriyle yıkanarak tek tip katyonla doyurulmuş kil haline getirilmiştir. Farklı değerlikli katyonlarla doyurulan killerin Atterberg limitleri (kıvam limitleri), hidrolik iletkenlikleri, sediment hacimleri ve sıkışma davranışları gibi mühendislik özelikleri belirlenmiştir. Elde edilen sonuçların ışığında, katyon değerliğindeki artışla kilin likit limit değeri artmaya başlamış; aynı durum, plastik limit ve rötre limiti değerleri için de elde edilmiştir. Ayrıca, yine katyon değerliğindeki artış, kilin daha fazla geçirgen olmasına sebep olmuş; bir başka deyişle, hidrolik iletkenliği artmıştır. Kilin sıkışma miktarlarında fazla bir değişiklik olmamasına rağmen, alüminyumla doyurulan kilin sodyumla doyurulana göre altı kat, kalsiyumla doyurulana göre de iki kat daha hızlı konsolide olduğu gözlemlenmiştir. Bütün bu elde edilen sonuçların, literatürde kaolin kili ile yapılmış deneylerin sonuçlarına benzer sonuçlar verdiği görülmüştür. Bu deneylere ilave olarak, farklı değerlikli katyonlarla doyurulan killerin indeks özelikleri, farklı dielektrik sabiti olan organik sıvıların (metanol, etanol ve n-hekzan) varlığında da belirlenmiştir. Likit limit sonuçları birbirleriyle hacimsel olarak karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, hacimsel esaslı likit limit değerleriVI metanol sıvı kullanıldığında düşmüş; etanolle birlikte artma eğilimine girmiş; fakat n-hekzanla tekrar azalmıştır, n-hekzamn sıcaklığa bağlı olarak çabuk buharlaşmasının deney sonuçlarım etkilediği görülmüş ve sedimentasyon deneyi sonuçları da kullanılarak bir düzeltme yapılmıştır. Bulunan sonuçlar literatürdeki sonuçlarla karşılaştırılmış; ve killerin fızikokimyasal davranışlarının kaolinit ve montmorillonit arasında olduğu görülmüştür. İnorganik sıvı varlığında (saf su), elde edilen fızikokimyasal parametreler kaolinite benzer çıkmış; organik sıvı kullanıldığında ise bu parametrelerin hem montmorillonite, hem de kaoline benzediği görülmüştür.