Swelling and settling behavior of bentonites in different pore fluids

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.