Kimyasal enjeksiyon yapılmış siltli-ince kum karışımlarının mühendislik özelliklerinin araştırılması

Bu çalışmada, sodyum silikat-formamid ve sodyum silikat-glioksal karışımlarının siltli-ince kum karışımlarına enjekte edilebilirliği ile birlikte enjeksiyonda başarılı olan numunelerin mühendislik özellikleri araştırılmıştır. Deneylere ilk olarak silt ve ince kum numuneler üzerinde elek analizi, hidrometre, özgül ağırlık, maksimum-minimum boşluk oranları ve permeabilite katsayısı belirleme deneyleri yapılarak başlanmış ve enjeksiyon deneylerinde kullanılacak olan silt-ince kum karışımı numunelere ait gradasyonlar belirlenmiştir. Daha sonra deneylerde kullanılacak en uygun karışım oranlarının belirlenmesi amacıyla sodyum silikat-formamid ve sodyum silikat-glioksal solüsyonları üzerinde reolojik özellik belirleme (jelleşme süreleri, sinerez yüzdeleri ve viskozite) deneyleri yapılmıştır. Enjeksiyon deneylerinden kullanılacak en uygun karışım oranları olarak; Sodyum silikat-formamid karışımlarında sodyum silikat oranı %70 ve %50 olan solüsyonlar, sodyum silikat-glioksal karışımlarında ise sodyum silikat oranı %53,76 ve %60 olan solüsyonlar seçilmiştir. Yapılan tüm enjeksiyon deneylerinde numunelerin tamamında başarı sağlanmıştır. Sodyum silikat-formamid ile yapılan enjeksiyon deneylerinde minimum enjeksiyon basınç değerleri 0,20 ile 3,00 bar arasında, sodyum silikat-glioksal ile yapılan enjeksiyon deneylerinde minimum enjeksiyon basınç değerleri 0,30 ile 2,90 bar arasında çıkmıştır. Tane çapı küçüldükçe ve sodyum silikat yüzdesi arttıkça minimum enjeksiyon basınç değerleri artmıştır. Enjeksiyon deneyinde başarılı olan tüm numuneler üzerinde farklı kür koşullarında (açık ortam, streçli ve kür tankında bekletilen) 7., 14., 28. ve 56 günlerde zamana bağlı olarak serbest basınç deneyleri yapılmıştır. Sodyum silikat-formamid ile enjeksiyon yapılmış numunelerde dayanım değerleri 0,26 ile 6,90 MPa arasında, sodyum silikat-glioksal ile enjeksiyon yapılmış numunelede dayanım değerleri 0,44 ile 2,14 MPa arasında çıkmıştır. Sodyum silikat oranının artması ile dayanım değeri artmıştır. Enjeksiyon yapılmış numunelerde en yüksek dayanım 4 nolu karışımda (%70 ince kum- %30 silt) gözlemlenmekte iken, en düşük dayanımlar 5 nolu karışımda (%100 ince kum) gözlemlenmiştir. Kür koşulları açısından değerlendirildiğinde en yüksek dayanımlar açık ortamda bekletilmiş numunelerde gözlemlenmiş iken en düşük dayanımlar kür tankında bekletilmiş numuneler üzerinde gözlemlenmiştir. Son olarak enjeksiyon deneyinde başarılı olan numuneler üzerinde numuneler molddan çıkarılmadan 14. günde düşen seviyeli permeabilite deneyleri yapılarak permeabilite katsayıları (k) tespit edilmiştir. Sodyum silikat-formamid ile enjeksiyon yapılmış numunelerde permeabilite değerleri 6,08x10-6 ile 4,18x10-5 cm/sn arasında, sodyum silikat-glioksal ile enjeksiyon yapılmış numunelerde permeabilite değerleri 2,29x10-6 ile 1,48x10-5 cm/sn arasında çıkmıştır. İnce kum-silt karışımlarında silt yüzdesinin artması ile permeabilite değerleri azalmıştır. İnce kum-silt karışımlarına sodyum silikat-formamid enjeksiyonu yapılması ile permeabilite değerleri 10-3 ile 10-2 kat arasında, sodyum silikat-glioksal enjeksiyonu yapılması ile permeabilite değerleri 10-4 ile 10-2 kat arasında azalmıştır. Yapılan deneysel çalışmalar sodyum silikat-formamid ve sodyum silikat-glioksal karışımlarının saf silt numuneye ve siltli ince kum karışımlarına rahatlıkla enjekte edilebileceğini göstermiştir.