Mikrodalgaya maruz bırakmanın magmatik kayaçların dayanımı üzerindeki etkilerinin araştırılması

Kaya delme ve kesme teknolojisi son yüzyılda hızla gelişmiştir. Ancak, çok sert kayaçların delinmesi ve kesilmesinde düşük ilerleme hızı ve yüksek matkap ve keski aşınması gibi problemler bulunmaktadır. Çok sert kayaçların delinmesi veya kesilmesi esnasında ilerleme hızını arttırmak ve aşınmayı azaltmak amacıyla, son zamanlarda mikrodalga destekli kaya parçalama gibi bazı yenilikçi yöntemler üzerinde yapılan çalışmalar dikkat çekmektedir. Mikrodalgaya maruz bırakmanın magmatik kayaçların mekanik özellikleri üzerinde etkileri konusunda yapılan çalışmalar yeni ve sınırlıdır. Bu nedenle, bu alanda araştırılacak birçok eksiklik bulunmaktadır. Bu tez çalışmasında, mikrodalgaya maruz bırakmanın magmatik kayaçların mekanik özellikleri üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu çalışmada, 6 adet granit, 2 adet siyenit ve 1 adet gabro olmak üzere toplamda 9 farklı magmatik kayaca 6 kW' a kadar mikrodalga enerjisi uygulanmıştır. Öncelikle, deneylerde kullanılan her kayacın ince kesiti hazırlanmış ve mineral içerik ve yüzdeleri belirlenmiştir. Sonra tek eksenli basınç (UCS) ve Brazilian çekme dayanımı (BTS), yoğunluk, porozite ve ultrasonik dalga hızı ölçümleri yapılmıştır. Daha sonra, dayanım deneyleri için hazırlanmış 600'den fazla numune mikrodalgaya maruz bırakılmıştır. Mikrodalga enerjisi 60 s'den 420 s'ye kadar farklı sürelerle; 1 kW, 2 kW ve 6 kW güçlerde uygulanmıştır. Ardından mikrodalgaya maruz bırakılmış numuneler üzerinde sıcakken dayanım deneyleri yapılmıştır. Her numunenin yüzey sıcaklığı mikrodalgaya maruz bırakılmadan ve fırından çıkarıldıktan hemen sonra infrared (kızılötesi) termometre ile ölçülmüştür. Sonuçlar değerlendirildiğinde, kayaç dayanımının genellikle artan mikrodalga gücü ve maruz bırakma süresiyle arttığı görülmüştür. Mikrodalgaya maruz bırakılan ve test edilen her kayacın ısınma derecesi ve dayanım kaybı değişen mineral içeriğinden dolayı farklıdır. Uygulanan mikrodalga gücü, maruz bırakma süresi ve mineral içeriğine bağlı olarak bazı numunelerde çatlamalar ve ergimeler görülmüştür. Granitlerin UCS değerleri genellikle 200 ℃ ve BTS değerleri genellikle 100 ℃'den sonra düşmüştür. Metalik mineral içeriği veya yüksek oranda mikrodalgayı soğuran mineralden dolayı 100 ℃'nin altında siyenit ve gabro numunelerinin dayanımlarında önemli kayıplar gözlenmiştir. Sonuç olarak; uygulanan mikrodalga gücü, maruz bırakma süresi ve mineral içeriğine bağlı olarak magmatik kayaçların dayanımını önemli derecede etkilediği söylenebilir.