Uçucu küllerin kumlu zeminlerin sıvılaşma davranışı üzerindeki etkileri

Sanayileşme ve kentleşme, enerji ve hammaddeler için artan tüketici talebini artırarak, dünya çapında her yıl büyük miktarda endüstriyel atığın ortaya çıkmasına neden olmaktadır. Uçucu kül, en yaygın endüstriyel atık türleri arasındadır. Termik santrallerde kömürün yakılması ile oluşan ve genellikle santral dışında depolanan uçucu kül atığı tüm dünyada ciddi çevresel sorunlara yol açmaktadır. Uçucu küllerin farklı inşaat mühendisliği uygulamalarında zemin güçlendirici malzeme olarak değerlendirilmesi, sürdürülebilir kalkınma için oldukça önemlidir ve büyüyen çevre sorunlarına uygulanabilir bir çözüm sağlayabilir. Uçucu küllerin kohezyonlu zeminlerin stabilizasyonu ve temel mühendislik özellikleri üzerindeki etkileri hakkında birçok çalışma yapılmış olmasına rağmen bu tür atık malzemelerin temiz kumların sıvılaşma davranışı üzerindeki etkilerini inceleyen çalışma sayısı oldukça az sayıdadır. Uçucu küllerin özellikle tektonik hareketlerin yoğun olduğu bölgelerde inşaat mühendisliği uygulamalarında daha etkin ve güvenilir biçimde kullanılabilmesi için bu alanda daha fazla araştırma-geliştirme çalışmalarına ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışma kapsamında, Türkiye'de faaliyet gösteren Seyitömer termik santralinden F sınıfı uçucu kül temin edilmiştir. %0-40 oranında uçucu kül içeren kum-uçucu kül karışımları kullanılarak gevşek ve orta sıkılıkta üç eksenli numuneler hazırlanmıştır. Numunelerin sıvılaşma özellikleri, 30 adet gerilme kontrollü konsolidasyonlu drenajsız dinamik üç eksenli deneyler ile belirlenmiştir. Testler, iki farklı efektif çevre basıncında (50 ve 100 kPa) ve 1 Hz yükleme frekansına sahip tekrarlı yükler altında gerçekleştirilmiştir. Deney sonuçlarının ayrıntılı analizi, benzer relatif sıkılığa sahip kum-uçucu kül numunelerinin sıvılaşma direncinin, karışımdaki uçucu kül içeriğinin %20'ye kadar artması ile azaldığını, ardından %40'a ulaşana kadar hafifçe arttığını göstermiştir. Sadece kum içeren numuneler, uçucu küllü kum numunelerine göre daha yüksek sıvılaşma direncine sahip olduğu görülmüştür. Bu çalışma ile uçucu külün geoteknik deprem mühendisliği uygulamalarında kullanımının avantaj ve dezavantajlarının belirlenmesi ve ilgili konunun gelişimine katkıda bulunulması beklenmektedir.