8. Uluslararası Kırmataş Sempozyumu Bildiriler Kitabı Proceedings ...

AGGRES 2016: 13-14 EKM 2016/ KTAHYA-TRKYE AGGRES 2016: 13-14 OCTOBER, 2016/ KUTAHYA-TURKEY

8. Uluslararas Krmata Sempozyumu Bildiriler Kitab

Proceedings of the 8th International Aggregates

Symposium

Ba Editr / Editor in Chief C. enst

Editrler Kurulu/Editorial Board

A.Uar, H. Akakoca, .G. Ediz & C. Doruz

TMMOB MADEN

MHENDSLER ODASI THE CHAMBER OF MINING

ENGINEERS OF TURKEY

DUMLUPINAR NVERSTES

DUMLUPINAR UNIVERSITY

i

II

Tm Haklar Sakldr. TMMOB Maden Mhendisleri Odasnn yazl izni olmakszn bu kitap ya da kitabn bir ksm herhangi bir biimde yaynlanamaz.

Ekim 2016

Teknik Hazrlk : Maden Mhendisleri Odas

Bask : NKA Kat rn ml. Mat. Yay. Ltd. ti.

Byk Sanayi 1. Cad. 80/32 skitler/ANKARA

Tel / Fax : 312 384 26 85 / 312 341 64 08

steme Adresi : TMMOB Maden Mhendisleri Odas

Selanik Caddesi No: 19/4 Kzlay / ANKARA

Tel : 0312 425 10 80 Faks : 0312 417 52 90

nternet Adresi : www.maden.org.tr

E-Posta : [email protected]

ISBN: 978-605-01-0904-7

III

SUNU

TMMOB ve Odamzn temel grevlerinden biri de bilimsel ve teknik almalar ile de-neysel almalarda bulunarak elde edilen bilimsel verileri kamuoyuna sunmak ve yeleri ile paylamak iin bilimsel kongreler, sempozyumlar, seminerler ve altaylar dzen-lemektir. Odamz tarafndan her alma dneminde bu kapsamda ve pek ok alanda etkinlikler dzenlenmektedir. Bu etkinliklerden biri olan Krmata Sempozyumu daha nceki yllarda ulusal dzeyde yaplrken sekizinci kez dzenlediimiz sempozyum bu yl TMMOB Maden Mhendisleri Odas Ktahya l Temsilcilii ile Dumlupnar niversite-si tarafndan 13-14 Ekim 2016 tarihlerinde uluslararas dzlemde gerekletirilmektedir.

lkemizde madencilik planlamalarnn ve politikalarnn en temel uygulamas olan Maden Kanunu son 12 yl ierisinde 3 kez deiime uram ve 18 ubatta onaylanarak yrrle giren yeni maden kanunu kt gnden itibaren yeni kanun ne zaman -kacak? eklindeki sorularla tartlmaya balanmtr. 2004 ylnda 5177 sayl kanunda yaplan deiiklikle ruhsat gvencesine kavuturulan agrega sektr bu kadar sk deien ve deitirilen bir maden kanunu ile ruhsat gvencesinden daha da riskli olan planlama, yatrm ve geleceksizlik sorunlar ile kar karya kalmaktadr. Mevzuatn bu duyarszl ayn zamanda tm sektr de benzer ekilde etkilemektedir.

Havza Madencilii` nin retim, yerinde kalite kontrol, tama ve rehabilitasyonu gibi konularda teknik nergelerin hazrlanmasnda halen ciddi eksiklikler mevcuttur. Nite-kim, krmata iletmeleri kendi ruhsat snrlar ierisinde yapmay taahht ettikleri ye-niden yaplandrma veya doaya yeniden kazandrma planlarn komu ruhsatlardan bamsz olarak hazrlayabilmektedirler. Bu planlar morfolojik kirlilie neden olduklar gibi her an yenilme riskine ak evler oluturmakta, i sal ve gvenliini ciddi lde ve artarak tehdit etmektedirler. Bu durumun nlenmesi, i sal ve gvenlii nem ve nceliinde, ekonomi ve ekoloji anlayn da kapsayan havza madenciliine uyumlu yeniden yaplandrma ve doaya yeniden kazandrma projeleri ile ancak mmkndr.

Krmata sektrnn, ulat yatrm dzeyi, yllk bilanosu, retim boyutu ve sala-d istihdam ile madencilik alannda lkemize katma deer reten zel ve nemli bir i kolu durumundadr. Ancak, artan youn ve plansz/arpk kentleme alanlar iinde kalm krmata ocak iletmeleri; ham madde kapasitelerine gre srdrlebilir retim-leri, bilimsel ve teknik adan yeniden yaplandrlma gereklilikleri dikkate alnmadan, karlalan i gvenlii ve evre sorunlar yannda artan sosyal basklar ile teknik ve ekonomik adan snrlandrlarak, sonlandrlmaktadr.

IV

lkemizde agrega olabilecek maden rezervleri olduka yaygn ve byktr. Ancak, g-venilir rezerv/retim/kalite envanteri halen eksiktir. Bu nedenle sektrel yap hakknda-ki bilgiler tam olarak ortaya koyulamamaktadr. retim lekleri ok clz olup orta gelir tuza iinde akl kalm olan lke ekonomisinin; ~ 10,000 $/fert` ten olmas gereken milli gelir dzeyi 25,000 $/fert` e ulamas iin en az fert bana ylda 10 ton mertebe-sinde agrega retimi (780 milyon ton/yl) olmaldr. Sz konusu deer mevcut retimin yaklak 1.6 katdr.

Arazi kullanmndaki snrlamalar, evre sorunlar ve yksek nakliye maliyetleri mevcut rezervlerin kullanmn snrlamaktadr. Dolaysyla, doal kaynaklarn srdrlebilir kullanmnn nemli olduu gnmzde ocaklarda retilen kayalarn mmkn oldu-unca deerlendirilmesi gerekmektedir.

Srdrlebilirlik kavram iinde geri dnml agregalarn kullanmn belirleyen ve denetleyen snr artlarn bilimsel ve teknik olarak ortaya konularak planlama ve karar alma srelerinde daha hzla ilerleyebilmek iin gerekli standart ve veri tabanlarnn ive-dilikle oluturulmas gerekmektedir.

Bu bilimsel gerekliliklerin madencilik sektrnde yaama gemesi nemli bir madencilik faaliyet alan olan krmata sektrne dnk gelimelerin gzden geirilecei, sorunlarn tartlaca ve zm nerilerinin getirilecei, bilimsel ve teknolojik gelimelerin tart-laca, 8. Uluslararas Krmata Sempozyumunun mevcut sorunlarn zmne, lkemi-ze ve sektrmze katk koyacana inancmzla sempozyumu destekleyen madencilik kurulularmza, sempozyumun dzenlenmesinde emei geen Ktahya l Temsilcilii ne, Sempozyum Yrtme ve Bilimsel Kurul yelerine, bildiri sunarak katk koyan sayg-deer meslektalarmza ve hocalarmza, bizzat katlarak bizleri onurlandran delegele-rimize ve emei geen herkese TMMOB Maden Mhendisleri Odas Ynetim Kurulu ve ahsm adna teekkrlerimizi sunarm.

Ayhan YKSEL

TMMOB Maden Mhendisleri Odas

Ynetim Kurulu Bakan

13 Ekim 2016, Ktahya

V

ii

TMMOB MADEN MHENDSLER ODASI YNETM KURULU

Bakan :Ayhan YKSEL II. Bakan :Emre DEMR Yazman :Necmi ERGN Sayman :Mehmet ZYURT yeler :Sinan GRDAPLI

znur AKA Servet GRER

DZENLEME KURULU

Prof. Dr. Remzi GREN - Dumlupnar niversitesi Rektr Ayhan YKSEL - TMMOB Maden Mhendisleri Odas Bakan

YRTME KURULU:

YRTME KURULU BAKANLARI

Dr. Cem ENST Dr. Ali UAR

YAZMAN

Mehmet ZDEMR

SAYMAN

Sevgi KARACA

YELER

Dr. Ahmet AYDIN Dr. Kaan ERARSLAN Dr. nder UYSAL Dr. Cengiz KARAGZEL Dr. Hakan AYKUL Dr. Nezahat EDZ Dr. Yaar KASAP Dr. Oktay AHBAZ Dr. Sunay BEYHAN Dr. Necmettin ETN Dr. Uur DEMR Dr. ahin YUVKA Dr. zer REN mer CANIEREN Ahmet ZGR Grkem ERTURUL

VI

iii

BLMSEL KURUL

Dr. Darron W. DIXON-HARDY Leeds (UK) Dr. Cengiz KARAGZEL DP Dr. Jafar Khademi HAMIDI Modares (IR) Dr. Hulusi KARGI PA Dr. Viqar HUSAIN UOK (PK) Dr. Celal KARPUZ ODT Dr. Tomasz NIEDOBA, AGH AGH (PL) Dr. Yaar KASAP DP Dr. Antonio NIETO PSU (USA) Dr. Muammer KAYA ESOG Dr. Jamal ROSTAMI PSU (USA) Dr. Ahmet Mahmut KILI Dr. Agnieszka SURAWIAK AGH (PL) Dr. zen KILI Dr. Oleksander TOLKACH ZTU (UA) Dr. Sezai KIRIKOLU T Dr. Michael TUCK FedUni (AU) Dr. Yaar KBC DP Dr. Hamdi AKAKOCA DP Dr. Hseyin KOCA A Dr. Ata Utku AKL SD Dr. Sabiha KOCA ESOG Dr. Nuri Ali AKN BE Dr. Ylmaz KOAK DP Dr. nal AKDEMR C Dr. Grcan KONAK DE Dr. Serkan AKKRAZ DP Dr. Adnan KONUK ESOG Dr. C.Okay AKSOY DE Dr. Hayrettin KORAL Dr. Hrriyet AKTA ESOG Dr. Halil KSE DE Dr. Rait ALTINDA SD Dr. Halil KUMSAR PA Dr. Ali hsan AROL ODT Dr. Orhan KURAL T Dr. Nevzat ARSLAN C Dr. lgin KURUN Dr. Vedat ARSLAN DE Dr. Mustafa KUU SD Dr. Ahmet AYDIN DP Dr. Turgay ONARGAN DE Dr. Mustafa AYHAN D Dr. Hkm ORHAN S Dr. Hakan AYKUL DP Dr. Mustafa NDER ESOG Dr. Recep BAKI A Dr. Bahri TEYAKA ESOG Dr. Cemal BALCI T Dr. Gyasettin ZCAN U Dr. Ata BAETN Dr. Alper ZKAN S Dr. Oktay BAYAT Dr. hsan ZKAN S Dr. Hakan BENZER H Dr. Baki ZTRK H Dr. Mehmet M. BERLGEN YT Dr. Eyp SABAH AK Dr. Sunay BEYHAN DP Dr. Saim SARA SD Dr. Nuh BLGN T Dr. Ayhan Ali SRKEC T Dr. Erdin BOZKURT ODT Dr. Ender SNMEZ ESOG Dr.smail Hakk AATAY Dr. Harun SNMEZ H Dr. Mustafa INAR OM Dr. Oktay AHBAZ DP Dr. Uur DEMR DP Dr. Ahmet AMAZ F Dr. Vedat DENZ HTT . Dr. Cneyt EN KT Dr. Vedat DDAR BE Dr. Cem ENST DP Dr. CHAN DORUZ DP Dr. Erhan TERCAN H Dr. Selma DZYOL S Dr. lker Bekir TOPU ESOG Dr. .Gktay EDZ DP Dr. .Yusuf TORAMAN H Dr. Nezahat EDZ DP Dr. hsan TOROLU BE Dr. M.Emin EMROLU F Dr. Mahmut TURAN DP Dr. Kaan ERARSLAN DP Dr. Blent TTMEZ Dr. Murat ERDEMOLU Dr. Ali UAR DP Dr. Zeynel Abiddin ERGLER DP Dr. Yaar UBA ESOG Dr. Levent ERGN H Dr. Suphi URAL Dr. Hasan GEREK BE Dr. Glsev UYAR H Dr. smail GRGN H Dr. nder UYSAL DP

VIIiv

Dr. Mete GKTAN ESOG Dr. Veli UZ DP Dr. Kazm GRGL C Dr. Turul NL BE Dr. Kadir GLER T Dr. lvi Can NLGEN Dr. Eyp GLHANDILAR ESOG Dr. Bahtiyar NVER H Dr. Ali GNEY T Dr. Fuzuli YAMURLU SD Dr. O.Zeki HEKMOLU MU Dr. smail zgr YAMAN ODT Dr. Mehmet Ali HNDSTAN H Dr. Grsel YANIK DP Dr. etin HOTEN ODT Dr. Mahmut YAVUZ ESOG Dr. Metin HSEM KT Dr. Ali Osman YILMAZ KT Dr. Selahattin KADR ESOG Dr. Blent YILMAZ BE Dr. Sair KAHRAMAN H Dr. ahin YUVKA DP Dr. Yaar KALTAKI HK Dr. Veysel ZEDEF S Dr. aatay KARABRK DP

VIII

v

Sempozyumu Destekleyen Kurum ve Kurulular

(Companies Supporting the Symposium) Bu sempozyumun dzenlenmesinde katkda bulunan, aadaki kurum ve kurululara teekkr ederiz. Support of the following companies is gratefully appreciated.

Park-Teknik Elektrik Madencilik Turizm San. Ve Tic. A.. Ktahya Porselen Sanayii A.. Evyap Sabun, Ya, Gliserin Sanayi ve Ticaret A.. (stanbul) Eray Bazalt Madencilik Taahht Ticaret ve San. Ltd. ti. Biberci naat Nakliyat Petrol Sanayi ve Tic. Ltd. ti. etka Yap Mim. Mh. n. Dan.Tic. ve San. Ltd. ti. Arma naat Maden Sanayi ve Tic. Ltd. ti. Odak Refrakter ve Madencilik Sanayi ve Ticaret A.. Malta Kimya Maden (MKM) Ltd. ti. Trkiye Kmr letmeleri

IXvi

NSZ Dumlupnar niversitesi, Maden Mhendislii Blm ve TMMOB Maden Mhendisleri

Odas tarafndan ortaklaa olarak dzenlenen 8. Uluslararas Krmata Sempozyumu (AGGRES 2016), 13-14 Ekim 2016 tarihlerinde Dumlupnar niversitesi Merkez Yerlekesi, Ktahyada gerekletirilmitir. Daha nceleri ulusal bazda gerekletirilen sempozyum, bu yl ilk defa talepler dorultusunda uluslararas katlmclara da almtr.

Sanayileme, nfus art ve daha kaliteli yaama olan talep, pek ok alanda olduu zere agrega retiminde de talep artna sebep olmutur. zellikle alt yap eksikliinin giderilmesinde ve nitelikli mhendislik yaplarnda temel girdi olarak kullanlan krmata, madencilik sektrnde zel ve nemli bir ikolu olarak hem dnyada hem de lkemizde yerini almtr. Bu balamda, elinizde bulunan kitaptaki bildiriler; Krmata Hammadde Kaynaklar ve Mhendislik zellikleri; Krmata Ocaklarnn Kaz ve Teknolojisi; Delme-Patlatma Tasarm ve Uygulamas; Hammadde Hazrlama ve Teknolojisi; Beton, Asfalt ve Balast Agregalar; Endstriyel Uygulamalar; Alternatif Hammadde Kaynaklar; Arama, Planlama ve Fizibilite; Sal ve Gvenlii; Krmata Ocak letmeciliinin evresel Etkileri ve Srdrlebilirlikleri ve Dier lgili Konular olmak zere 11 ana balk altnda toplanmtr. Bu bildiriler kitabndaki 62 bildiri 3 farkl lkedeki aratrmaclar tarafndan hazrlanmtr.

AGGRES 2016 Sempozyumunun baarl gemesine katk salayan Kurum ve Kurululara, Sempozyum Yrtme Kuruluna, Bilimsel Kurula, Oturum Bakanlarna, Bildiri yazarlarna ve oturumlarda yer alan tm Delegelere katklarndan dolay teekkr ederiz.

Prof. Dr. Cem ENST Prof. Dr. Ali UAR

Sempozyum Yrtme Kurulu Bakanlar

FOREWORD The 8th International Aggregate Symposium (AGGRES 2016) organized jointly by the Mining

Engineering Department of Dumlupinar University and the Chamber of Mining Engineers of Turkey was held between October 13 and 14, 2016 at Central Campus of Dumlupinar University in Ktahya, Turkey. Although it has been realized previously as a national symposium, it was opened this year to the international attendance on demand for the first time.

Industrialization, increase in population and demand for a more qualified life have resulted in an increase in the production of aggregates as such at many fields. Aggregate utilized as the primary input of eligible engineering structures as well as eliminating substructure deficiencies has taken its place both in the world and in Turkey as an important and special brunch of mining sector. In this respect, the papers included in the proceedings volume have been grouped under 11 specific themes which are Aggregate Deposits and Engineering Properties; Excavation and Technology in Aggregate Production; Drilling-Blasting Design and Application; Processing and Technology of Raw Material; Concrete, Asphalt and Ballast Aggregates; Industrial Applications; Alternative Raw Material Sources; Exploration, Planning and Feasibility; Occupational Health and Safety; Environmental Impacts and Sustainability of Aggregate Quarries; and Miscellaneous. The 62 papers included in this volume have been prepared by researchers from 3 countries.

The support provided for AGGRES 2016 to be successful from the sponsors and exhibitors, organizing committee, scientific and advisory committee, plenary session speakers, poster presenters, technical session chairs and delegates are gratefully acknowledged.

Prof. Dr. Cem ENST Prof. Dr. Ali UAR

Symposium Co-Chairs

XI

indekiler (Contents)

nsz (Foreword) Dzenleme ve Yrtme Kurulu (Organizing Committee) .. Bilimsel Kurul (Scientific Advisory Board)

1. Krmata Hammadde Kaynaklar ve Mhendislik zellikleri (Aggregate Deposits and Engineering Properties)

Bazalt Kayacnn Tahribatsz Test Yntemleri ile Tek Eksenli Basn Dayanmnn Tahmini: Trabzon-Maka Blgesi .. Prediction of Uniaxial Compressive Strength of Basaltic Rock by Non-destructive Test Methods: Trabzon-Maka Region T. Ylmaz

2

Krmata Kkenli Dolgu Malzemelerinin Skma Performanslarnn Deerlendirilmesi Evaluation of Compaction Performance of Aggregate Originated Filling Material . obanolu & S.B. elik

9

Analysis of Geological, Mechanical and Characteristics of using Aggregates in Tailings Pond. Atk Havuzlarnda Kullanlan Agregalern Jeolojik Ve Mekanik zelliklerinin Analizi G. Erturul, E. Gz & A. Uar

19

Kalker, Marn ve eylin Snme Karakterizasyonu-Bitml Gzenekli Agrega iin Don-Mikrodalga Kurutma-Bilya Darbe Dayanm Testi ile Snme Etd .. Creep Characterization of Bitumen Limestone Marl and Shale-Thaw-Microwave Drying-Dropball Impact Strength of Porous Aggregate Y.. Tosun

29

Deiik Doalta Agregalarn Kilitli Beton Parke Bloklarnn Mekanik zelliklerine Etkisinin ncelenmesi Investigation of the Effect of Different Stone Aggregates to the Mechanical Properties of Locked Concrete Paving Stones M.Y. elik, M. Ersoy & A. ahbaz

38

Yap Malzemesi Olarak Kullanlan Kayalarn Fiziksel ve Mekanik zelliklerine Yksek Scakln Etkisi .. Effect of High Temperature Conditions on Mechanical and Physical Properties of Rocks Used as Building Materials E. zdemir & D. Eren Sarc

46

Characterization of Limestone Aggregates for Iron-steel Making Industry Demir-elik Endstrisi iin Kireta Agregalarnn Karakterizasyonu . Kl

51

Evaluation of Resistance to Los Angeles Abrasion and Physical Factors with Grindability Properties of Some Aggregate Materials Baz agrega malzemelerinin Los Angeles anma ve fiziksel etmenlere kar dayanm ile tme zelliklerinin belirlenmesi C. enst, S. Dzyol & . nar

59

Kayalarn ndeksinin Bulank Mantk ile Tahmin Edilmesi.. Estimation of the Work Index of Rocks via Fuzzy Logic A. Uar, S. Karaca & E. Glbandlar

67

Balast Agrega Malzemesi Dayanm Kestiriminde Nokta Yk Dayanm ndeksine likin Kullanm nerilerinin Gelitirilmesi... Development of Proposals for Utilization of Point Load Strength to Estimate the Strength of Ballast Material

73

E. ken & A. zarslan vii

XII

viii

Agrega Olarak Kullanlan Bozlutepe (Selki-Hyk-Konya) Kiretalarnn Baz Jeolojik zellikleri... Some Geological Properties of Bozlutepe Limestones (Selki-Hyk-Konya) Used as Aggregate V. Zedef & G. Kansun

84

2. Krmata Ocaklarnn Kaz ve Teknolojisi (Excavation and Technology in Aggregate Production)

Sivas-Ula Yresindeki Bir Krmata Ocana Uygulanan Sre yiletirme almalarnn Patlatma Maliyetine Etkisinin Aratrlmas Investigation of the Effect of Process Improvement Studies on Cost of Blasting Applied in a Quarry in Sivas-Ula District S. Ercins & H. Akakoca

91

3. Delme-Patlatma Tasarm ve Uygulamas (Drilling-Blasting Design and Application)

Patlatmadan Kaynakl evresel Etkilerin ncelenmesi ve Uygulamaya likin Bir rnek The Investigation of Environmental Impacts Induced by Blasting and An Example of Practice A. M. Kl & E. Kahraman

103

Bir Taocanda Patlatma Kaynakl Yer Sarsntlarnn Deerlendirilmesi Evaluation of the Blast-Induced Vibrations in a Quarry . Uysal, . Yuvka, M. zdemir & A. zgr

113

Bir Taocanda Titreim lmne Dayal Risk Analizi ve Patlatma Tasarm... Risk Analysis and Blasting Design Based on the Vibration Measurement in a Quarry A. Karadoan, M. C. zyurt, . zer & . Kalayc

118

Patlatma Kaynakl Sarsnt ve Grlt Analizi iin Bir Bilgisayar Program Gelitirilmesi ve Krmata Oca Uygulamas Development of a Computer Program for Analysis of Vibration and Noise Caused by Blasting and Aggregate Pit Operation E. Kazan, S. Slnba, S. Ercins & H. Akakoca

129

Effective Fragmentation and Flyrock Control Strategies at Quarries.. 140 Ta Ocaklarnda Etkili Paralanma ve Ta Savrulmas Kontrol Stratejileri S. Esen Elektronik ve Nonel Ateleme Sistemlerinin Karlatrlmas Comparison of Electronic and Nonel Ignition Systems S. Ercins & H. Akakoca

152

Kentsel Alanda Patlatmal Kazlarda Proje Admlar ..... Project Steps of Excavations by Blasting in Urban Area . zer, . Kalayc, A. Karadoan & M.C. zyurt

162

Basamak Patlatmasnda Kullanlmak zere Gelitirilen Bir Android Yazlm ... An Android Application Developed to be used in Bench Blasting A. Sakcal, H. Yavuz & H. Cevizci

171

Development of a New Technique for Reducing the Maximum Particle Velocity Arising from the Blast ... Patlatmadan Kaynaklanan En Yksek Parack Hznn Azaltlmasn Salayan Yeni Bir Laboratuvar Tekniinin Gelitirilmesi A. Tosun

180

XIII

ix

orum Belediyesinin Ta Ocanda Elektronik ve Elektriksiz Patlatma Sistemlerinin Kullanlarak Hava Soku ve Yer Sarsnts Asndan Karlatrmas .... Comparison in Terms of Air Blast and Ground Vibration of Electronic and Non-El Blasting Systems at the orum Municipalitys Quarry V. Deniz

186

Geleneksel ve Elektronik Ateleme Sistemlerinin Karlatrmas Comparison of Conventional and Electronic Blasting Systems V. Deniz

195

4. Hammadde Hazrlama ve Teknolojisi (Processing and Technology of Raw Material)

Dry Grinding Kinetics of Glba (Ankara) Andesite in Ball Mill . Glba (Ankara) Andezitinin Bilyal Deirmende Kuru tme Kinetii T. Aaayak & A. Aras

209

Bant Hz/Kafa Devri Orannn Doaltalarn Yzey zelliklerine Etkisi ..... The Effect of Belt Speed/Head Rotation Rates to the Surface Characteristics of Natural Stones M. Ersoy, M. Y. elik, L. Yeilkaya & G. Geer

214

Agrega retiminde Kullanlan Endstriyel Krclar Industrial Crushers Used in Aggregate Production S. Karaca, . Caneren, U. Demir, O. ahbaz & C. Karagzel

224

5. Beton, Asfalt ve Balast Agregalar (Concrete, Asphalt and Ballast Aggregates)

Alkali Aktive Yksek Frn Cruflu Betonlarn Mekanik zelliklerinin Aratrlmas .. Investigation of the Mechanical Properties of Concrete Containing Alkali-Activated Blast Furnace Slag T. Ylmaz, F. Cihangir & B. Erkd

236

Beton retiminde En Uygun Agrega Karmnn statistiksel Deney Tasarm Yntemi ile Belirlenmesi. 243 Determination of Optimal Aggregate Blending With Design of Experiment in Concrete Production D. Adgzel, A. Baetin & S. Tyl

MgSO4 Etkisindeki Betonlarn Basn Dayanmnn ANFIS ile Tahmini... 251 Predicting the Compressive Strength of Concrete Under the Effect of MgSO4 by ANFIS Y. Koak & E. Glbandlar

Hekimhan (Malatya) Doal Zeoliti Katkl Betonun Mekanik ve Durabilite zellikleri 263 Mechanical and Durability Properties of Concretes Incorporating Hekimhan (Malatya) Natural Zeolite M. Gen, . Ceylan, C. Fenerli, N. Kzlkaya & M. nal

Krma Kumlu Taze Harlara Elektriksel Yntemle Hzlandrlm Kr Uygulamas 271 Rapid Curing Application with Electrical Method on Fresh Mortar Containing Crushed Sand T. Uygunolu, .B. Topu, . Hocaolu & B. Seluk

Kendiliinden Yerleen Betonlarda Rtre Azaltc Katknn Basn Dayanmna Etkisi 275 The Effect of Shrinkage Reducing Admixtures to Fresh Properties Concrete and Compressive Strength of Self Compacting Concrete E. Tekin, . Demir, H. Acer, M. Kantar, A.H. Hafzoullar, . Bakrc Er & . Sevim

Diyatomit Agregalarn imento Esasl Hafif Har zelliklerinin Geliimine Etkisi.. 284 Effect of Diatomite Aggregates on Improving the Cement Based Lightweight Mortar Properties L. Gndz & . O. Kalkan

XIV

x

Prediction of Splitting Tensile Strength of Concrete Containing Zeolite and Diatomite by ANN.. Zeolit ve Diyatomit eren BetonunYarmada ekme Dayanmnn ANN ile Tahmini E. Glbandlar & Y. Koak Uucu Kl ve Yksek Frn Crufu kamesinin Kompoze Olarak imento Harlarna Mekanik

295

Etkisi ........................................................................................................................................................ 306

Mechanical Effect of Composed Fly Ash and Blast Furnace Slag Replacement on Cement Mortars . Demir, S. Gzelkk, H. Yaprak & A. Filazi Zeolit kameli Betonlarn H2SO4 Etkisine Kar Performans. 313 Performance Against the Effects of H2SO4 of Concretes Substituted Zeolite Y. Koak & M. Sava Agrega Madenciliinin Hazr Beton retimindeki Yeri.. 324 Place in the Ready Mixed Concrete Production of Aggregate Mining E. Kahraman & A. M. Kl Agrega Tane Boyutunun Betonun Yapsal ve Isl zelliklerine Etkisi... 330 The Effect of Aggregate Particle Size to Structural and Thermal Properties of Concrete M.U. Toprak, Y. Kibici, N.D. Cokun, V. Uz & S. Ersoy Renkli Agregalarla retilen Harlarn Mekanik, Fiziksel ve Durabilite zeliklerinin ncelenmesi ............................................................................................................................................. 342 Investigation of Mechanical, Physical and Durability Properties of Mortars Produced with Colored Aggregates A. Demir

6. Endstriyel Uygulamalar (Industrial Applications)

Atk Asfalt Kaplamalarnn Beton Yol Yapmnda Kullanm .. Use of Reclaimed Asphalt Pavement in Concrete Road T. Uygunolu & S. etin

354

7. Alternatif Hammadde Kaynaklar (Alternative Raw Material Sources)

Ylankale-Misis (Adana) Kiretalarnn Agrega Kalitesinin Deerlendirilmesi ..... Evaluation of Quality of Ylankale-Misis (Adana) Limestone Aggregate . Kl & S. Yurdakul Beyyaz (Afyonkarahisar) Mermerlerinin Beton Agregas Olarak Kullanlabilirliinin ncelenmesi ... Investigation of the Usability of Beyyaz (Afyonkarahisar) Carbonatic Rocks as Concrete Aggregate M.Y. elik, M. Ersoy & A. ahbaz

360 369

Ankara Mamak Yresindeki Kiretalarnn Beton ve Asfalt Agregas Olarak Deerlendirilmesi 382 Evaluation of Limestones of Mamak Region as Concrete and Asphalt Aggregate R. Soypak & A. Kayaba zmir-Alaat Tann Kuru Karm Hafif Beton Agregas Olarak Kullanlabilirlii zerine Teknik Bir Analiz.. 390 A Technical Analysis on Usability of zmir-Alaat Rock as Dry Mixture Lightweight Concrete Aggregate L. Gndz, .O. Kalkan & N.K. Aydodu Trabzon (Dzky) Blgesindeki Volkanitlerin Yol Dolgusu Olarak Kullanlabilirliinin ncelenmesi 400 The Investigation of Usage of Trabzon (Dzky) Region Volcanites as Filling Material for Roads

G. Kleki & A. O. Ylmaz

XV

xi

Van li Tuba lesi Beyzm Mevkiinden Alnan Kire Talarnn Agrega Olarak Kullanlabilirliinin Aratrlmas. Investigation of the Usability of Limestones as Aggregates in Beyzm Location of Tuba District o Van O.O. Varol, M. Trkmenolu & Z.F. Trkmenolu

406 f

Volkanik Tfn Har erisinde imento Yerine Kullanlabilirliinin Aratrlmas An Investigation into The Applicability of Volcanic Tuff As a Substitute for Cement in Mortar S. Beyhan, M. zdemir & . E. Alkan

414

Ktahya Ilca Blgesi Bazaltlarnn Krmata Olarak Deerlendirilmesi Evaluation of Bazalt Located in Ktahya Ilca Region

420

C. Doruz, M. Demirbilek, . Arslan, A. Uar, K. Oul & Y. Kibici

8. Arama, Planlama ve Fizibilite (Alternative Raw Material Sources)

Development of the Productivity in European Aggregate Production ..... Avrupa Agrega retiminde Verimlilik Geliimi Y. Kasap & . Kr

430

9. Sal ve Gvenlii (Alternative Raw Material Sources)

Krmata Tesislerinde alanlarn Maruz Kald Fiziksel Risk Etmenleri ....... Physical Risk Factors for Employees of the Aggregate Crushing Plants A.E. Artan, C. enst, . ren & M. Tmer

439

Trkiye Mermer Ocaklarnda Risk Deerlendirmesi ve Uygulama rnekleri. 445 Risk Assessment of Marble Quarries in Turkey and Case Studies . nar & C. enst

Krmata Sektrnde Titreim Problemine Genel Bak.. 453 Vibration Problem of Crushed Stone Industry: An Overwiew A.E. Artan, C. enst & M. Tmer

Sal ve Gvenlii Tabanl Problemlerin zm iin Yeni Bir Risk Analiz Yntemi (HSA) 460 A New Risk Analysis Method (FCA) to Solve the Problems Based on Occupational Health and Safety M. Ersoy & M.Y. elik Ak Ocak letmelerinde Gvenlii Uygulamas rnek Ocak almas ..................................... 476 Applications of Occupational Safety at Open Pit Mining: a Case Study R.E. afak, C. enst & Y. Kasap Krma Tesislerinde Grlt Sorunu ve ok Deikenli Matris Yntemiyle Risk Analizi ..................................................................................................................................................... 485 Noise Problem in Crushing Plant and Risk Assessment Using the Multi Variable Matrix Method O. ahbaz, E.S. Ersz & C. Karagzel

XVI

xii

10. Krmata Ocak letmeciliinin evresel Etkileri ve Srdrlebilirlikleri (Environmental Impacts and Sustainability of Aggregate Quarries)

Environmental Impact of Sand Mining in Malir River Bed Karachi, Pakistan Malir Nehir (Karai, Pakistan) Yatandaki Kum Oca Madenciliinin evresel Etkisi V. Husain, G. Hamid, M. Bilal, R. Yassen & S. Anjum

492

Ta Ocaklarnda Yaplan Patlatmann Tabiat Varlklarna Etkisinin Aratrlmas: Tescilli Kaya Odas rnei (Kelkit/Gmhane)..

498

The Investigation of Blasting Effect on Natural Heritages in Quarries: Registered Rock Room Sample G. Kleki & S. Alemda

11. Dier lgili Konular (Miscellaneous)

Bond ndeksi Tayininde Kullanlan Farkl Yntemler . Different Techniques Used To Determine Bond Work ndex A. Aydn

506

Kalsit Madenciliinin Mevzuattaki Geliimi ve Sektrdeki Durumu... 514 Development in the Legislation and Situation in the sector of Calcite Mining B.G. Demir, A. Akbulut & N. Gngr

Ta Ocaklar Nizamnamesi ve Gncel Mevzuat . Quarry Directory and Current Regulations . Gnay

519

Trkiyedeki Agrega retimi ve Sorunlarna Genel Bak .. Aggregate Production and Overview of the Issues in Turkey R. Kocaman, H. Kurtcu & B. Kocaman

527

Bazaltn Polarize Enerji Dalml X-nlar Floresans Spektroskopisi ile Analiz artlarnn Belirlenmesi . Analysis of Basalt Samples by Polarized Energy Dispersive X-Ray Fluorescence Spectroscopy . stnda

538

Yazar ndeksi(Author Index) 541

1

Krmata Hammadde Kaynaklar ve Mhendislik zellikleri

(Aggregate Deposits and Engineering Properties)

8.Uluslararas Krmata Sempozyumu, 13-14 Ekim 2016, Ktahya-Trkiye 8.International Aggregates Symposium, 13-14 October 2016, Ktahya-Turkey

1

2

8.Uluslararas Krmata Sempozyumu, 13-14 Ekim 2016, Ktahya-Trkiye8.International Aggregates Symposium, 13-14 October 2016, Ktahya-Turkey

ZET: Bu almada Schmidt sertlik ekici (SHV) ve ultrasonik P-dalga hz (UPV) ile tek eksenli skma dayanm (TEBD) arasndaki ilikiler incelenmi ve tek eksenli skma dayanmnn dolayl olarak tahmin edilebilirlii aratrlmtr. Bu amala Trabzon-Maka blgesinden bazalt bloklar getirilmi ve NX apl karotlar alnmtr. Alnan karot rneklerinin srasyla SHV, UPV ve TEBD testleri gerekletirilmitir. Bu testler sonucunda rneklerin sertlik ekici snflamas; sert, UPV snflamas; yksek hzl ve TEBD snflamas; orta dayanml olarak belirlenmitir. Ayrca kayacn SHV testinden elde edilen dolayl TEBD deeri llen TEBDye gre yakn kmtr. SHV-TEBD ve UPV-TEBD arasnda yksek korelasyon katsaylarna (r0,87) sahip dorusal ilikiler elde edilmitir. SHV-TEBD ve UPV-TEBD grafiklerine ait korelasyon katsaylarnn ve doru denklemlerinin gvenilirliini belirlemek iin t- ve F- testleri yaplm ve ilikilerin anlaml olduu ortaya konmutur.

ABSTRACT: In this study, the relations among Schmidt hammer hardness (SHV), ultrasonic pulse velocity (UPV) and uniaxial compressive strength (UCS) were analyzed and the prediction of UCS was investigated. For this purpose, basaltic blocks were brought from Trabzon-Maka region and drilling cores having NX diameter were extracted. The SHV, UPV and UCS tests of core specimens were performed, respectively. As a result of this tests, the classifications of Schmidt hardness, UPV and UCS were determined as hard, high-speed and medium strong, respectively. The UCS value of rock obtained from SHV was also close in comparison with measured UCS value. The linear relations having strong correlation coefficients (r0.87) between SHV-UCS and UPV-UCS were obtained. Students t- and F- (Anova) tests practiced for the determination of the significance of r values and fitting equations of SHV-UCS and UPV-UCS graphs and it was presented that the relationships between SHV-UCS and UPV-UCS are significant.

1 GRKaya mekanii ve mhendislik jeolojisi uygulamalarnda yaygn olarak kullanlan parametrelerden birisi olan tek eksenli skma dayanm testinin yaplmas kayalarn yenilme zelliklerinin belirlenmesi ve kaya ktle snflamalar iin olduka nemlidir (Baarr vd., 2004; Karaman vd., 2011). Fakat baz durumlarda bu testi gerekletirmek iin numune hazrlamak ve testi gerekletirmek zor, zaman alc ve

pahal olabilmektedir. Bu yzden numune hazrlamas ve uygulanmas daha kolay, basit ve zaman almayan yntemler olan Schmidt sertlik ekici testi (SHV), ultrasonik P-dalga hz testi (UPV), nokta ykleme testi (Is(50)) vb. deney yntemleri sklkla kullanlmaya balamtr.

Schmidt ekici sertlik testi (SHV); basit, hzl, ucuz ve hasarsz test yntemi olduu iin kaya mekanii uygulamalarnda 1960larn bandan beri indeks test olarak

Bazalt Kayacnn Tek Eksenli Skma Dayanmnn Tahribatsz Test Yntemleri ile Tahmini: Trabzon-Maka Blgesi Prediction of Uniaxial Compressive Strength of Basaltic Rock by Non-destructive Test Methods: Trabzon-Maka Region

T. YlmazKaradeniz Teknik niversitesi, Maden Mhendislii Blm, Trabzon


2

3

Bazalt Kayacnn Tek Eksenli Skma Dayanmnn Tahribatsz Test Yntemleri ile Tahmini: Trabzon-Maka Blgesi

kayalarn sertliinin belirlenmesi ve tek eksenli skma dayanm ve dier mekanik zelliklerinin tahmininde yaygn olarak kullanlmaktadr (Sabatakakis vd., 2008; Sengun vd., 2011). SVH testi balangta etkin olarak mhendislik malzemesi olan betonun yzey srama sertliini belirlemek iin gelitirilmi ve daha sonra kayalar ve doal malzemeler iin adapte edilmitir (Schmidt 1951; Eberhardt 2004).

Ultrasonik P- dalga hz testi (UPV), hasarsz, gvenilir, ucuz ve kolay uygulanabilen bir metot olmasndan dolay son yllarda hem laboratuvar hem de arazi koullarnda kaya ve/veya imento ierikli malzemelerin jeomekanik zelliklerinin belirlenmesinde kullanlan en popler tekniklerden birisidir. Kaya ve imento ierikli malzemelerin ultrasonik P- dalga hz, bozulmam kaya ve el yapm beton zellikleri ile yakndan ilikili olduu iin P- dalga hz bilinirse, ultrasonik ve mekanik zellikler arasndaki bilinen iliki kullanlarak geoteknik zelliklerdeki deiim belirlenebilir (Khandelwal ve Ranjith, 2010; Ylmaz vd., 2014).

1.1 Literatralmaya konu olan basit ve tahribatsz test yntemleri (Schmidt sertlik ekici testi, ultrasonik P-dalga hz testi vb.) ile birok farkl alanda tek eksenli skma dayanm tahminine ynelik son yllarda ok sayda alma yaplmtr. Ylmaz ve Sendir (2002), Schmidt sertlik ekici testini kullanarak alta kayalarnn tek eksenli skma dayanm ve young modl deerlerini hesaplam ve elde ettii eitlikleri dier almalarla karlatrmtr. Baka bir almada yazarlar dolayl testleri (Schmidt sertlik ekici, nokta ykleme dayanm ve Shore sertlik testi) kullanarak kayalarn skma dayanmn tahmin etmeye almlardr (Yaar ve Erdoan 2004). Baz aratrmaclar, yap talarnn bozunma-ayrma derinliinin tahmini (Zezza, 1993; Christaras, 2003) ve Ankara andezitinin bozunma derecesini belirlemek (Karpuz ve Paamehmetolu, 1997) iin ultrasonik P- dalga hz testini kullanmlardr. Chary vd.

(2006), kayalarn mhendislik zelliklerini (krlganlk, sertlik ve krlma tokluu) tahmin etmek iin P- dalga hzn lmlerdir. Ayrca Kahraman (2007), yap talarnn plaka retim verimliliinin tahmininde ve kalite snflamasnda UPV testinin kolayca uygulanabileceini belirtmitir. Dier bir taraftan Baarr vd. (2004) kaya rnekleri zerinde nokta ykleme dayanm indeksi, Schmidt ekici ve sonic hz deneyleri ve tek eksenli basma dayanm deneylerini yapmlar ve kayann tek eksenli basma dayanm ile basit deney yntemleri arasnda ilikiler kurmay amalamlardr. Karaman vd. (2011) ise farkl blgelerden temin edilen 5 farkl kayacn tek eksenli skma dayanmn L tipi Schmidt ekici kullanlarak dolayl yoldan belirlemeye ynelik yapt almada, silindirik numunelerin sertlik deerlerini lm, dolayl olarak tek eksenli skma dayanmlarn belirlemi ve laboratuvarda elde edilen dayanm sonularyla karlatrarak kayalar iin en uygun deerlendirme yntemini belirlemeye almlardr. Sharna ve Singh (2008), farkl tipteki kayalarn P- dalga hz ve dier mekanik zellikleri (darbe dayanm, suda dalmaya kar dayankllk testi ve tek eksenli skma dayanm) arasndaki ilikisini aratrmtr. Bununla birlikte, Vp testi maden tneli etrafndaki gerilme dalmnn ve tnel kazsndan kaynaklanan hasar sklnn tahmininde (Wright vd., 2000), bir kaya yapsnda patlatma/paralanma verimliliinin (Turk ve Dearman, 1987) ve kayalarn sl iletkenliinin belirlenmesinde (zkahraman vd., 2004) kullanlmtr.

2 DENEYSEL ALIMALAR Bu almada bazalt rneklerinin tahribatsz test yntemleri olan Schmidt sertlik ekici ve ultrasonik P-dalga hz testleri ile tek eksenli skma dayanm testleri yaplarak aralarndaki ilikiler incelenmi tek eksenli skma dayanmnn dolayl olarak tahmin edilebilirlii incelenmitir. Bu amala Trabzon-Maka blgesinden bazalt bloklar (ek. 1a) laboratuvara getirilmi ve karotiyer (ek. 1b) yardmyla 10 adet NX apl karotlar


3

4

Prediction of Uniaxial Compressive Strength of Basaltic Rock by Non-destructive Test Methods: Trabzon-Maka Region

(ek. 1c) alnmtr. Alnan karotlar karot dzeltme cihaznda alt ve st yzeyleri birbirine paralel olacak ekilde dzeltilmi ve boy/ap oran 2,0-2,5 olacak ekilde hazrlanmtr.

ekil 1. Bazalt bloklarnn (a), karot alma ileminin (b) ve alnan karotlarn (c) grnm

2.1 Schmidt Sertlik ekici Testi Kayalarn Schmidt sertlii deerini belirlemek ve tek eksenli skma dayanmn tahmin etmek iin kullanlan Schmidt sertlik ekici testi 10 adet NX apl karot rnei (ekil 2a) zerinde ASTM D 5873 (2001) yntemine gre L tipi sertlik ekici ile dey-aa ynl olarak gerekletirilmitir (ek. 2b). Schmidt sertlii ve tek eksenli skma dayanm arasndaki iliki ve skma dayanmnn tahmininde, Deere ve Miller (1966) tarafndan hazrlanan abaktan yararlanlmtr (ek. 3). Ayrca bazalt

rneklerinin llen Schmidt sertlik deerleri ISRM 1978de yaplan kaya sertlik snflamas tablosuna (Tablo 1) gre deerlendirilmi ve kayacn sertlik snf belirlenmitir.

2.2 Ultrasonik P- Dalga Hz TestiHazrlanan karot rneklerinin ultrasonik P- dalga hz testleri, ASTM D 2845 (2008) standartlarna uygun olarak 0,1s hassaslkta sinyal sresine ve 54 kHz sinyal frekansna sahip Pundit-Plus model test cihaz ile yaplmtr (ek. 2c). Test yntemi olarak daha gvenli olduu ve doru sonular verdii iin dorudan iletim (gei) teknii kullanlm ve numunelere temas ettirilen gnderici ve alc jeofonlara herhangi bir bask uygulanmamtr. Numunelerin boyu (uzunluk) 0,1mm hassasla sahip kumpas ile llerek kaydedilmitir. Daha sonra lm yaplacak numunenin alt ve st yzeyleri ile alc ve gnderici jeofon arasnda salkl bir balant kurmak ve hava boluklarn engellemek iin jeofonlarn yzeyleri vazelin ile kaplanmtr. Alnan okumalar sonucunda en dk gei sresi test sonucu olarak kaydedilerek ultrasonik P- dalga hz belirlenmitir.

2.3 Tek Eksenli Skma Dayanm TestiTahribatsz test lmleri yaplan karot rnekleri ASTM D7012 (2014) standartlarna uygun olarak 3000 kN maksimum yk kapasitesine ve 1kN/s ykleme hzna sahip ELE marka bilgisayar kontroll skma ve deformasyon nitesinde tek eksenli skma dayanmna tabi tutulmutur (ekil 2d).

Tablo 1. SHV (ISRM, 1978), TEBD (Deere ve Miller 1966) ve UPV testine (Anon, 1979) gre kayalarn snflandrlmas

Schmidt Sertlik ekici deeri Sertlik snflamas

TEBD deeri (MPa) Dayanm snflamas

UPV deeri (m/s) Hz snflamas

0-10 Yumuak 1-25 ok dk dayanml 200 ok yksek dayanml >5000 ok yksek >60 ok sert


4

5


ekil 2. Alnan karotlarn (a), SHV testinin (b) UPV testinin (c) ve TEBD nitesinin (d) grnm

3 BULGULAR VE TARTIMATrabzon-Maka yresine ait bazalt karot rneklerinin Schmidt sertlik ekici, ultrasonik P-dalga hz ve tek eksenli skma dayanmsonular Tablo 2de gsterilmitir. Kayacnortalama Schmidt sertlik deeri (SHV) 47,2,ultrasonik P- dalga hz (UPV) deeri 4867m/s ve tek eksenli skma dayanm (TEBD)99,1 MPa olarak llmtr. Ayrca kayacnbirim hacim arl 25 kg/m3 olarakbulunmutur.

Tablo 2. rneklerin SHV, UPV ve TEBD sonular Numune

No Boy/ap

oran SHV deeri

UPV (m/s)

TEBD (MPa)

1 2,16 50 5611 171 2 2,30 47 4132 61 3 2,31 47 4166 64 4 2,44 48 4973 112 5 2,38 45 4833 52 6 2,44 47 4935 91 7 2,13 48 4856 129 8 2,08 49 5854 158 9 2,36 45 4586 54 10 2,25 46 4726 99

Ort. 47,2 4867,2 99,1

Bazalt kayacna ait birim hacim arlk deeri ile Schmidt sertlik deeri, Deere ve Miller (1966) tarafndan gelitirilen Schmidt sertlii ile tek eksenli skma dayanm arasndaki iliki abanda aktrldnda kayacn dolayl skma dayanmnn yaklak 110 5 MPa olarak kt grlmtr (ek. 3).

ekil 3. SHV ile TEBD arasndaki abak ile belirlenen TEBD (Deere ve Miller 1966)

3.1 statistiksel Analiz

Yaplan birok almada basit ve tahribatsz test yntemlerinden yararlanarak bilinmeyen deikenleri tahmin etmeye ynelik basit veya karmak analizler ieren farkl regresyon teknikleri yaygn olarak kullanlmaktadr (Kahraman, 2001; Yaar ve Erdoan, 2004; Baarr vd., 2004; Sharna ve Singh, 2008; Trtnik vd., 2009; Yaz, 2011; Ercikdi vd., 2014; Yilmaz ve Ercikdi 2016). Bu almada, Schmidt sertlik ekici (SHV) ve ultrasonik P- dalga hz testleri (UPV) ile tek eksenli skma dayanm (TEBD) arasndaki ilikiyi deerlendirmek iin ampirik (deneysel) eitliklerin korelasyon katsaylar (r) Microsoft Excel yardmyla hesaplanm, SHV ve UPV testlerinden TEBDnin tahmin edilebilirliini aratrmak iin %95 gven aralnda (

6


ekil 4. SHV-TEBD ilikisi (a) ve UPV-TEBD ilikisi (b)

ekil 4de gsterilen grafikler incelendiinde Schmidt sertlik deeri (SHV) - tek eksenli skma dayanm (TEBD) (r=0,893; ek. 4a) ve ultrasonik P- dalga hz (UPV) - tek eksenli skma dayanm (TEBD) (r=0,847; ek.4b) arasnda dorusal bir iliki olduu ve korelasyon katsaylarnn olduka yksek kt grlmektedir. Her iki grafikte de SHV ve UPV deerleri arttka TEBDnin artt gzlemlenmitir.

Baarr vd. (2004) ald ok sayda blok kaya rnei zerinde SHV-TEBD ve UPV-TEBD ilikilerini alm ve her iki incelemede de korelasyon katsaysn (R2) 0,66 olarak bulmu ve buradan incelemi olduu 10 rnein %66snn eitlik tarafndan aklanacan belirtmitir. Buyuksagis ve Goktan (2007) 27 farkl kaya (granit, mermer, kireta ve traverten) ile hazrlad prizmatik blok rneklerini kulland almasnda SHV-TEBD ilikisini 2 farkl eki tipi (L tipi ve N tipi) ve 5 farkl ynteme (ISRM 1978, ASTM 2001, Poole ve Farmer 1980, Hucka 1965 ve Goktan ve Ayday 1993) gre aratrm ve btn yntemlerde ve her iki sertlik ekici tipinde

olduka yksek korelasyon katsaylarna (R2= 0,85-0,95) sahip ilikiler elde etmitir. Dier bir taraftan Farkl kayalardan (sedimanter, metamorfik vb.) alnan karot rnekleri zerinde yaplan UPV-TEBD arasndaki ilikileri inceleyen Yaar ve Erdoan (2004); korelasyon katsaysn (r) 0,80, Sharna ve Singh (2008); 0,90, Yaz (2011); 0,92 ve Altnda (2012); 0,76 elde etmilerdir. Bu almada da nceki aratrmaclar ile benzer olarak yksek korelasyon katsaylarna (r0,87) sahip gl ilikiler elde edilmitir. Elde edilen ilikilere ait korelasyon katsaylarnn (r) anlaml olup olmadn belirlemek ve eitliklerin (denklemlerin) anlaml olup olmadn belirlemek iin, SPSS Statistics 17.0 program yardmyla t- testi ve F- testi (Anova-regresyon testi) yaplmtr. Yaplan testler, hesaplanan deerler (thesap ve Fhesap) ile tablodan belirlenen deerlerin (ttablo ve Ftablo) karlatrlmasna dayanmaktadr (Tysz ve Yaylal-Abanuz, 2012). Bu balamda deerlendirilen tm eitliklerin korelasyon katsaylarnn ve tm grafiklerin denklemlerinin (eitlikleri) anlaml olduuna karar verilmitir (Tablo 3).

TEBD = 23,763 SHV - 1022,5r= 0,893

0

40

80

120

160

200

42 44 46 48 50 52

TE

BD

(MPa

)

SHV

(a)

TEBD = 0,0669 UPV- 226,58r= 0,847

0

40

80

120

160

200

4000 4500 5000 5500 6000

TE

BD

(MPa

)UPV (m/s)

(b)


6

7


Tablo 3. SHV-TEBD ve UPV-TEBD grafiklerine ait eitlikler, korelasyon katsaylar (r) ve t- test ve F- test sonular

4 SONULARBu almada Trabzon-Maka blgesinden bazalt bloklar getirilmi ve NX apl karotlar alnmtr. Alnan karot rneklerinin srasyla Schmidt sertlik ekici, ultrasonik P-dalga hz ve tek eksenli skma dayanm testleri gerekletirilmitir. Bu testler sonucunda rneklerin sertlik ekici snflamas; sert, UPV snflamas; yksek hzl ve TEBD snflamas; orta dayanml olarak belirlenmitir. Kayacn SHV testinden elde edilen dolayl TEBD deeri llen TEBDye gre yakn kmtr. Ayrca rneklerin Schmidt sertlik ekici (SHV) ve ultrasonik P-dalga hz (UPV) ile tek eksenli skma dayanm (TEBD) arasndaki ilikiler incelenmi ve SHV-TEBD ve UPV-TEBD arasnda yksek korelasyon katsaylarna (r0,87) sahip dorusal ilikiler elde edilmitir. SHV-TEBD ve UPV-TEBD grafiklerine ait korelasyon katsaylarnn ve doru denklemlerinin gvenilirliini belirlemek iin t- ve F- testleri yaplm ve ilikilerin anlaml olduu ortaya konmutur.

KAYNAKLAR Altndag, R, 2012. Correlation between P-wave

velocity and some mechanical properties for sedimentary rocks, Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, 34, 4, 947953.

Anon, 1979. Classification of rocks and soils for engineering geological mapping. Part 1-rock and soil materials, Bulletin of the International Association of Engineering Geology, 19, 364-371.

ASTM D 2845, 2008. Standard test method for pulse velocity through rock, Annual Book of ASTM Standards, American Society of Testing Material.

ASTM D 5873, 2001. Standard Test Method for Determination of Rock Hardness by Rebound Hammer Method, Annual Book of ASTM Standards, American Society of Testing Material.

ASTM D 7012, 2014. Standard Test Methods for Compressive Strength and Elastic Moduli of Intact Rock Core Specimens under Varying States of Stress and Temperatures, Annual Book of ASTM Standards, American Society of Testing Material.

Baarr, H, Kumral, M, zsan, A, 2004. Kayalarn tek eksenli skma dayanmnn basit deney yntemleriyle tahmini, VII. Blgesel Kaya Mekanii Sempozyumu, pp. 111-117, 21-22 Ekim 2004, Sivas, Trkiye

Byksa, IS, Gktan, RM, 2007. The effect of Schmidt hammer type on uniaxial compressive strength prediction of rock, International Rock Mechanics and Mining Sciences, 44, pp 299-307.

Chary, K.B, Sarma, L.P., Prasanna Lakshmi, K.J. Vijayakumar N.A, Naga Lakshmi V, Rao, M.V.M.S, 2006. Evaluation of engineeringproperties of rock using ultrasonic pulse velocityand uniaxial compressive strength, Proceedings.National Seminar on non-destructive evalution.

Christaras, B, 2003. P- wave velocity and quality of building materials, Proceedings of the international symposium industrial minerals and building stones, pp. 295-300, stanbul.

Deere, DU, Miller, RP, 1966. Engineering classifications and index properties of intact rock, Tech. Report No. AFWL-TR 65-116, Universty of Illinois.

Eberhardt, E, 2004. White paper on the Schmidt Hammer and its applicability to landslide investigations. Internal Newsletter of the Multinational Andean Project: Geoscience for Andean Communities, 3, 12, March 2004, Vancouver, Canada.

Ercikdi, B, Ylmaz, T, Kleki, K, 2014. Strength and ultrasonic properties cemented paste backfill, Ultrasonics 54, 13861394.

ISRM, 1978. Suggested Methods for Determining Hardness and Abrasiveness of Rocks, International Rock Mechanics and Mining Sciences, Geomech. Abstr, 15, pp. 89- 97.

Kahraman, S, 2001. Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 38, 981994.

Kahraman, S, 2007. A quality classification of building stones from P-wave velocity and its application to stone cutting with gang saws,

Eitlik No

Skma Dayanm Eitlii ( y= ax b)

Korelasyon Katsays (r) tHesap tTablo FHesap FTablo

(1) TEBD= 23,763 SHV - 1022,5 0,893 5,620 2,31 31,590 3,44 (2) TEBD= 0,0669 UPV- 226,58 0,847 4,505 20,291


7

8


Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, 107, 427430.

Karaman, K, Ercikdi, B, Cihangir, F, Kesimal, A, 2011. Kayalarn Tek Eksenli Skma Dayanm Tahmininde Schmidt ekici Yntemlerinin ncelenmesi, Trkiye 22. Uluslararas Madencilik Kongresi ve Sergisi, pp.87-94, 11-13 Mays 2011, Ankara, Trkiye.

Karpuz, C, Paamehmetolu, A.G., 1997. Field characterisation of weathered Ankara andesites, Engineering Geology, 46, 117.

Khandelwal, M, Ranjith, P.G., 2010. Correlating index properties of rocks with P-wave measurements, Journal of Applied Geophysics, 71, 15.

zkahraman, H.T., Selver, R, Ik, E.C., 2004. Determination of the thermal conductivity of rock from P-wave velocity, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41: 703708.

Sabatakakis, N, Koukis, G, Tsiambaos, G, Papanakli, S, 2008. Index properties and strength variation controlled by microstructure for sedimentary rocks, Engineering Geology, 97, 8090.

Schmidt, E, 1951. A non-destructive concrete tester, Concrete, 59, 8, 345.

Sengun, N, Altindag, R, Demirdag, S, Yavuz, H, 2011. P-wave velocity and Schmidt rebound hardness value of rocks under uniaxial compressional loading, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 48, 693696.

Sharna, P.K, Singh, T.N., 2008. A correlation between P- wave velocity, impact strength index, slake durability index and uniaxial compressive strength, Bulletin Engineering Geology and the Environment, 67: 17-22

Trtnik, G, Kavcic, F, Turk, G, 2009. Prediction of concrete strength using ultrasonic pulse velocity and artificial neural networks, Ultrasonics, 49, 5360.

Turk, N, Dearman, W.R., 1987. Assessment of grouting efficiency in a rock mass in terms of seismic velocities, Bulletin Engineering Geology and the Environment, 36, 1, 101108.

Tysz, N, Yaylal - Abanuz, G, 2012. Jeoistatistik; Kavramlar ve Bilgisayarl Uygulamalar, 2. Bask, KT Matbaas, Trabzon, 382 s.

Wright, C, Walls, E.J., Carneiro, D.J., 2000. The Seismic Velocity Distribution in the Vicinity of a Mine Tunnel at Thabazimbi, South Africa. Journal of Applied Geophysics, 44, 4, 369382.

Yagz, S, 2011. P-wave velocity test for assessment of geotechnical properties of some rock materials. Bulletin of Materials Science, 34, 4: 947953.

Yaar, E, Erdoan, Y, 2004. Correlating sound velocity with the density, compressive strength and Youngs modulus of carbonate rocks, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 41, 871-875.

Ylmaz, I, Sendir, H, 2002. Correlation of Schmidt hardness with unconfined compressive strength and Youngs modulus in gypsum from Sivas (Turkey), Engineering Geology, 66, 211-219.

Ylmaz T, Ercikdi B, Karaman K, Kleki K, 2014. Assessment of strength properties of cemented paste backfill by ultrasonic pulse velocity test, Ultrasonics, 54, 13861394.

Ylmaz, T, Erkd, B, 2016. Predicting the uniaxial compressive strength of cemented paste backfill from uultrasonic pulse velocity test, Nondestructive Testing and Evaluation, DOI: 10.1080/10589759.2015.1111891.

Zezza, F, 1993. Evaluation criteria of the effectiveness of treatments by nondestructive analysis, Proceedings of the 2nd course of CUN university school of Monument concervation, Heraklion, pp. 198-207.


8

9


ZET Karayolu, otoyol, kpr, otopark ve dier mhendislik yaplarnda istenen zemin ve inaat koullarnn salanmas amacyla dolgu malzemeleri sklkla kullanlmaktadr. Uygun tasarmlarn yaplmas durumunda krmata kkenli agregalar ile nitelikli dolgular tekil edilebilmektedir. Bu almada, lkemizdeki farkl mhendislik projelerinde kullanlan ve kullanlmakta olan 8 ayr krmata kkenli dolgu malzemesinin skma parametreleri ortaya konulmutur. Yetersiz ince tane muhtevasna sahip dolgularda skma iin gerekli enerjinin salanamam olmas arazi uygulamalarnda da problemlere neden olmaktadr. Bu alma ile incelenen krmata agregalarn ounluu kireta litolojisinde ve ince tane oranlarnn % 0.65 3.71 arasnda olduka dk olduu grlmektedir. Bu durum, ince tane ieriine bal olarak sktrma iin gerekli optimum su muhtevas ve dolays ile maksimum kuru birim hacim arl deerlerinin farkllk gstermesine neden olmaktadr.

Yaplan deneysel almalar, incelenen krmata kkenli dolgu malzemeleri iin optimum su ierii deerlerinin % 2.00 21.00 arasnda ve maksimum kuru birim hacim arlklarnn 1.565 2.265 gr/cm3 deerleri arasnda deimekte olduunu ortaya koymutur. Granler dolgu malzemelerin krmata tesislerinde retilmeleri nedeniyle uygun miktarda ve mineralojik zellikte ince tane ieriine sahip olmadklar grlmektedir. Oysa bir dolgunun kompaksiyon eklinde skabilmesi iin mutlaka kil mineralojisinde ince tane katksna ihtiya bulunmaktadr. Yaplan deneysel alma, dolgu iinden ta unu niteliindeki ince tanenin alnarak yerine ayn oranda kil katlmas ile dolgunun btnln byk lde arttn da ortaya koymutur.

ABSTRACT In order to obtain the desired soil and construction conditions filling materials are often used in road, highway, bridge, parking and other engineering applications. In case of appropriate design, qualified fillings by using crushed stones can be constituted. In this study, compaction parameters of 8 different crushed stone filling materials which are being used in different engineering applications in Turkey were studied. Lack of fines content in a filling material need higher compaction energy and when this energy could not be provided some problems in field application may occur. In this study examined crushed stone aggregates are limestone originated and fines contents are found to be very low ranging from 0.65 - 3.71 %. This situation causes to obtain different optimum water contents for compaction and also obtain maximum dry unit weights. In experimental studies it is found that the optimum water contents and maximum dry unit weights of examined filling materials are ranging between 2.0-21.0 % and 1.565-2.265 g/cm3 respectively. Granular filling materials are produced in stone crushing facilities for this reason it is seen that these materials are lack of proper amount of fines and proper mineralogical properties. However, for proper

Krmata Kkenli Dolgu Malzemelerinin Skma Performanslarnn Deerlendirilmesi Evaluation of Compaction Performance of Aggregate OriginatedFilling Material

. obanolu, S.B. elik Pamukkale niversitesi, Mh. Fak. Jeoloji Mhendislii Blm, Knkl - Denizli


9

10

Evaluation of Compaction Performance of Aggregate Originated Filling Material

compaction, fines content with clay mineralogy is needed. This study demonstrates that quality of filling material can be increased by replacing the fines content which is also called stone flour with clay materials in same amount. 1 GR1.1 Dolgu Malzemeleri Mhendislik uygulamalarnda dolgu malzemelerinin kullanlmas olduka eskidir. Bu husus, bu amala gelitirilmi sktrma amal ekipmanlardan da anlalmaktadr. Baraj kil ekirdeklerinin geirimsizlii salayacak ekilde sktrlarak serilmesi, karayolu, otoyol ve demiryollarnn tekil edilmi dolgular zerinde yer almas konunun nemini ortaya koymaktadr.

Bu amala kullanlan ve eitli tane boylarndaki malzemelerin bir araya gelerek oluturduklar doal malzemeye dolgu ad verilmektedir. Dolgu malzemelerin esas kayna krmata agrega reten tesislerdir. Bu malzemeler yaplmas planlanan ie uygun olacak ekilde retilir ve yerinde uygulanrlar. lkemizde zellikle karayollar iin kullanlacak yol dolgularnn serim ve sktrma ilemleri KGM Teknik artnamesi (2013) tarafndan standartlatrlmtr.

1.2 Krmata Dolgu Malzemesi zellikleriKGM (2013) dou malzemelerinin kullanlmas koulu iin gerekli zellikleri sunmaktadr. lgili artnamenin hem TS 1900-1 ve hem de AASHTO T deney standartlarn (T-89, T-90, T-99 ve T-193) kulland grlmektedir. KGM (2013) artnamesi, dolguda kullanlacak malzeme zelliklerini Tablo 1deki ekliyle sunmaktadr.

Tablo 1. Dolguda kullanlacak malzeme zellikleri (KGM, 2013).

Deney Adartname

Limiti Deney Standard

Likit Limit (LL), %

60 TS 1900-1, AASHTI T - 89

Plastisite ndisi (PI), %

35 TS 1900-1, AASHTI T - 90

Maks. Kuru Birim Hacim

Arlk

1.450 t/m3 TS 1900-1, AASHTI T - 99

Ya CBR ime 3 TS 1900-1, Yzdesi, % AASHTI T - 193

Krmata kkenli dolgularn sktrlmas konusu KGM (2013) artnamesinde Granler Malzemelerin Sktrlmas bal iinde ele alnmtr. Bu tr dolgular AASHTO (Amerikan Karayollar Snflandrma Sistemi) snflandrma sisteminde A-1, A-2 ve A-3 snfna giren malzemelerden olumaktadr. Hogentogler ve Terzaghi (1929) tarafndan gelitirilmi olan bu snflama sistemine baktmzda 200 nolu elekten geen miktarn maksimum % 35 olduu grlmektedir. Bu malzemelerin geneli iri taneli (ince tanesi olan kum akl) olarak isimlendirilmektedir. USCS snflama sisteminde ise, 200 nolu elekten geen malzeme yzdesinin < 50 olmas durumu, zemini iri taneli olarak snflandrmaktadr. Bu adan bakldnda her iki snflama arasnda belirgin bir farkllk bulunmaktadr. Konu ile ilgili alanlarn ve uygulayclarn bu farkllklar bilmesi nem tamaktadr. Nitekim Liu (1967) AASHTO ve USCS snflama sistemlerini korele edecek ekilde incelemi ve Tablo 2deki haliyle ortaya koymutur. Bilindii zere 75 mmden byk taneler ieren malzemelerle yaplan dolgularda skmann kontrol iin geerli bir metot bulunmamaktadr. Bu tr durumlarda tabaka iinde var olan ve 75 mmden daha kk tanelerin olduu blgelerde kum konisi deneyleri ile skma kontrolleri yaplabilir.

2. MATERYAL VE METODBu alma kapsamnda, krmata kkenliolup, eitli mhendislik almalarndadolgu malzemesi olarak seilmi olan farklgradasyona sahip dolgu malzemelerininskma parametreleri yaplan deneyselalmalarla incelenmitir. Laboratuvardagerekletirilen kompaksiyon deneylerininbtnnde standart proktor enerjisi ilesktrmalar yaplm ve ilgili deneystandard olan ASTM D 698 (2007)uygulanmtr. Kullanlan malzemelere aitzemin gruplar ise USCS snflandrmayntemi kullanlarak belirlenmitir.

2.1. Dolgu Sktrma Deneylerine Ait Standartlar Proktor deneyi ad ile bilinen sktrma test ilemleri ilk kez 1930 ylnda RR. Proctor


10

11

Krmata Kkenli Dolgu Malzemelerinin Skma Performanslarnn Deerlendirilmesi

isimli aratrmac tarafndan ortaya konulmutur. Tablo 2. AASHTO zemin snflama sistemine karlk gelebilecek USCS zemin sembollerinin gsterimleri (Liu, 1967).

AASHTO Sistemi

USCS Grup Sembolleri Karlatrmasok Uygun Olas Olas ancak uygun deil

A-1-a GW, GP SW, SP GM, SM A-1-b SW, SP, GM, SM GP --- A-3 SP --- SW, GP

A-2-4 GM, SM GC, SC GW, GP, SW, SP A-2-5 GM, SM --- GW, GP, SW, SP A-2-6 GC, SC GM, SM GW, GP, SW, SP A-2-7 GM, GC, SM, SC --- GW, GP, SW, SP A-4 ML, OL CL, SM, SC GM, GC A-5 OH, MH, ML, OL --- SM, GM A-6 CL ML, OL, SC GC, GM, SM

A-7-5 OH, MH ML, OL, CH GM, SM, GC, SC A-7-6 CH, CL ML, OL, SC OH, MH, GC, GM, SM

Proctor, zeminin farkl su ieriinde skmasn deneysel olarak ortaya koymu ve kendi adyla bilinen deney yntemini gelitirmitir. Sonrasnda bu test yntemi farkl lkeler tarafndan standartlatrlarak gelitirilmi ve yaygn bir ekilde kullanm alan bulmutur. AASHTO T 99 (2015),

AASHTO T 180 (2015) , ASTM D-698 (2007) standartlar skma testleri ile ilgili deney detaylarn tanmlamaktadr (Tablo 3). Tablo 3, deney iin tane boyu snrlamalarnn olduunu ortaya koymaktadr.

Tablo 3. Farkl standartlar tarafndan nerilmi olan sktrma deney bilgileri.

ASTM Standard

AASHTO Standard

Sktrma Kalp ls

Tokmak Ar. ve D

Tbk Says ve Vuru

AdediTane Boyutu st Snr

D-698 (A)a T-99 (A) 4 in, 1/30 ft3 2.5 kg / 30 cm 3 / 25 # 4 (4.76 mm)

D-698 (B) T-99 (B) 6 in, 0.075 ft3

2.5 kg / 30 cm 3 / 56 # 4 (4.76 mm)

D-698 (C) T-99 (C) 4 in, 1/30 ft3 2.5 kg / 30 cm 3 / 25 in (19.0 mm)

D-698 (D) T-99 (D) 6 in, 0.075 ft3

2.5 kg / 30 cm 3 / 56 in (19.0 mm)

D-1557 (A)b T-180 (A) 4 in, 1/30 ft3 4.5 kg / 46 cm 5 / 25 # 4 (4.76 mm)

D-1557 (B) T-180 (B) 6 in, 0.075 ft3

4.5 kg / 46 cm 5 / 56 # 4 (4.76 mm)

D-1557 (C) T-180 (C) 4 in, 1/30 ft3 4.5 kg / 46 cm 5 / 25 in (19.0 mm)

D-1557 (D) T-180 (D) 6 in, 0.075 ft3

4.5 kg / 46 cm 5 / 56 in (19.0 mm) aStandart proktor sktrma enerjili deneyler bModifiye proktor sktrma enerjili deneyler

Bu snrlamalarn esas nedeni, bu amala kullanlan laboratuvar ekipmanlarnn iri

taneler iin uygun olmamasdr. Ancak uygulamalarda bu tane boyu snrlarnn


11

12


olduka zerinde granler malzemelerde de sktrma ilemleri yaplabilmektedir. Bylesi bir durum iin ya laboratuvar verilerinin arazi verilerine veya arazi verilerinin laboratuvar verilerine gre dzeltilmesi gerekmektedir. Dzeltmelerle ilgili AASHTO T224 (2010) standard yaplmas gerekli ilemleri tanmlamaktadr. Metot D, inlik elei geen btn agregalar iin dzeltmesiz kullanlabilmektedir. zellikle, inlik elek zerinde kalan malzemelerin % 30 olmas koulu iin AASHTO T-224 (2010) standardna gre dzeltme yaplmas gerekmektedir.

3. BULGULARBu alma ile ele alnm 8 farkl gruptakigranler krmata malzemeye ait tane boyudalmlar ile kompaksiyon parametreleribelirlenmitir. almann sonunda ise bumalzemelerden Burdur Bucak karayolundakullanlan malzemeler zerinde deneyselalmalara ait eitli deerlendirmelerdebulunulmutur.

1 Nolu Malzeme: Manisa Turgutlu yresinden temin edilmitir. Malzeme kireta kkenli olup tane boyu asndan iyi derecelenmi kum snfnda olduu grlmtr. Malzeme % 5.75 su ieriinde 2.245 gr/cm3 maksimum kuru birim hacim arlk deeri vermitir. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi ve standart kompaksiyon ile elde edilmi proktor erisi ekil 1 a ve bde grlmektedir.

ekil 1a. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi.

2,000

2,050

2,100

2,150

2,200

2,250

2,300

0 2 4 6 8 10 12 14

Kur

u B

irim

Hac

im A

rl

(g

r/cm

3 )

Su Muhtevas (%)

ekil 1b. Malzemeye ait kompaksiyon erisi.

2 Nolu Malzeme: Manisa - Salihli blgesinden temin edilmitir. Kireta kkenli olan granler malzeme, standart proktor enerjisi ile sktrmada % 4.0 su ieriinde 2.118 gr/cm3 maksimum kuru birim hacim arlnn elde edilmesini salamtr. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi ve standart kompaksiyon ile elde edilmi proktor erisi ekil 2a ve bde grlmektedir.

ekil 2a. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi.

ekil 2b. Malzemeye ait kompaksiyon erisi.

3 Nolu Malzeme: Eskiehir Krka blgesinden temin edilmitir. nce akl ve kum boyutu malzemece zengin olan birim SW grup sembol ile tanmlanmtr. Standart proktor enerjisi ile sktrmada % 21 su ieriinde 1.585 gr/cm3 maksimum kuru birim hacim arlk deeri elde edilmitir. Malzemeye ait tane boyu dalm


12

13


erisi ve standart kompaksiyon ile elde edilmi proktor erisi ekil 3a ve bde grlmektedir.

ekil 3a. ncelenen malzemeye ait tane boyu dalm erisi.

ekil 3b. ncelenen malzemeye kompaksiyon erisi.

4 Nolu Malzeme: Uak blgesinden temin edilmitir. Malzeme kireta kkenli olup iri tanesi fazla olan bir karm eklinde grlmektedir. Standart proktor enerjisi ile sktrmada yaklak % 2.0 su ieriinde 2.10 gr/cm3 maksimum kuru birim hacim arlk deeri elde edilmitir. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi ve standart kompaksiyon ile elde edilmi proktor erisi ekil 4a ve bde grlmektedir.


ekil 4b. ncelenen malzemeye ait kompaksiyon erisi.

5 Nolu Malzeme: Plentmiks olarak isimlendirilen granler malzeme Denizli blgesinden temin edilmitir. Malzeme, ehir ii anayollar iin st temel (base) malzemesi olarak seilerek kullanlmtr (ekil 5). Granler malzeme % 4.9 su ieriinde 2.014 gr/cm3 maksimum birim hacim arl elde edilmitir. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi ve standart kompaksiyon deneyi ile elde edilmi proktor erisi ekil 6a ve bde grlmektedir.

ekil 5. Denizli ilinde st yap projelerinde kullanlm olan plentmiks malzemesi.


13

14




6 Nolu Malzeme: Isparta blgesinden temin edilmitir. Malzeme, Dinar Isparta aras karayolu almasnda st temel (base) malzemesi olarak kullanlmtr (ekil 7). Tane boyu dalm analizinde GW tr iyi derecelenmi akl olarak isimlendirilmi olup, skma testinde % 7.0 su ieriinde 2.265 gr/cm3 maksimum kuru birim hacim arl vermitir. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi ve standart kompaksiyon ile elde edilmi proktor erisi ekil 8a ve bde grlmektedir.

ekil 7. Dinar Isparta karayolunda st temel malzemesi olarak kullanlan dolgu malzemesi ve yol almalarndan grnmler.

ekil 8 a. ncelenen malzemeye ait tane boyu dalm erisi.

ekil 8 b. ncelenen malzemeye ait kompaksiyon erisi.

7 Nolu Malzeme:Burdur-eltiki blgesinden temin edilmi ve bir yem fabrikasnn temel ii dolgu malzemesi olarak kullanlmtr (ekil 9). Malzeme kireta kkenli olup iri tanece zengindir. Standart proktor enerjisi ile sktrmada % 4.25 optimum su ieriinde, 2.10 gr/cm3 maksimum kuru birim hacim arln elde edilmesi salanmtr. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi ve standart kompaksiyon ile elde edilmi proktor erisi ekil 10a ve bde grlmektedir.


14

15


ekil 9. ri tane karml krmata dolgu ve uygulamann yapld temel iinin genel grnmleri.



8 Nolu Malzeme:Burdur blgesinden temin edilmitir. ncelenen malzeme Burdur-Bucak karayolu almasnda st temel malzemesi olarak kullanlmaktadr. Malzemeye ait tane boyu dalm erisi ve standart kompaksiyon ile elde edilmi proktor erisi ekil 11a ve bde grlmektedir. Sktrma ile elde edilmi optimum su ierii % 3.9 ve maksimum kuru birim hacim arl 2.04 gr/cm3 olarak belirlenmitir.



4. TARTIMAncelenen dolgu malzemelerine ait zemingruplar SP, SW ve GP olarak tespitedilmitir. nce tane oranlarnn ise % 0.65 ile% 3.56 arasnda deimekte olduugrlmektedir (Tablo 4). Tablo 5 ise dolgumalzemelere ait skma parametreleriniUSCS zemin snflar ile birlikte ortayakoymaktadr.


15

16


Tablo 4. ncelenen dolgu malzemelerine ait tane boyu parametreleri ve zemin snflar.

rnek No

4 No

%

40 No %

200 No

%

D10 D30 D60

1 30.23 10.21 3.56 0.32 4.70 20.90

2 57.80 8.84 1.16 0.51 2.20 5.15

3 91.65 32.16 0.74 0.13 0.40 0.90

4 40.94 7.48 1.31 0.52 2.70 9.40

5 29.93 11.48 3.71 0.32 4.77 22.0

6 46.46 5.84 0.65 0.70 2.85 6.80

7 29.20 3.93 0.85 1.40 5.00 11.0

8 40.15 3.34 1.24 1.20 3.40 8.60

Tablo 5. ncelenen dolgu malzemelerine ait skma parametreleri ve tanmlanm zemin snflar.

rnek No

Optimum Su

erii (%)

Maks. Kuru Birim Hacim Arl

(gr/cm3)

USCS Zemin Snf

1 5.75 2.245 GP

2 4.00 2.118 SW

3 21.0 1.565 SW

4 2.00 2.100 GW

5 4.90 2.014 GP

6 7.00 2.265 GW

7 4.25 2.100 GW

8 3.09 2.040 GW

Kompaksiyon ile skmada ince tane muhtevasnn ta unu niteliindeki malzeme olmas kuru halde iken dalmay kolaylatrmaktadr. Bu yzden esas olarak istenen durum, kil mineralojisinde bir miktar ince tanenin dolgu ierisinde yer almasdr. Bunun yannda yaplan deneysel alma laboratuvar koullarnda kompaksiyon deneyi ile dolgu malzemesinin mekanik olarak da paraland ve ncesi ile sonras arasnda bir gradasyon farkllnn bulunduunu ortaya koymutur. Bunun tespiti iin 8 nolu malzeme zerinde kompaksiyon deneyi ncesi ve sonrasnda ykamal elek analizleri yaplarak elde edilen granlmetrik eriler bir arada ekil 12de sunulmutur. Deney banda 200 nolu elekten geen malzeme miktar % 1.24 iken, kompaksiyon deneyi sonras % 6.80e kmtr. Dier tane boylarna da bakldnda btn olarak % geen deerlerinde artlarn olduu grlmektedir. Bu durum laboratuvar ve

arazi skma deerlerinin dorulanmasnn olduka fazla hatalara neden olabileceini ortaya koymaktadr.

ekil 12. Kompaksiyon ncesi ve sonras tane boyu dalmlarndaki deiimin 8 nolu rnek zerinde tanmlanmas.

Artan ince tane yzdesinin skmada etkisini tanmlamak ve bunun arazi koullarna uyarlamak olduka zordur. Ancak ta unu niteliindeki ince tanenin yerine kil mineralojisinde ve plastik zellii bulunan tanenin katlmas, dolgunun olduka iyi skmasn salayacaktr. Bunun ortaya konulabilmesi iin % 6.80 olan ve ta unu niteliindeki malzeme dolgudan karlarak yerine ayn oranda kil (Belevi kili, Denizli) katlarak kompaksiyon deneyi yinelenmitir. Ta unu ve kile ait kvam parametreleri Tablo 6da grlmektedir.

Tablo 6. Ta unu ve kile ait kvam parametreleri.

Malzeme Tanm

Likit Limit (%)

Plastik Limit (%)

Plastisite ndisi

Krmata unu

15 NP Tanmsz

Belevi kili 61 46 15

ncelenen karmlarla elde edilmi kompaksiyon erileri ekil 13a ve bde grlmektedir.

ekil 13a. nce tanesi ta unu olan malzemeye ait kompaksiyon erisi


16

17


ekil 13b. nce tanesi kil olan malzemeye ait kompaksiyon erisi.

Elde edilen veriler MH snfndaki kilin granler malzeme iine katlmasyla dolgunun su ieriinde nemli bir deiikliin olmad (% 3 4), buna karlk dolgunun tutturulmuluk ve buna bal olarak dayanmnn nemli lde artt belirlenmitir (ekil 14). Ancak dayanm deerlerinin laboratuvar koullarnda belirlenmesine ynelik bir alma yaplamamtr.

ekil 14. Sktrlm granler malzemelerin optimum su ieriklerinde sktrlmalar sonras grnmleri (stte, ince tanesi ta unu ve altta, ince tanesi kil olan karm grlmektedir).

4. SONULAR VE NERLER

Genel olarak USCS snfndaki iri taneli zemin grubu dolgu imalatlar iin uygun olarak deerlendirilirler. nce taneli zeminlerin sktrlmalar ise hem sktrma glkleri ve hem de sonrasnda kontrol glklerinden dolay daha az tercih edilirler. Bu adan kullanmlar zel koullar ierir. Bu alma, farkl gradasyona sahip granler krmata dolgu malzemelerinin skma parametrelerinin belirlenmesini amalamtr. Farkl blgelerden temin edilen ve gerek anlamda bir mhendislik projesinde kullanlm olan dolgularn btn farkl su ieriklerinde farkl kuru birim hacim arl deerlerinin elde edilmesini salamtr. Bu anlamda sadece tane boyu dalmna bal zemin grubuna gre bir skma deerlendirmesi yapmak mmkn olmamaktadr.

Laboratuvar koullarnda kompaksiyon esnasnda granler malzemeye ait tane boyunun deney sonrasnda deitii belirlenmitir.

Bu durum tanelerin darbeler etkisiyle krlarak ufalmas eklinde aklanabilmektedir. Bu yzden laboratuvar ve arazi skma deerlerinin kontrollerinde byk yanllklar yaplabilmektedir. Arazi kum konisi deneyleri ile skma performanslarnn deerlendirilmesi yannda yerinde ykleme deneyleri ile de dolgunun elastik sabitlerinin belirlenmesi nem tamaktadr. Ancak arazideki haliyle bir ykleme dzenei laboratuvar koullar iin bulunmamaktadr.

Granler dolgu malzemelerin krmata tesislerinde retilmeleri nedeniyle uygun miktarda ve mineralojik zellikte ince tane ieriine sahip olmadklar grlmektedir. Oysa kompaksiyon eklinde bir dolgunun skabilmesi iin mutlaka kil mineralojisinde ince tane katksna ihtiya bulunmaktadr. Zira granler dolgu iinde su ile ilk olarak etkileime geen taneler kil taneleridir. Su moleklleri ile balanmalarnn kolay olmas, bu tanelerin dier taneleri de birbirlerine balamas kolay olmaktadr. Ancak ta unu niteliindeki taneler iin plastik bir zellikten bahsedilemeyecei iin bu durumdan sz etmek mmkn deildir.

Btn ile halen devam etmekte olan bu alma ana hatlar ile dolgu malzemelerdeki bilinmeyenlerin ve olmas gerekenlerin


17

18


ortaya konulmasna hizmet etmeyi amalamtr. Yaplacak benzer almalar elde edilecek veri ve bulgularnda daha genellenebilir olmasn salayacaktr.

TEEKKRBurdur-eltiki Abalolu Yem Fabrikas temel dolgu almalarndaki katklarndan dolay Sn. Mehmet Ali GNGRe teekkrlerimizi sunarz.

KAYNAKLAR ASTM D 698 (2007). Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Standard Effort, ASTM Publication, 13 p.

AASHTO T 224 (2010). Standard Method of Test for Correction for Coarse Particles in the Soil Compaction Test, Standard by American Association of State and Highway Transportation Officials (AASHTO), 6 p.

AASHTO T 99, (2015). Standard Method of Test for Moisture-Density Relations of Soils Using a 2.5-kg (5.5-lb) Rammer and a 305-mm (12-in.) Drop, Published By:American Association of State Highway and Transportation Officials (AASHTO), 14 p.

AASHTO T 180, (2015). Standard Method of Test for Moisture-Density Relations of Soils Using a 4.54-kg (10-lb) Rammer and a 457-mm (18-in.) Drop, Standard by American Association of State and Highway Transportation Officials (AASHTO), 14 p.

Hogentogler, C.A., Terzaghi, K., (1929). "Interrelationship of load, road and subgrade". Public Roads: 3764.

KGM, (2013). Karayolu Teknik artnamesi, Karayollar Genel Mdrl Yayn, 431 s., Ankara.

Liu. T. K. (1967)."A Rcview of Enginecring Soil Classification Systems,"Highway Research Record No. I56, National Academy of Sciences,Washington DC., 1-22.

TS 1900-1, (2006). naat Mhendisliinde Zemin Laboratuvar Deneyleri-Blm 1: Fiziksel zelliklerin Tayini, TSE Yayn, 99 s., ANKARA.


18

19


ZET Dnya apnda, artan sosyal talepler, ekonomik gelimeler, tketimdeki dalgalanmalar, ehirleme, sanayileme, modernleme, nfus art ve teknik ihtiyalar neticelerinde, doal kaynaklarn retiminde artlar meydana gelmitir. Fakat evresel dzenlemelere daha az nem verilmitir. Madencilik faaliyetlerinin evreye etkilerden biri de aa kan atk sulardr. Bu sularda ok fazla kirletici kat ve sv madde bulunmaktadr.

Agregalar doal kaynaklar arasnda en bol bulunanlar arasnda yer almaktadr. Nehir yataklar, deniz ve gl kenarlar, ta ocaklar ve endstride yan rn veya atk olarak elde edilmektedir. Bu materyaller madencilik faaliyetleri srasnda veya sonrasnda oluturulan atk havuzlarnn duraylln, szdrmazln ve oturmasnn salanmasnda kullanlmaktadr. Bu almada, atk havuzu yapm uygulamalarnda kullanlacak uygun agregalarn, snflandrlmas, dayanm, parack durayll, parack ekli, parack dokusu, paracn yzeyini kaplayan mineraller, parack gzeneklilii ve kimyasal reaksiyonlara yatknl ile atk havuzlarndaki uygulama almalar hakknda bilgi verilmitir.

Anahtar Kelimeler: Agrega, madencilik faaliyetleri, atk havuzlar, agrega zellikleri.

ABSTRACT Worldwide, increasing social demand, economic developments, consumption fluctuations, urbanization, industrialization, modernization, population growth and technical needs as a result of the increase in the production of natural resources has occurred. But there is less importance to the environmental regulations. Waste water is one of the environmental problems of mining activities. This water contains a lot of solid and liquid contaminants. Aggregates are found among the most abundant in natural resources. They are obtained from river basins, sea and lake edges, quarries and industry as by products and waste. During mining activities or finished mining activities, these materials help creation of stability, impermeability and settlement of tailings dam. In this paper, construction of tailings pond with using aggregates are given information about classification, particle stability, particle shape, particle size, particle texture, covered in minerals of particle, particle porosity and trending to chemical reactivity of aggregates.

Keywords: Aggregate, mining activities, tailing ponds, aggregate characteristics.

Analysis of Geological, Mechanical and Characteristics of Using Aggregates in Tailings Ponds Atk Havuzlarnda Kullanlan Agregalern Jeolojik ve Mekanik zelliklerinin AnaliziG. ErturulDumlupnar niversitesi, Maden Mhendislii Blm, Ktahya

E. GzDumlupnar niversitesi, Jeoloji Mhendislii Blm, Ktahya

A. UarDumlupnar niversitesi, Maden Mhendislii Blm, Ktahya


19

20

Analysis of Geological, Mechanical and Characteristics of using Aggregates in Tailings Pond

1 INTRODUCTION

Aggregates are defined here as particles of rock which, when brought together in a bound or unbound condition, form part or the whole of an engineering or building structure. Natural sand, gravel and crushed rock aggregates are fundamental to the man-made environment and represent a large proportion of the materials used in the construction industry (Smith and Collins, 2001). In addition to, aggregates are used during the mining operations and end of mining operation for reclamation applications.

Aggregates contain sand, gravel or crushed rocks; it should be known uses of filter aggregates category of works (land drainage, structure drainage, remedial and stability works, water supply, filtration and purification works, and marine works) that particle size, grading, strength, durability, shape, texture, porosity, surface coatings and chemical activity (Smith and Collins, 2001). Description and classification of aggregates related on its type, physical characteristics, particle shape, surface texture, color, presence of fines, presence of coatings, extraneous material, petrological composition (monomicitic or polymictic), petrological name, geological age (for sedimentary rocks), petrographic description, sample reference, certificate of sampling, source and also identified by petrographic thin section examination, X-ray fluorescence (XRF), X-ray diffraction analysis (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM) (Smith and Collis, 2001). Sedimentary facies plays important role on the color and pattern properties of limestone that its changing has negative effect on the quality of the limestone (Turk et al., 2010).

Nowadays, a number of environmental problems can occur due to the growing industrialization. The potential harm is high the natural balance of the tailings pond formed by the drainage of groundwater or wastewater facilities in the mining activities may cause potential problems. Waste ponds of content in heavy metals (such as lead,

mercury and arsenic), the acid or base content (H2SO4, such as NaOH and NH4) status and toxicity are major factors threatening the environment. Therefore, ensuring permeability, stability and settlement conditions of waste ponds is very important for optimum design. Compatible with each of these three elements in the form of implementation, region of geology, the tendency chemical reactivity, strength of the aggregate should be known.

Good filling and ballast (the train route) used as the material aggregates can be used in stability and impermeability. Aggregates are used here for protection. There are the three general methods rock fill riprap method and gabion are applied. As general fill materials would also be excluded, except for purposes of comparison or explanation (Smith and Collins, 2001).

2 AGGREGATES GEOLOGY Rocks are classified by sedimentary, igneous, and metamorphic. Sedimentary rocks especially carbonate rocks such as limestone and dolomite ubiquitously used aggregates. Limestones are used for aggregates that good strength, low possibility of alkali-silica reaction and reduce the drying shrinkage in concrete (Carlos et al., 2010). Carbonate facies and facies sequences must be defined for evaluation and selection aggregates for applications; facies may change vertically or laterally by diversity of fossil content or grain size (Tucker and Wright, 1990). Variations of the color and pattern related to the facies that negative influences on the quality of the limestone (Turk et al., 2010). A limestones classification is often difficult to identify at fieldwork due to the diagenesis some techniques will help us i.e. petrographic thin section observation according to Dunham (1962) and/or Folk (1962) limestone classification, Scanning Electron Microscope (SEM), stable isotope analysis (Morse and Mackenzie, 1990).


20

21

Atk Havuzlarnda Kullanlan Agregalern Jeolojik Ve Mekanik zelliklerinin Analizi

3 AGGREGATES FEATURES

Particle size, grading, strength and durability are the key properties, as these determine permeability, ease of construction, stability and longevity. Particle sizes in filter aggregates can range from fine sands to boulder-sized material. The aggregates are usually placed and compacted in an unbound condition. The completed filter layer or bed will usually need to have the following properties: structural stability (especially if placed in an unconfined situation); durability; high permeability combined with resistance to internal erosion of fines; low frost susceptibility; low susceptibility to salt aggression, chemical attack and solution loss. Physical and chemical breakdown in service may seriously impair the design grading of a filter, adversely affecting its performance. The strength, shape, surface texture and composition of the individual particles will have an important influence on the above properties as will the abrasion resistance and crushing strength of the aggregate since, if these are deficient, it may degrade during placing and compaction (Smith and Collins, 2001).

Grading is fundamental to the design of a filter, detailed consideration of which is beyond the scope of this report. Filters in contact with natural soils or controlled fill material may be designed in accordance with criteria originally was given (Terzaghi and Peck, 1967), but current practice favours the design criteria was developed (Sherard and Dunnigan 1985 - 1989) and it was issued as guidelines (U.S. Department of Agriculture 1986). Multi-layered construction will tend to be used for the thicker filter layers. A very wide range of particle sizes, from fine sand up to boulders, might, therefore, be used in different parts of a filter zone. An important requirement is freedom from silt and clay and it is commonly specified that any material passing the 425 m BS sieve shall be non-plastic when tested in accordance with BS 1377 (British Standards Institutions, Methods of testing soils for engineering purposes). It would also normally have a fines content below 10% (Smith and Collins, 2001).

Aggregate strength, since in the absence of a cementitious binder, the stability and load-bearing properties of a filter rely on the aggregate particles alone, these must be strong enough to prevent breakdown during construction and when in use. Fine-grained materials normally used for filters are

generally those which nature has selected as the most durable. Thus, many sands and gravels, and fine gravels, are mainly composed of the hard and stable quartz mineral. However, aggregate particles coarser than fine gravel are not usually monomineralic but are composed of rock fragments in which the strength is derived from the interlocking or cementation of individual mineral grains that pay attention to assessment of the strength and abrasion resistance of these aggregates (Smith and Collins, 2001).

Particle durability, can be defined as the resistance of the aggregate under its working conditions to cyclic variations in temperature, load, moisture content, freezing and thawing, and chemical environment. It is essential that filter aggregates are durable in the long term and this is particularly important where high strength is not a characteristic of the aggregate. Any breakdown of the constituent particles would increase the fines content of the filter and alter its design grading and efficiency (Smith and Collins, 2001).

Particle shape, is, after grading, as important as strength in a filter aggregate and can be discussed under two main headings. The first relates to whether a particular particle is basically equidimensional in shape or whether it is flaky or elongated. In general, it is desirable for filter aggregates to be essentially equidimensional as this aids the flow distribution through the medium and also facilitates packing of the coarser and fine constituents and improves the effectiveness of the filter. The second important shape characteristic is roundness and again it is better for the filter aggregate to have rounded, as opposed to angular, edges to most particles (Smith and Collins, 2001).

Particle texture is affects to a lesser extent both the flow of liquid through the filter and the filtration characteristics of the material. A smooth glassy surface is useful from a drainage aspect but not so efficient from a filtration or fines ingress viewpoint, where a rougher surface texture is considered more advantageous (Smith and Collins, 2001).

Some aggregates have a coating that may, or may not, be easily removed during initial processing. Coatings are commonly composed of clay, silt, calcium carbonate, iron oxides, silica or gypsum, but other coatings can occur. Such coatings may vary in thickness and hardness and are, on the whole, undesirable in filter aggregates. They


21

22

Analysis of Geological, Mechanical and Characteristics of using Aggregates in Tailings Pond

should either be removed by scrubbing (Smith and Collins, 2001).

The functions of drainage and filtration are not significantly affected by particle porosity which can, however, be expected to have a negative correlation with strength and durability. Therefore, the aggregate porosity, or a related property such as water absorption, should be measured in order to assess its possible effects on, for example, durability, chemical reaction, freeze/thaw or other breakdown mechanisms (Smith and Collins, 2001).

There are generally no specified requirements for chemical inertness or solubility but these should nevertheless be taken into account in relation to the use of the filter media. It is important that the aggregate is not affected by the chemical properties of the liquid to be treated and also that constituents are not leached from the filter medium into the filtrate. The latter is more likely to occur with artificial aggregates, such as slag, than with naturally occurring aggregates. Slag may also be aggressive to concrete and, if used, is generally required to comply with the stability and sulphur content requirements of BS 1047 (British Standards Institutions, Specification for air-cooled blastfurnace slag aggregate for use in construction) (Smith and Collins, 2001).

4 USING AGGREGATES FOR WASTE WATER PONDS

As a using for stabilitiy and impermabilitiy materials aggregate may be applied general aggregate tests But, Use of these aggregates in different purposes when the engineering implementation of tests listed in Table 1 are recommended. Degrade during placing and compaction (Smith and Collins, 2001).

Grading Test that the rock shall comply with to the defined grading limits after it has been put within the matrix of the rock riprap.

Shape test (flakiness and elongation indices) is examined two indices. First, the Flakiness index of aggregates is the percentage by weight of particles whose least dimension (thickness) is less than three- fifths (0.6times) of their mean dimension. This test is not applicable to sizes smaller than 6.3mm. Second, the Elongation index of an aggregate is the percentage by weight of particles whose greatest dimension (length) is greater than nine-fifths (1.8times) their mean dimension.

This test is not applicable for sizes smaller than 6.3mm.

Relative density (oven dried) test, is the ratio of mass of an aggregate to the mass of a volume of water equal to the volume of the aggregate particles also referred to as the absolute volume of the aggregate. It is also expressed as the ratio of the density of the aggregate particles to the density of water.

Wa

8. Uluslararası Kırmataş Sempozyumu Bildiriler Kitabı Proceedings ...

Documents

Transcript of 8. Uluslararası Kırmataş Sempozyumu Bildiriler Kitabı Proceedings ...