Geotechnical characterization of Natural Zeolite

Abstract

Bu çalışma iki farklı zeolit üzerinde gerçekleştirilen laboratuar deneylerini kapsamaktadır. Laboratuar deneyleri sırasında farklı dane boyutlarında zeolitler kullanılmıştır. Zeolitler içerdikleri ince dane miktarına göre ?iri? (GZ-1 ve GZ-2) ve ?ince? (FZ-1 ve FZ-2) olarak isimlendirilmişlerdir._x000B_Zeolitler üzerinde daha önce yapılmış olan birçok çalışma zeolitin katyon değişim kapasitesi (KDK) üzerinde odaklanmıştır. Zeolitin kum yerine bentonit ile birlikte kullanımı da ayrıca araştırılmıştır. Ancak, zeolitlerin geoteknik uygulamalarda tek başına kullanılmasını inceleyen bir çalışma bu güne kadar yapılmamıştır._x000B_Bu tezde, doğal zeolitlerin geoteknik karakterizasyonuna yönelik bir çalışma sunulmaktadır. Zeolitlerin geoteknik uygulamalarda kullanılabilirliğinin değerlendirilmesi amacı ile zeolitlerin bazı mühendislik özellikleri (örneğin, sıkıştırma özellikleri, sıkışabilirliği, kayma dayanımı ve hidrolik iletkenliği) incelenmiştir._x000B_Deney sonuçları zeolitin kum ve killerinkinden nisbeten daha düşük kuru birim hacim ağırlıklara sahip olduğunu göstermiştir. Ayrıca, zeolitlerin kayma dayanımlarının sıkı kumlarınkine benzer olduğu gözlemlenmiştir. Hidrolik iletkenlik deneyleri, sıkıştırılmış iri ve ince zeolitlerin hidrolik iletkenliklerinin geçirimsiz dolgu malzemelerinin sağlaması gereken sınır değerden daha yüksek olduğunu göstermiştir. Elde edilen sonuçlara dayanarak zeolitin düşük ağırlıklı zemin malzemesi ve geçirimli reaktif bariyer malzemesi olarak kullanılabileceği sonucuna varılmıştır. This study covers the findings of laboratory test results on two different zeolites. During the laboratory tests, different grain sized zeolites were used. According to the present fine contents, zeolites were entitled with ?granular? (GZ-1 and GZ-2) and ?fine? (FZ-1 and FZ-2)._x000B_Most of the previous studies on zeolites were focused on the cation exchange capacities (CECs) of the material. The alternative usage of zeolite with bentonite instead of sands has also been investigated. However, a study on the use of zeolites alone in geotechnical applications has not been investigated, so far._x000B_In this thesis, geotechnical characterization of natural zeolites was presented. To assess the suitability of zeolites in geotechnical applications, some engineering properties of zeolites (e.g., compaction properties, compressibility, shear strength and hydraulic conductivity) were investigated._x000B_ The results show that zeolites had relatively low dry unit weights than those of sands and clays. Also, it is observed that the shear strength properties of zeolites were similar with dense sands. Hydraulic conductivity tests showed that the compacted granular and fine zeolites have high hydraulic conductivities than the desired limit values for impervious soil liners. Based on the obtained results, it is concluded that zeolites may be used as a light weight geomaterial and permeable reactive barrier material in many geotechnical applications.