Murat KARADENİZ, Onur ÖZTÜRK, Zuhal Elif KARA, Mücahit OPAN

DÜŞÜK BASINÇLI KÜKÜRT ENJEKSİYONUNUN SERBEST BASINÇ MUKAVEMETİNE ETKİSİ

Fosil yakıtların kullanımındaki artış ile birlikte petrol endüstrisinin yan ürünü olarak elde edilen kükürt miktarları da dünya çapında artış göstermiştir. Artan rezervler sonucu alternatif kullanım alanı olarak inşaat teknolojisinde kullanılan kükürtün, geoteknik uygulamalar içerisinde de geleneksel Portland çimentosu kullanılan zemin iyileştirme yöntemlerine alternatif olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi amacıyla bu çalışma gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmada, geleneksel yöntemlerde bağlayıcı olarak kullanılan su-çimento karışımının yerine petrol endüstrisinden elde edilen kükürt, zemin enjeksiyonu yöntemi ile uygulanmıştır. Oda sıcaklığında katı halde olan kükürt, rölatif sıkılıkları %25, %50, %75 ve %100 olarak hazırlanmış uniform kum (SP) sınıfı zemin numunelerine 130-135°C’de sıvı faza getirilerek düşük basınçlı kükürt enjeksiyonu şeklinde uygulanmıştır. Numuneler bu çalışma için özel olarak tasarlanan deney düzeneği kullanılarak sıcaklık ve basınç kontrollü olarak hazırlanmıştır. Enjeksiyon uygulanmış numuneler 1, 7 ve 28 günlük kür süreleri sonunda serbest basınç mukavemeti deneylerine tabi tutulmuş ve rölatif sıkılık, kür süresi ile enjeksiyon basıncı değişimlerinin serbest basınç mukavemeti üzerindeki etkisi incelenmiştir. En yüksek serbest basınç dayanımı 7 günlük numunede 20.16 MPa olarak elde edilmiş ve 1 saat sonunda bu değerin yaklaşık %85’ine ulaşabildiği belirlenmiştir. Hızlı priz alma ve yüksek dayanım değerleri ile saf kükürtün zemin enjeksiyonunda çimento harçlarına alternatif oalrak kullanılabileceği görülmektedir.

Anahtar Kelimeler:

Zemin enjeksiyonu, Kükürt, Serbest basınç mukavemeti, Rölatif sıkılık

EFFECT of LOW PRESSURE SULFUR INJECTION on UNCONFINED COMPRESIVE STRENGTH

PDF

___

Türkiye Petrolleri Anonim Ortaklığı, 2017 Yılı Ham Petrol ve Doğalgaz Sektör Raporu, Türkiye Petrolleri Strateji Geliştirme Daire Başkanlığı, 4-7, 2018.
Vlahovic M.M., Martinovic S.P., Boljanac T.D., Jovanic P.B., Volkov-Husovic T.D., Durability of Sulfur Concrete in Various Aggressive Environments, Construction and Building Materials, 2011, 25, 3926-3934.
Wagenfeld J.G., Khalid A.A., Almheiri S., Slavens A.F., Calvet N., Sustainable Applications Utilizing Sulfur, A By-Product from Oil and Gas Industry: A State of the Art Review, Waste Management, 2019, 95, 78-89.
Madencilik Özel İhtisas Komisyonu, Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, Devlet Planlama Teşkilatı, 57-105, 2001.
Harrison P., Global Sulphur Market Outlook, CRU Group, 2012.
Bacon R.F., Davis H.S., Recent Advances in the American Sulfur Industry, Chemical and Metallurgical Engineering, 1921, 24, 65-72.
Mohamed A.M.O., Gamal M.E., Sulfur Based Hazardous Waste Solidification, Environmental Geology, 2007, 53(1), 159-175.
Mohamed A.M.O., El Gamal M.M., Hydro-Mechanical Behavior of a Newly Developed Sulfur Polymer Concrete, Cement & Concrete Composites, 2009, 31, 186-194.
Öztürk, O., Öner, A., Investigation of Long Term Mechanical Properties of Sulphur Polymer Concrete and Comparison with Portland Cement Concrete, Erzincan University Journal of Science and Technology, 13(3), 1252-1262, 2020. DOI: 10.18185/erzifbed.784711.
McBee W.C., Sullivan T.A., Jong B.W., Industrial Evaluation of Sulfur Concrete in Corrosive Environments, U.S. Bureau of Mines, 1983, Report No: RI 8786, 15.
Al-Tayyib A.J., Khan M.S., Evaluation of Corrosion Resistance of Reinforced Steel in Sulfur Concrete, International Journal for Housing Science and Its Applications, 1988, 12(4).
Al-Tayyib A.J., Khan M.S., Electrical Resistivity of Sulfur Concrete and Its Relation to Corrosion of Embedded Steel, The Arabian Journal for Science and Engineering, 1989, 14(2), 271-281.
Öztürk O, Kükürt ve Kükürt Polimer Betonların Mekanik ve Dayanıklılık Özelliklerinin İncelenmesi, Doktora Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli, 2019.
Öztürk, O., Öner, A. Long-term Durability of Bitumen Modified Sulfur Polymer Concrete Under Freeze–Thaw Cycles, Int J Civ Eng, 20, 529–543 (2022). https://doi.org/10.1007/s40999-021-00672-2.
Al-Otaibi S., Al-Aibani A., Al-Bahar S., Abdulsalam M., Al-Fadala S., Potential for Producing Concrete Blocks Using Sulphur Polymeric Concrete in Kuwait, Journal of King Saud University-Engineering Sciences, 2018, DOI: 10.1016/j.jksues.2018.02.004.
Grugel R.N., Toutanji H.A., Sulfur “Concrete” for Lunar Applications–Sublimation Concerns, Advances in Space Research, 2008, 41, 103-112.
Toutanji H.A., Evans S., Grugel R.N., Performance of Sulfur Concrete in Lunar Environments, Construction and Building Materials, 2012, 29, 444-448.
Grugel R.N., Integrity of Sulfur Concrete Subjected to Simulated Lunar Temperature Cycles, Advances in Space Research, 2012, 50, 1294-1299.
Hager I., Golonka A., Putanowicz R., 3D Printing of Buildings and Building Components as the Future of Sustainable Construction, Procedia Engineering, 2016, 151, 292-299.
Mohammadi, A., Dehestani, M., Aff. M., Shooshpasha I., Asadollahi S., Mechanical Properties of Sandy Soil Stabilized with Modified Sulfur, American Society of Civil Engineers, 2014, DOI: 10.1061/(ASCE)MT.1943-5533 .0001059.
Çinicioğlu, F., Zemin Mekaniğinde Harç Enjeksiyonu, Birsen Yayınevi Ankara, 1997.
Andrus, R. D., Chung R. M., Ground Improvements Techniques for Liquefaction Redemination Near Existing Lifeliness, National Institute of Standarts and Technology, NISTIR 5714, 1995.
Akbulut S., Sağlamer A., Estimating the groutability of granular soils: A new approach. Tunneling and Undergroundspace Technology, 17:371-380, 2002.
Shin M., Kim K., Gwon S.W., Cha S., Durability of Sustainable Sulfur Concrete with Fly Ash and Recycled Aggregate Against Chemical and Weathering Environments, Construction and Building Materials, 2014, 69, 167-176.
JSCE, Earthquake Resistant Design for Civil Engineering Structure, Earth Structure and Foundation in Japan, Japan Society of Civil Engineers, 1977.
Ishihara, K., Kokusho, T., Silver, M., L., Recent Developments in Evaluating Liquefaction Characteristics of Local Soils, 12th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, 2719-2734, 1989.
Yıldız M., Soğancı A.S., Improvement of the strength of soils which comprises granular pumice by injection of cement under low pressure, Scientia Iranica, 2015, 22(11), 81-91.
Mutman U, Düşük Basınçlı Çimento Enjeksiyonu ile Zemin Özelliklerinin İyileştirilmesi, Doktora Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Kocaeli, 2007.