TR
EN
Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri
Öz
Yüksek seviyeli nükleer atıkların güvenli bertarafı için derin jeolojik depolarda tampon ve/veya dolgu malzemesi olarak sıkıştırılmış bentonit kullanımı önerilmektedir. Bentonitin yüksek şişme potansiyeli ve düşük geçirgenlik özellikleri, bu önerinin temel dayanaklarını oluşturmaktadır. Depolarda kullanılan bentonit, yeraltı suyu ile hidrate olarak kendiliğinden sızdırmaz bir bariyer oluştururken, aynı zamanda atık kutusundan yayılan yüksek sıcaklığa maruz kalacaktır. Bu süreçte, dış bölgelerde şişme eğilimi görülürken, atık kutusuna yakın bölgelerde yüksek sıcaklık nedeniyle doygun olmayan bir ortam oluşabilmektedir. Bu koşullar, bentonitin hidrolik ve mekanik özelliklerini etkileyebilir ve uzun vadeli performansını sınırlayabilir. Bu nedenle, bentonitin yeraltı suyu hareketleri ve sızdırmazlık özelliklerinin değerlendirilmesi için farklı termal koşullarda zemin-su karakteristik eğrilerinin ve şişme basıncının belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Sıcaklık döngüleri, bentonitin su tutma kapasitesi ve şişme basıncı gibi kritik özelliklerini olumsuz yönde etkileyebilmektedir. Bu çalışmada, bentonitin yüksek sıcaklık koşullarındaki mühendislik özelliklerini iyileştirmek amacıyla, düşük termal genleşme özelliği ile bilinen Etibor-48 (E-48) bor minerali katkı maddesi olarak kullanılmıştır. Sıkıştırılmış bentonite %10 ve %20 oranlarında E-48 bor minerali eklenerek karışımların şişme basıncı ile zemin-su karakteristik eğrileri, oda sıcaklığı ve yüksek sıcaklık (80 °C) koşullarında incelenmiştir. Şişme basıncı deneyleri sabit hacim yöntemiyle ödeometre sisteminde, zemin-su karakteristik eğrileri ise buhar denge tekniği kullanılarak belirlenmiştir. Bulgular, yüksek sıcaklık ve E-48 katkısının bentonitin su tutma kapasitesini ve şişme basıncını azalttığını ortaya koymuştur. Ayrıca kuruma yolunun nemlenme yoluyla örtüşmediği ve katkısız bentonitin, E-48 katkılı karışımlara kıyasla daha yüksek su tutma kapasitesine sahip olduğu tespit edilmiştir. Bu sonuçlar, yüksek sıcaklık koşullarında bentonit bazlı tampon malzemelerin performansını değerlendirmek ve optimize etmek için katkı maddelerinin etkisini anlamada önemli bilgiler sunmaktadır.
Anahtar Kelimeler
References
- [1] He Y, Ye WM, Chen YG, Chen B, Ye B, Cui YJ. “Influence of pore fluid concentration on water retention properties of compacted GMZ01 bentonite”. Applied Clay Science, 129, 131-141, 2016.
- [2] Marcial D, Delage P, Cui YJ. “On the high stress compression of bentonites”. Canadian Geotechnical Journal, 39(4), 812-820, 2002.
- [3] Martín PL, Barcala JM, Huertas F. “Large-scale and long-term coupled thermo-hydro-mechanic experiments with bentonite: the FEBEX mock-up test”. Journal of Iberian Geology, 32(2), 259-282, 2006.
- [4] Dutt R, Sharma R, Singh A. “Groundwater infiltration and its implications in nuclear waste containment”. Hydrogeology Journal, 20(4), 677-688, 2012.
- [5] Fraser H, MacDougall J, Reid C. “Swelling pressure behavior of bentonite under hydration conditions”. Geotechnical and Geological Engineering, 33(6), 1387-1398, 2015.
- [6] Xie M, Qian L, Yang Y. “Impact of decay heat on the performance of nuclear waste repositories”. Journal of Nuclear Materials, 354(1-3), 55-61, 2006.
- [7] Sultan N, Delage P, Cui YJ. “Temperature effects on the volume change behaviour of Boom clay”. Engineering Geology, 64(2-3), 135-145, 2002.
- [8] Bag R, Rabbani A. “Effect of temperature on swelling pressure and compressibility characteristics of soil”. Applied Clay Science, 136, 1-7, 2017.
Details
Primary Language
Turkish
Subjects
Civil Engineering (Other)
Journal Section
Research Article
Publication Date
October 19, 2025
Submission Date
October 8, 2024
Acceptance Date
January 27, 2025
Published in Issue
Year 2025 Volume: 31 Number: 5
APA
Alpaydın, Ş. G., & Yukselen Aksoy, Y. (2025). Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 31(5), 841-848. https://izlik.org/JA53LR85FR
AMA
1.Alpaydın ŞG, Yukselen Aksoy Y. Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025;31(5):841-848. https://izlik.org/JA53LR85FR
Chicago
Alpaydın, Şükran Gizem, and Yeliz Yukselen Aksoy. 2025. “Yüksek Sıcaklık Ve Etibor-48 Mineralinin Bentonitin şişme Basıncı Ve Zemin-Su Karakteristik Eğrileri üzerindeki Etkileri”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31 (5): 841-48. https://izlik.org/JA53LR85FR.
EndNote
Alpaydın ŞG, Yukselen Aksoy Y (October 1, 2025) Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31 5 841–848.
IEEE
[1]Ş. G. Alpaydın and Y. Yukselen Aksoy, “Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri”, Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 31, no. 5, pp. 841–848, Oct. 2025, [Online]. Available: https://izlik.org/JA53LR85FR
ISNAD
Alpaydın, Şükran Gizem - Yukselen Aksoy, Yeliz. “Yüksek Sıcaklık Ve Etibor-48 Mineralinin Bentonitin şişme Basıncı Ve Zemin-Su Karakteristik Eğrileri üzerindeki Etkileri”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi 31/5 (October 1, 2025): 841-848. https://izlik.org/JA53LR85FR.
JAMA
1.Alpaydın ŞG, Yukselen Aksoy Y. Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2025;31:841–848.
MLA
Alpaydın, Şükran Gizem, and Yeliz Yukselen Aksoy. “Yüksek Sıcaklık Ve Etibor-48 Mineralinin Bentonitin şişme Basıncı Ve Zemin-Su Karakteristik Eğrileri üzerindeki Etkileri”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol. 31, no. 5, Oct. 2025, pp. 841-8, https://izlik.org/JA53LR85FR.
Vancouver
1.Şükran Gizem Alpaydın, Yeliz Yukselen Aksoy. Yüksek sıcaklık ve Etibor-48 mineralinin bentonitin şişme basıncı ve zemin-su karakteristik eğrileri üzerindeki etkileri. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi [Internet]. 2025 Oct. 1;31(5):841-8. Available from: https://izlik.org/JA53LR85FR