Yüksek Fırın Cürufu İkamesinin Çimentolu Macun Dolgunun Dayanım Özelliklerine Etkisi

Yıl 2020, Cilt: 11 Sayı: 2, 701 - 714, 15.06.2020

Hasan Eker Ataç Başçetin Serkan Tüylü Deniz Adıgüzel

https://doi.org/10.24012/dumf.627148

Cited By: 1

Öz

Yeraltı madenciliğinde atık depolama yöntemlerden biri
olan çimentolu macun dolguda (ÇMD) üretim için gerekli olan dayanımın
yakalanması ve daha da geliştirilmesi bu çalışmanın amacını oluşturmaktadır. Bu
kapsamda yüksek fırın cürufu (YFC) kullanılmış, kısa ve uzun vadede ÇMD dayanım
özellikleri üzerindeki etkisi araştırılmıştır. ÇMD numuneleri önce, % 3, 5, 7,
9 ve 11 portland çimentosu ile hazırlanmış, daha sonra ise YFC ikamesi olarak
çimentonun yerine ağırlıkça % 25, % 50 ve % 75’i ile karıştırılarak numuneler
oluşturulmuştur. 3, 7, 14, 28, 56 ve 90 günlük kür sürelerine göre tek eksenli
basınç dayanımı (TEBD) deneyi yapılmıştır. Deney sonuçlarına göre, yalnızca % 3
çimento (Ç) oranındaki % 75 YFC ikameli karışımlar macun dolgu için gerekli
olan sıvılaşma riski sınırının (0,15 MPa) altında kalmış, 28 günlük kür
süresinde arakatlı kazı için istenilen dayanım sınır değeri (≥ 0.7 MPa) % 7
Ç’nin % 25 YFC, % 9 Ç’nin %25 ve %50 YFC, % 11 Ç’nun % 25 ve %50 YFC
oranlarındaki karışımlar sağlamaktadır. Ancak tahkimat amaçlı olarak YFC
katkılı ÇMD kullanılmaması ya da bu konuda dayanımı geliştirebilmek için daha
farklı katkı malzemelerinin de kullanılmasının gerekliliği belirlenmiştir.

Anahtar Kelimeler

Çimentolu macun dolgu, Yüksek fırın cürufu, Tek eksenli basınç dayanımı, Atık

Destekleyen Kurum

İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi

Proje Numarası

FDK-2018-24707.

Teşekkür

Bu çalışma İstanbul Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje numarası: FDK-2018-24707.

Kaynakça

• ASTM C39 / C39M-18, (2018). Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2018, www.astm.org.
• Başçetin, A, Eker, H, Tuylu, S, D, Adıgüzel, (2018a). Effect of substitution of Zeolite on the mechanical properties of Cemented Paste Backfill, Proceedings of the 4 th International Underground excavations symposium, 13-14 September 2018, Istanbul, p 575-581.
• Başçetin, A. Eker, H. Tüylü, S. Adıgüzel, D. (2018b). Determination of strength properties of copper mine tailings, ROCKMEC’2018-12th Regional Rock Mechanics Symposium, 3-5 October 2018, Trabzon, Turkey, s. 162-167, 2018.
• Başçetin, A. Eker, H. Tüylü, S. Adıgüzel, D. Odabas, E. (2018c). Effect of fly ash on the mechanical strength of cemented paste backfill, Cappadocia Earth Sciences Symposium, 24-26 October 2018, Niğde, Turkey.
• Been, K., Brown, E., T., ve Hepworth, N., (2002). Liquefaction potential of paste fill at Neves Corvo mine, Portugal, Mining Technology, 111:1, 47 - 58, DOI: 10.1179/mnt.2002.111.1.47.
• Belem, T., Benzaazoua, B., Bussière, B., (2000) Mechanical behaviour of cemented paste backfill. In: Proceedings of 53rd Canadian Geotechnical Conference, Montreal, Quebec, pp. 373 - 380.
• Benzaazoua, M., Belem, T., ve Bussiere, B., (2002) Chemical factors that influence the performance of mine sulphidic paste backfill, Cement and Concrete Research, 32(7), 1133 - 1144.
• Benzaazoua, M., Fall, M., ve Belem, T. (2004). A contribution to understanding the hardening process of cemented pastefill, Minerals Engineering, 17(2), 141 - 152.
• Bouzoubaa, N., Simon, F.S., (2005). Use of fly ash and slag in concrete: a best practice guide. materials technology laboratory (MTL), Public Works and Government Services, Government of Canada, 2004 - 16.
• Brackebusch, F., W., 1994, (Basics of paste backfill systems). Miner Eng 46(10), p. 1175 – 1178.
• Cihangir, F., 2011, Investigation of utilisation of alkali activated blast furnace slag as binder in paste backfil, Ph. D. Thesis, Karadeniz Technical University, The Graduate School of Natural and Applied Sciences, Trabzon, Turkey, 207p.
• Cihangir, F., Ercıkdı, B., Turan, A., Kesimal, A., Deveci, H., Yazıcı, M., Karaoğlu, K., (2011) Utilisation of sodium silicate activated blast furnace slag as an alternative binder in paste backfill of high-sulphide mill tailings, In: Proceedings of the 14th international seminar on paste and thickened tailings, Perth, Australia, p 465 – 475.
• Cihangir, F, Ercikdi, B, Kesimal, A, Alp, T, Deveci, ˙ H, (2012). Utilisation of alkali-activated blast furnace slag in paste backfill of high-sulphide mill tailings: Effect of binder type and dosage, Minerals Engineering 30 (2012) 33–43.
• Cihangir, F., Erçıkdı, B., Kesimal, A., Deveci, H., Erdemir, F., (2015). Paste backfill of high-sulphide mill tailings using alkaliactivated blast furnace slag: effect of activator nature, concentration and slag properties, Minerals Engineering, vol. 83, pp.117 - 127, 2015.
• De Souza E., Archibald JF, Dirige APE, (2003). Economics and perspectives of underground backfill practices in Canadian mining. In: 105th annual general meeting of the Canadian institute of mining, Metallurgy and Petroleum, Montreal, Canada, 15p.
• Douglas, E. Malhotra V. M. (1989). Ground granulated blast-furnace slag for cemented mine back ll: Production and evaluation, CIM Bull. 82, 929 (1989) 27-36.
• Eker, H. (2019) Metalik proses artıklarının macun dolgu yöntemi ile depolanmasında uygun tasarım parametrelerinin belirlenmesi, İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, Maden Mühendisliği Anabilim Dalı, 252 s. İstanbul.
• Erçıkdı, B. (2009). Mineral ve kimyasal katkı maddelerinin macun dolgu performansına etkisi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Anabilim Dalı, Haziran 2009, Trabzon.
• Erçıkdı, B., Cihangir, F., Kesimal, A., Deveci, H., ve Alp, I., (2009a). Utilization of industrial waste products as pozzolanic material in cemented paste backfill of high sulphide mill tailings, Journal of Hazardous Materials, 168, 848–856.
• Erçıkdı, B., Cihangir, F., Kesimal, A., Deveci, H., ve Alp, I., (2010a) Effect of natural pozzolans as mineral admixture on the performance of cemented-paste backfill of sulphide-rich tailings, Waste Management and Research, 28, 430–435.
• Erçıkdı, B. Cihangir, F. Kesimal, A. Deveci, H. Alp, İ. (2010b) Utilization of water-reducing admixtures in cemented paste backfill of sulphide-rich mill tailings, Journal of Hazardous Materials 179 (2010) 940–946.
• Erçıkdı, B, Baki H, İzki M (2013). Effect of desliming of sulphide-rich mill tailings onthe long-term strength of cemented paste backfill, J Environ Manage 115:5–13
• Erçıkdı, B. Külekci, G. Yılmaz, T. (2015). Utilization of granulated marble wastes and waste bricks as mineral admixture in cemented paste backfill of sulphide-rich tailings, Construction and Building Materials 93 (2015) 573–583.
• Erçıkdı, B., Cihangir, F., Kesimal, A., Deveci, H., (2017). Practical importance of tailings for cemented paste backfill, in: Paste Tailings Management, Yılmaz E., Mamadou F., Eds., Springer, London/Berlin/Switzerland , Cham, s.7-12, 2017
• Fall, M, Benzaazoua, M, (2003). Advances in predicting performance properties and cost of paste backfill, In: Proceedings on tailings and mine waste’03, Vail, USA, p 73–85.
• Fall, M., Adrien, D., Celestin, J. C., Pokharel, M., Touré, M., (2009). Saturated hydraulic conductivity of cemented paste backfill, JMiner Eng 2009;22(15):1307–17.
• Fall, M. Célestin, J.C. Pokharel, M. Touré, M. (2010). A contribution to understanding the effects of curing temperature on the mechanical properties of mine cemented tailings backfill, Engineering Geology 114 (2010), s. 397–413.
• Grice, T., (1998). Underground mining with backfill. In: The second annual summit on mine tailings disposal systems, Brisbane, Australia, p 5–15
• Godbout, J., Bussière, B., Aubertin, M., Belem, T., (2007). Evolution of cemented past backfill saturated hydraulic conductivity at early curing time, In: Diamond Jubilee Canadian Geotechnical Conference and the 8th Joint CGS/IAH-CNC Groundwater Conference, Ottawa, Ontario, 21 - 24 October. Canadian Geotechnical Society, Alliston, Ontario.
• Kesimal A, Ercikdi B, Yılmaz E (2003). The effect of desliming by sedimentation on paste backfill performance, Miner Eng 16(10):1009–1011.
• Klein, K. Simon, D. (2006). Effect of specimen composition on the strength development in cemented paste backfill, Can. Geotech. J. 43: 310–324 (2006) doi:10.1139/T06-005.
• Landriault, D., (1995). Paste backfill mix design for Canadian underground hard rock mining, In: Proceedings of the 97th annual general meeting of the CIM rock mechanics and strata control session, Nova Scotia, Canada, p 652–663.
• Nantel, J., Lecuyer, N., (1983). Assessment of slag backfill properties for the Noranda Chadbourne Project, CIM Bull. 849, 57 - 60.
• Naylor, J, Farmery, R, A, Tenbergen, R, A, (1997). Paste backfill at the Macassa mine with flash paste production in a paste production and storage mechanism, In: Proceedings of the 29th annual meeting of the Canadian mineral processors, Canada, p 408–420.
• Ouellet, S., Bussière, B., Aubertin, M., Benzaazoua, M., (2007). Microstructural evolution of cemented paste backfill: mercury intrusion porosimetry test results, Cem. Concr. Res. 37, 1654-1665.
• Roux, L., K, Bawden W., F., Grabinsky M., W., (2004). Liquefaction analysis of early age cemented paste backfill. In: 8th international symposia on mining with backfill, Beijing, China, p 233–241.
• Tariq A, Nehdi, M, (2007). Developing durable paste backfill from sulphidic tailings, Waste Res Manage, 160(4):155–166
• Uusitalo, R., Seppanen, P., Nieminin, P., (1993). The use of blast furnace slag as a binder, In: Symposium Presented at the Fifth International Symposium on Mining with Backfill, pp. 169-172. Johannesburg, South Africa.
• Yılmaz, T. Erçıkdı, B. Cihangir, F. (2017). Yüksek fırın cürufu ve perlit ikamesinin çimentolu macun dolgunun mekanik ve mikroyapı özelliklerine etkisi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi, 32(2), ss. 239-251, Haziran 2017.
• Yılmaz, E, Guresci, M, (2017). Design and characterization of underground paste backfill, in: Paste Tailings Management, Yilmaz, E, Mamadou, F, Eds,, Springer, London/Berlin/Switzerland , Cham, pp,111-144.