Yüksek Fırın Cürufu İkamesinin Çimentolu Macun Dolgunun Dayanım Özelliklerine Etkisi


Eker H., Başçetin A. , Tüylü S. , Adıgüzel D.

Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi, cilt.11, ss.701-714, 2020 (Hakemli Üniversite Dergisi)

  • Cilt numarası: 11 Konu: 2
  • Basım Tarihi: 2020
  • Doi Numarası: 10.24012/dumf.627148
  • Dergi Adı: Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi
  • Sayfa Sayıları: ss.701-714

Özet

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.

Extended abstract

The aim of this study is to capture and improve the strength required for production in cemented paste backfill (CPB), which is one of the tailings storage methods in underground mining. In this context, blast furnace slag (BFS) was used and its effect on the strength properties of CPB in the short and long term was investigated.

CPB; 75 % to 85 % pulp solids (PKO) of 3-11 % binder (cement and pozzolane materials) and sufficient water to be pumpable (process water, tap and lake water) It is defined as a mixture with.

CPB samples were first prepared with 3, 5, 7, 9 and 11 % portland cement and then mixed with 25 %, 50 % and 75 % by weight instead of cement as BFS substitute. Uniaxial compressive strength (UCS) test was performed according to curing times of 3, 7, 14, 28, 56 and 90 days.

25, 50 and 75% substituted YFC; 5, 7, 9 and 11% as in the work of the mixture of cement paste backfill mixture has increased compressive strength (Belem et. al 2000, Benzaazoua et. al 2002, Ouellet et. al 2007; Ercıkdı et. al 2009; Cihangir et. al 2012; Yılmaz et. al 2017). In these studies, TEBD values of paste backfill mixtures were as follows; 0.41 to 2.3 MPa, 0 to 4 MPa, 0.8 to 1.8 MPa, 0.07 to 0.8 MPa, 1.54 to 4.74 MPa, 0.5 to 1.4 MPa.

Yılmaz et al. (2017) reported that YFC was effective in curing times (28-56 days), but YFC substitution was also effective in early strength (up to 28 days) and it exceeded the reference sample strength in this period. Also, Benzaazoua et al. (2002) in the study; contrary to the study where slag is not suitable for paste backfill mixtures using high sulphate containing wastes, it has been shown that it can also be used in mixtures using> 32% S (sulfur containing) wastes. The decreases in strength are thought to be due to the fact that the YFC grain size is coarse-sized like the waste used, resulting in the formation of hollow structure with cement in the putty filling mixture.

According to the test results, only 3 % cement (C) ratio of 75 % BFS substitutes were below the liquefaction risk limit (0.15 MPa) required for using paste backfill. The required strength limit value (≥ 0.7 MPa) for sublevel excavation during the 28-day curing period is mixtures of 7 % - 25 % BFS, 9 % - 25 % and 50 % BFS, 11 % - 25% and 50 % BFS. However, it has been determined that there should be no use of BFS -added CPB for fortification purposes or that different additives should be used in order to improve the strength in this regard.