The Effect of vertical confinement on the hydraulic conductivity of rubber-clay liners

Abstract

VI KAUÇUK-KIL KAPLAMALARININ HİDROLİK İLETKENLİ?İNE DÜŞEY BASINCIN ETKİSİ Yeraltı suyu ve zeminin petrol kökenli atıklar ile kirlenmesi çevre açısından önemli bir tehlike oluşturmaktadır. Olası sızıntıları bloke etmek amacıyla petrol tanklarının ve boru hatlarının altına geleneksel kil kaplamaları inşa edilir. Difiize çifte tabakanın daralması ile düşük dielektrik sabitli konsantre hidrokarbonlara karşı etkilerini büyük ölçüde kaybetmektedirler. Bu daralma kil tanecikleri arasındaki boşluğu artırır, ve kilin hidrolik iletkenliğinde bir-iki mertebeye varan yükselmeler meydana gelir. 1991 yılında Boğaziçi Üniversitesinde Baykal, Yeşiller ve Köprülü tarafından kompozit bir kil kaplama sistemi geliştirilmiştir. Kaolin kilinin içine atık araba lastiği parçalarının ilavesi ve bu karışımın optimum su muhtevasının ıslak tarafında sıkıştırılması ile kauçuk-kil geçirimsiz tabakası oluşturularak petrol sızıntısı önlenebilmiş ve iletkenlik değerleri müsaade edilir limitlerin içinde kalabilecek şekilde muhafaza edilmiştir. Bu çalışmada ise, kaolin kili ağırlıkça yüzde 10 lastik parçacıkları ile karıştırılmış ve hidrolik iletkenlik ölçümleri değişik düşey basınçlar altında, konsolidasyon hücresi permeametresinde yapılmış, ve düşey engellemenin önerilen geçirimsiz sistemin iletkenliğine etkisi gösterilmiştir. Kaolin ve kaolin-kauçuk numuneler üzerinde serbest şişme ve şişme basıncı deneyleri yapılmıştır. Kauçuk parçalarının şişme miktarları elde edilerek kauçuğun bu fiziksel özelliğinin etkisi gösterilmiştir. Kontrol amacıyla, kum -kauçuk karışımı numuneler şişme ve şişme basıncı deneyleri için hazırlanmıştır. Yüzde 10 kauçuk ilavesinin numunelerin boşluk oranlarını yüzde 25- yüzde 40 arttırmasına rağmen, karşılık gelen hidrolik iletkenlik artışları önemsiz miktarlarda olmuştur. Üstelik, içinden benzin geçirildiğinde önerilen kompozit geçirimsiz tabakanın performansının gerçekten de iyi olduğu geçirgenliğin yaklaşık iki mertebe azalmasından belli olmaktadır.

THE EFFECT OF VERTICAL CONFINEMENT ON THE HYDRAULIC CONDUCTIVITY OF RUBBER-CLAY LINERS Contamination of ground water and land by petroleum based contaminants is among the major hazards to the environment. Conventional clay liners constructed beneath the petroleum storage tanks and pipelines to block any probable leakage cannot perform well enough against concentrated hydrocarbons that have low dielectric constants because of the shrinkage of the diffused double layer of the clay. This shrinkage increases the interclod pore space, thus causing one to two orders of magnitude increases in the hydraulic conductivity of the clay. A composite liner system has been developed at Boöaziçi University in 1991 by Baykal, Yebiller and Köprülü. Addition of waste tire chips into kaolin clay and its compaction at wet of optimum moisture content result in a rubber-clay liner that can seize the leaking petroleum and keep the conductivity values within limits permitted by specifications. Kaolin clay was mixed with 10 per cent by weight of rubber particles and hydraulic conductivity measurements were made under different vertical pressures in the consolidation-cell permeameter in order to demonstrate the effect of vertical confinement on permeability of the proposed composite liner system. Free swell and swelling pressure tests were conducted on kaolin and kaolin-rubber samples. Swelling of rubber particles were also determined to illustrate the effect of this physical characteristic, of rubber. As a control, sand-rubber samples were also prepared for swelling and swelling pressure tests. Although 10 per cent rubber addition increased the void ratios of the samples 25 to 40 per cent, increases in the corresponding hydraulic conductivities were insignificant. Moreover, the performance of the proposed composite liner system was, indeed, good as permeability decreased nearly two orders of magnitude upon gasoline permeation.