Kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini

Bu deney Afyon Kocatepe Üniversitesi, Yüzey Kimyası Laboratuarında gerçekleĢtirilmiĢtir. Deneyler, çözeltiye temas, kurutma ve soğutma olmak üzere genel olarak, üç döngüden oluĢmaktadır. Bu çalıĢmada örnek boyutları 50x50x50±1 mm olarak ele alınmıĢtır. Her bir andezit türü için 5 adet örnek ile deneyler yapılmıĢtır. Deney örnekleri 105±5 °C‟de havalandırmalı etüvde sabit kütleye gelinceye kadar kurutulmuĢtur. Daha sonra etüv içerisinde oda sıcaklığına kadar soğutulmuĢ ve tartımları alınmıĢtır (Md). Standarda uygun bir Ģekilde sodyum sülfat dekahidrat

(Na2SO410.H2O) ve magnezyum sülfat (MgSO4.7H2O) çözeltisi % 14 deriĢim oranında

hazırlanmıĢtır. Hazırlanan çözelti 250 ml‟lik plastik kaplar içerisinde mesnet vazifesi görecek olan, doğal taĢ türlerinden kesilmiĢ 10x10x50 mm boyutundaki dayanakların üzerine yerleĢtirilmiĢtir (ġekil 3.58). Örnek yüzeyi çözeltiye yalnızca alt tabanında temas Ģeklinde 24 saat bekletilmiĢ ve hemen 0,0001 g hassasiyetle tartılmıĢtır. Tartımı yapılan örnek tekrar hazırlanan deney düzeneğine yerleĢtirilmiĢ buharlaĢmadan kaynaklanan çözelti eksikliği takviye edilerek giderilmiĢtir. Örnek yüzeyi çözeltiye yalnızca alt tabanında temas pozisyonu ile 21 gün boyunca (504 saat) çalıĢmalara devam edilmiĢtir. Etüvde en az 16 saat bekletilerek kurutulan örnekler desikatörde (20 ± 5) °C oda sıcaklığında soğutulmuĢtur. Daha sonra deneyi yapılan andezit doğal taĢ örneklerinin en son tartımı yapılmıĢtır (Mf2). Bu deneysel çalıĢmalar sonucunda andezit

100 M M - M M d d f2 2    (3.15) Burada;

Md : Kuru deney örneğinin kütlesi, g

Mf2 : Yirmi birinci iĢlemden sonra kuru deney örneğinin kütlesi; g

ΔM2 : Kılcal etkiye bağlı su emme deneyi öncesi ve sonrası kütlelerdeki bağıl fark

(kütle kaybı); %

ġekil 3.58. Kılcal etkiye bağlı su emme deney düzeneği

Volkanik kayaç örneklerinin kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi ile tuz kristalleĢmesi sonucu yüzde bağıl ağırlık azalması değerleri hesaplanmıĢtır. Bu deney, TS EN 1925 standardında belirtilen yönteme bağlı olarak iki farklı çözelti kullanılarak gerçekleĢtirilmiĢtir. Deneyler, döngü sayısının örneklerin bozunumu üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla 21 döngü yapılmıĢtır. Bu deney sırasında sıcaklık 17,9 ile 20,7 arasında, pH ise 7,81 ile 8,19 arasında ölçülmüĢtür. Deney sonrası elde edilen veriler kullanılarak 21 döngü volkanik kayaçların örneklerin yüzde bağıl ağırlık azalması değerleri Çizelge 3.29‟da verilmiĢtir

Çizelge 3.29. Örneklerin kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi sonucu oluĢan ağırlık azalması (%) değerleri Ortam Na2SO4 MgSO4 Örnek Adedi K1 K2 B K1 K2 B 1 0,52 0,39 0,31 0,36 0,25 0,21 2 0,5 0,38 0,28 0,33 0,22 0,19 3 0,54 0,35 0,29 0,33 0,23 0,22 4 0,55 0,36 0,27 0,31 0,21 0,18 5 0,48 0,37 0,27 0,34 0,24 0,19 Ortalama 0,52 0,37 0,28 0,33 0,23 0,20 Örnek Çözelti

Çizelge 3.29‟da görüldüğü gibi kapilerite deneyinde 21 döngü sonrası hesaplanan ağırlık azaltmalarında Na2SO4 kimyasal çözeltinin etkileĢiminde K1 andezit

örneği %0,52 ile en yüksek değer alırken, K2 ve B andezit örneği en düĢük değeri almıĢtır. Buna göre kapilerite deney sonuçlarına göre K2 ve B örneği Na2SO4

çözeltisine daha az etkilenmiĢtir. MgSO4 kimyasal çözelti etkileĢiminde ise K1 andezit

örneği %0,33 ağırlık azalması ile en yüksek değeri alırken, K2 ve B örnekleri en düĢük değeri almıĢtır. Buna göre kapilerite deney sonuçlarına göre K2 örneği MgSO4

çözeltisinde daha az etkilenmiĢtir.

Volkanik kayaç örneklerinin ısıl iĢlem sonrası kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi sonucu yüzde bağıl ağırlık azalması değerleri hesaplanmıĢtır. Bu deney, TS EN 1925 standardında belirtilen yönteme bağlı olarak iki farklı çözelti kullanılarak gerçekleĢtirilmiĢtir. Deneylerde, döngü sayısının örneklerin bozunumu üzerindeki etkisini belirlemek amacıyla 21 döngü yapılmıĢtır. Bu deney sırasında sıcaklık 16,8 ile 19,1 arasında, pH ise 6,61 ile 7,67 arasında ölçülmüĢtür. Deney sonrası elde edilen veriler kullanılarak; 21 döngü sonunda volkanik kayaç örneklerinde gözlenen “bağıl ağırlık azalma değerleri” Çizelge 3.30- 3.32‟de verilmiĢtir.

Çizelge 3.30. 1000 °C ısıl iĢlem sonrası örneklerin kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi sonucu oluĢan ağırlık azalması (%) değerleri

Ortam Na2SO4 MgSO4 Örnek Adedi K1 K2 B K1 K2 B 1 0,37 0,31 0,19 0,24 0,19 0,13 2 0,32 0,32 0,23 0,24 0,18 0,13 3 0,35 0,29 0,24 0,23 0,17 0,13 4 0,36 0,28 0,25 0,24 0,19 0,14 5 0,34 0,29 0,2 0,24 0,18 0,15 Ortalama 0,35 0,30 0,22 0,24 0,18 0,14

Çizelge 3.31. 1055 °C ısıl iĢlem sonrası örneklerin kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi sonucu oluĢan ağırlık azalması (%) değerleri

Ortam Na2SO4 MgSO4 Örnek Adedi K1 K2 B K1 K2 B 1 0,20 0,16 0,12 0,16 0,11 0,07 2 0,22 0,15 0,13 0,15 0,12 0,08 3 0,21 0,15 0,14 0,15 0,13 0,06 4 0,24 0,14 0,15 0,13 0,12 0,07 5 0,19 0,13 0,10 0,14 0,13 0,06 Ortalama 0,21 0,15 0,13 0,15 0,12 0,07

Çizelge 3.32. 1160 °C ısıl iĢlem sonrası örneklerin kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi sonucu oluĢan ağırlık azalması (%) değerleri

Ortam Na2SO4 MgSO4 Örnek Adedi K1 K2 B K1 K2 B 1 0,020 0,013 0,009 0,018 0,012 0,010 2 0,021 0,011 0,012 0,022 0,014 0,011 3 0,022 0,014 0,013 0,021 0,016 0,010 4 0,018 0,010 0,010 0,011 0,013 0,013 5 0,021 0,015 0,009 0,014 0,012 0,010 Ortalama 0,020 0,013 0,011 0,017 0,013 0,011

Isıl iĢlem sonrası piĢmiĢ örneklerin kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi sonrası ağırlık azalması değerleri ġekil 3.59‟da grafiksel olarak verilmiĢtir.

ġekil 3.59. Isıl iĢlem sonrası piĢmiĢ örneklerin kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyi sonrası ağırlık azalması değerleri

ġekil 3.59‟da görüldüğü gibi 1000 ºC‟de kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyinde 21 döngü sonrasında hesaplanan ağırlık azaltmalarında Na2SO4 kimyasal çözeltinin etkileĢiminde K1 örneği % 0,35 ile en yüksek değer

alırken, K2 örneği ise B örneğine göre daha düĢük değerleri almıĢtır. 1055 ºC‟de ağırlık azalmalarında Na2SO4 kimyasal çözeltinin etkileĢiminde K1 örneği % 0,21 ile en

yüksek değer alırken, K2 örneği ise B örneğine göre daha düĢük değerleri almıĢtır. 1160 ºC‟de ağırlık azalmalarında Na2SO4 kimyasal çözeltinin etkileĢiminde K1 örneği % 0,02

ile en yüksek değer alırken, K2 örneği ise B örneğine göre daha düĢük değerleri almıĢtır. Buna göre kapilerite deney sonuçlarına göre sıcaklık arttıkça K1, K2 ve B örneği Na2SO4 çözeltisinde daha az etkilenmiĢtir.

1000 ºC‟de kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyinde 21 döngü sonrası hesaplanan ağırlık azalmalarında MgSO4 kimyasal çözeltinin etkileĢiminde K1

örneği % 0,24 ile en yüksek değer alırken, K2 örneği ise B örneğine göre daha düĢük değerleri almıĢtır. 1055 ºC‟de ağırlık azalmalarında MgSO4 kimyasal çözeltinin

etkileĢiminde K1 örneği % 0,15 ile en yüksek değer alırken, K2 örneği ise B örneğine göre daha düĢük değerleri almıĢtır. 1160 ºC‟de ağırlık azalmalarında MgSO4 kimyasal

çözeltinin etkileĢiminde K1 örneği % 0,017 ile en yüksek değer alırken, K2 örneği ise B örneğine göre daha düĢük değerleri almıĢtır. Buna göre kapilerite deney sonuçlarına göre sıcaklık arttıkça K1, K2 ve B örneği MgSO4 çözeltisinde daha az etkilenmiĢtir.

Isıl iĢlem sonrası piĢmiĢ örneklerin tuz kristallenmesine direncin tayini ve kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyinde Na2SO4 ve MgSO4 çözeltisi

ġekil 3.60. Isıl iĢlem sonrası piĢmiĢ örneklerin tuz kristallenmesine direncin tayini ve kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyleri sonrası ağırlık azalması

Isıl iĢlem ile piĢmiĢ örneklerin tuz kristallenmesine direncin tayini ve kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyinde Na2SO4 ve MgSO4 çözeltisi

kullanılarak ağırlık azalması değerleri karĢılaĢtırıldığında doğal örnekler, 1000 °C ve 1055 °C‟de ısıl iĢlem uygulanmıĢ örneklerde tuz kristallenmesine direncin tayini deneyinde her iki çözeltide de ağırlık azalmaları yüksekken, 1160 °C‟de ısıl iĢleme tabi tutulan örneklerde ağırlık azalması kılcal etkiye bağlı su emme katsayısının tayini deneyinde daha yüksek çıkmıĢtır.

3.2.5. Örneklerin ısıl iĢlem öncesi ve sonrası aletli (Enstrümantal) analizlerin