Killerin Fiziko-Kimyasal Özellikleri

Geoteknik mühendisleri için en önemli konulardan biri, killi zeminin, davranışını tahmin etmektir. Mineralojik açıdan kil örneklerinin XRD analizi ile belirlenmesi, bilim adamı için bir metodoloji belirlemek, XRD desenleri değerlendirilmesi kolay uygulanabilir bir teknik olmasına rağmen, numune hazırlama ve killi zeminde mevcut mineraller geoteknik mühendisleri için karmaşıktır. Bu nedenle, pratik grafikler kullanarak, zemin ve mühendislik özellikleri açısından baskın kil tipi değerlendirmesi, kimyasal bileşimi esas alınarak hazırlanabililir. Geoteknik mühendisleri için sofistike XRD analizleri ile kıyaslandığında daha cazip olabilmektedir.

3.1.1 Kil bileşenleri ve yaygın kil minerallerinin kimyasal içeriği

Killer, kimyasal içerik olarak alümina, silis, demirli bileşikler, alkaliler, karbonlu maddeler, kükürt ve fosfor, tuzlar, magnezyum, bileşiklerinden meydana gelmektedir.

● Alümina: Kimyasal bileşimi Al2O3 olan unsurları oluşturur. Bunlar kalkerlerde SiO2 (silis asidi) ile bileşik olarak kil mineralleri halinde bulunabileceği gibi feldspat, mika v.s. gibi kayaç ve minerallerin kimyasal bileşimindeki alüminyum silikat olarak bulunur. Kil minerallerinden ileri gelen alümina yüksek olduğu zaman (kil minerallerine göre); kayaç adı değişik killi kalker, kalkerli kil ve marn adını alır (http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento, 2006).

● Silis: Kimyasal bileşimi SiO2 olup kilden başka kum, çakmak taşı (sileks), boynuz taşı (çörtü), opal, kalsedon, kuvars, parça ve kırıntıları halinde serbest, amorf olarak bulunabileceği gibi feldspat, mika, talk, serpantin ve volkanik kayaçların bileşimine bağlı olarak da bulunabilirler. Kalker oluşumu esnasında karbonat üreten

14

organizmaların bulunduğu ortamda silis yapan organizmaların bulunması sonucu silis miktarı yüksek kalkerler oluşur. Bazı durumlarda ise (bilhassa killi kalkerde) diyajenez (taş oluş) esnasında gerek kendi içinden gerekse ortamlardan gelen jel halindeki silis band halinde tabakalanmaya paralel olarak veya tespih dizilişi ve yumrular halinde çörtüleri oluştururlar (http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento, 2006).

● Demirli Bileşikler: Kalkerlerin; bünyelerine, oluşumuna ve diyajenez esnasında veya sonradan atmosferik koşullar, metamorfizma, metazomatoz ve infilittrasyona bağlı olarak demirli bileşikler girebilir. Demir bileşikleri sülfür halinde; pirit ve markasit olarak, sülfat halinde; limonit, hematit spekülarit, manyetit olarak, karbonat halinde ise siderit olarak bulunabildiği gibi bilhassa laterit oluşum koşullarında boksitli demir olarak alüminyum oksitle birlikte olmak üzere değişik mineraller halinde bulunabilir (http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento, 2006).

● Alkaliler: Bunlar sodyum (Na) ve potasyum (K) elementinin bileşikleri olup kalkerlerde genellikle sonradan kirlenme veya oluşum esnasında kile bağlı olarak az miktarda da olsa bulunabilir (http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento, 2006).

● Karbonlu Maddeler: Kalker içersinde genellikle bitüm, kömür ve diğer karbonlu bileşikler halindedir. Oluşum esnasında organizma kalıntıları olarak veya petrol oluşumunda ana kayaç niteliğindeki kalkerlerde petrol göçünden arta kalan artıklar olarak bulunabilir (http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento, 2006).

● Kükürt ve Fosfor: Kalkerlerde sülfat halinde kükürt ve fosfor (fosforit, apatit v.s.) bulunabilir. Organizma bakiyesi olarak bulunan fosforlu bileşikler kalkerin oluşum fasiyeslerine bağlıdır. Ayrıca oluşum esnasında gerek temel kayaçlar ve gerekse havza çevresinde bulunan kayaçlardan dentritik malzeme beslenmesi olduğu durumlarda da fosforlu kayaçlardan parçalar içerebilir (http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento, 2006).

● Tuzlar: Kalkerlerin oluşumuna ilişkin olarak (litoral ortamda veya kalker oluşumunda evaporasyon olduğunda mutlak surette tuz bulunur.) veya sonradan suların etkisi ve infilitrasyon ile bünyesine girmiş halde klorür, florür, ve bromürler bulunabilir.

15

Sodyum klorür tuz minerali, potasyum klorür, silvin ve kalsiyum florür ise flüorit minerali halindedir (http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento,2006).

● Magnezyum Bileşikleri: Kalkerin oluşumu ve oluşumundan sonraki başkalaşmanın etkisi ile dolomit (CaMgCO3) ve manyezit (MgCO3) in bulunmasından ileri gelir.

Çimento yapısında istenmeyen bir unsur teşkil eder

(http://scribd.com/doc/17345028/75774cimento,2006).

Geoteknik mühendisliği açısından yaygın olarak kullanılan ve kabul edilen Kaolen, İllit ve Montmorillonit türü minerallerin kimyasal içerikleri burada ele alınarak incelenmiştir.

Kaolinit: Kaolin, kil mineralleri sınıflandırılması içinde bir grup kil mineraline verilen isimdir. En önemli minerali Kaolinit (Al2Si2O5 (OH)4) olan grubun diğer mineralleri dikit, nakrit ve halloisiddir. Kaolinit alüminyum hidro silikat bileşimli bir kil mineralidir. Kristal yapılarına göre yapılan kil sınıflandırılmasında, eş boyutlu ve bir yönde uzamış olanlar Kaolinit grubu olarak diğerlerinden ayrılmaktadır. Oluşum itibariyle, feldspat içeren granitik veya volkanik kayaçların feldspatlarının altere olarak kaolinit mineraline dönüşmesi sonucu kaolinler oluşmaktadır. Ana kayaç içindeki alkali ve toprak alkali iyonların, çözünür tuzlar şeklinde ortamdan uzaklaşması sonucu Al2O₃ içerikli sulu silikatça zenginleşen kayaç kaoliniti oluşturur (Endüstriyel Hammaddeler,2001).

Teorik kaolin bileşimi, Al2O3.2SiO2, 2H2O olup kaolinitte bulunması gereken yüzde bileşik oranı aşağıdaki gibi yazılır.

SiO2 (Silika) % 45.54

Al2O3 (Alüminyum Oksit) % 39.50

H2O (Su) % 13.96

% 100.00

Kaolin içindeki Al₂O₃ haricindeki diğer bileşenlerin yüksek olması demek, Al₂O₃ oranının idealden (% 39.50’den) az olması demektir. Bu da saflığın daha düşük olması demektir. SO₃ (Kükürt) ve Alunit Kaolinleşmeyi sağlayan kimyasal işlem sırasında

16

ortamda elementer S varsa; H₂SO₄ + (Sülfirik Asit) oluşacaktır. Kaolinleşme işleminin olabilmesi için ortamdan uzaklaştırılabilecek madde, alkalilerden K2O olup, bunun çözünmesi sırasında bazen tamamı uzaklaştıramamakta ve ortamda bir miktar K kalmaktadır. K, ortamında çözünür halde bulunan;

Al2O32(SO4)3 + H2O 2Al (OH)3 + H2SO4 (3.1)

Şeklinde, suda çözünen ve çözümü Al+3

olan Si(OH)4 ile birleşerek kaolinit oluşur. Ortamda K geldiği zaman K mevcut Al2(SO3)3 ile birleşerek alunit KAl(SO4)2.12H2O oluşacaktır. Bu nedenle kaolinin bileşiminde alunit varsa K2O oranı ile SO3 den dolayı ateş zayiatı (LOI) yüksek çıkmaktadır (Endüstriyel Hammaddeler, 2001).

İllit: Temel yapısı montmorillonitinkine benzeyen, silis tetrahedral tabaklarından silis yerine alüminyum geçmesi ile oluşan aradaki tabaka demir ve magnezyumun üçlü tabaka paketidir. Birim kısaca K atomları ile bağlanmıştır ve kafes yapısı genleşmez. İllitin genel formülü aşağıdaki gibidir (Aslaner, 1995).

(OH)₄K₂(Si₆Al₂)Al₄O₂₀ (3.2)

İllitin kimyasal formülü ise

(K,H3O)(Al,Mg,Fe)2(Si,Al)4O10[(OH)2,(H2O)] (3.3)

olup ideal illit bileşimi Al2O3SiO2,MgO,FeO,K2O,H2O içeriğinde aşağıdaki bileşenler bulunmaktadır (Minerology Database, http://www.webmineral.com, 2010).

SiO2 (Silika) % 54.01

Al2O3 (Alüminyum Oksit) % 17.02

H2O (Su) % 12.03

FeO (Demir Oksit) % 1.85 MgO ( Magnezyum Oksit) % 3.11 K₂O ( Potasyum Oksit) % 1.13 % 95.27

17

İllit kristallerinin dane boyutu 0.1 -0.3 mm kadardır. İllit mineralleri simektite göre şişmezler ve K+ içerirler. Yoğunluğu 2.6 - 2.9 gr/cm3, sertliği ise Mohr Skalası’na göre 1-2’ dir (Minerology Database, http://www.webmineral.com, 2010).

Montmorillonit: Montmorillonit grubu mineralleri kaolinite benzemezler ve düzensiz şekilli veya çubuğumsu şekilli partiküller halinde bulunmaya eğilimlidirler. Birimler arasında, suya ilave olarak kalsiyum, sodyum ve potasyumun iyonları olabilir; montmorillonitin herhangi bir kil mineralinden daha çok iyon değişimi gösterdiği bilinir (Aslaner, 1995). Genel formülü aşağıdaki gibidir.

Al4SiO8O20OnH2O(OH)4 (3.4)

Montmorillonit Paleozoyik kil ve şeylerinde yoktur, fakat Mesozoyik ve daha genç sedimanlarda bulunur. Başlıca bileşeni bentonitin kabaran tipidir ve belirgin adsorban kildir. Bu iki materyal ekonomik öneme sahiptirler ve kimyasal formülü aşağıdaki gibidir (Aslaner,1995).

(Na,Ca)0,3(Al,Mg)2Si₄O₁₀(OH)₂.n(H₂O) (3.5)

İdeal montmorillonit bileşimi Al2O₃.SiO₂,Na₂O,CaO,H₂O olup montmorillonitte bulunması gereken yüzde bileşik oranı aşağıdaki gibidir (Minerology Database, http://www.webmineral.com,2010).

SiO2 (Silika) % 43.77

Al2O3 (Alüminyum Oksit) % 18.57

H2O (Su) % 36.09

CaO (Kalsiyum Oksit) % 1.02 Na2O ( Sodyum Oksit) % 1.13

% 100.58

3.1.2 Özgül Yüzey Alanı (SSA)

Killerin fiziksel ve kimyasal özellikleri, yüzey alanından önemli ölçüde etkilenmektedir. Özgül yüzey alanı, zeminin birim ağırlığının alanıdır ve genellikle m2

18

edilmektedir. Zeminin özgül yüzey alanı, dane boyutu dağılımı ve mineraloji tarafından kontrol edilir. Bu nedenle, zemin bileşimi ile ilgili bir sabittir ve içsel bir zemin özelliği olarak kabul edilebilir. Özgül yüzey alanının belirlenmesinde, nitrojen adsorbsiyonu, su sorpsiyonu, metilen mavisi adsorbsiyonugibi yöntemler kullanılmaktadır (Lutenegger ve Cerato, 2001; Cerato ve Lutenegger, 2002).

Kil mineralinin boyutu küçüldükçe, özgül yüzey alanı ve bunun sonucunda şişme potansiyeli artmaktadır. Çizelge 3.1’de bazı kil minerallerinin çap, kalınlık ve özgül yüzey alanı değerleri verilmiştir.

Çizelge 3.1 Özgül yüzey alanının kil mineralinin cinsi ve boyutuna bağlı olarak değişimi (Holtz ve Kovacs, 1981).

Mineral Tipi Kalınlık (nm) Çap (nm) SSA (m²/gr)

Montmorillonit 3 10-1000 800

İllit 30 10000 80

Klorit 30 10000 80

Kaolinit 50-2000 300-4000 10-30

1nm = 10^-9 m = 10 Å

Özgül yüzey alanındaki değişim; su tutma, plastisite ve şişme potansiyeli gibi özellikler açısından kil mineralleri arasındaki farklılıkların büyük bir kısmını açıklayabilir. Smektit kil mineralleri yüksek plastisiteye, yüksek aktiviteye ve yüksek şişme-büzülme potansiyeline sahiptir. İllit ve kaolinit gibi diğer kil mineralleri daha düşük plastisite ve şişme potansiyeline sahiptir (Yong ve Warkentin, 1975; Entwisle ve Kemp, 2003).

Bir zeminin yüzey alanı (SA); onun boyutu, şekli ve onu oluşturan partiküllerin mineralojisinin bir fonksiyonudur. Bir zeminin özgül yüzeyi (SSA) ise, zemin partiküllerinin her gramı için olan alan (metrekare olarak) olarak tanımlanır. Zemin danelerinin şekli önemlidir, çünkü her bir birim hacim için yüzey alanı partiküllerin şekli ile değişir. Küre şeklindeki bir dane en küçük yüzey alanına sahiptir fakat aşırı derecede ince bir disk ya da levha haline gelecek şekilde deforme edildiğinde en büyük yüzeyi gösterir (Suess, 1964). Yüzey alanı partiküllerin azalan boyutları ile artar ve bu smektit, vermikülit içeren kil fraksyionları için özellikle doğrudur, çünkü bunların önemli derecede içsel yüzey alanları vardır (De Kimpe, 1979) (Şekil 3.1).

19

Şekil 3.1 Olağan kil minerallerinin göreceli boyutları, kalınlıkları ve özgül yüzeyleri (Holtz ve Kovacs, 1981; Yong ve Warkentin, 1975).

Organik malzemenin, zemin malzemelerinin Katyon Değişimi Kapasitesine (CEC) ve Özgül Yüzey Alanı’na (SSA) katkılarını değerlendirmek zordur (Thompson ve diğ., 1989). Organik ve inorganik koloidler, zeminin toplam CEC ve SSA’larına katkıda bulunan CEC ve SSA’lara sahiptirler. Organik malzemenin SSA’ya katkısının nasıl olduğu çok iyi belirlenmiş değildir; bunun kısmi sebebi SSA’yı ölçmek için kullanılan yöntemlerin çeşitliliğidir.

Şekil 3.2 kaolinit, illit ve montmorillonitin atomik ve sembolik yapısını göstermektedir (Lambe ve Whitman, 1969). Kaolinitte sadece harici yüzey alanı vardır; çünkü ardarda gelen tabakalar arasındaki kuvvetli bağlar tabakalar arası şişmeyi engeller ve genellikle 10 ila 20 m²/g menzili içinde kalır. İllit, mühendislik uygulamalarında zeminde en sık rastlanılan kil mineralidir. İllitin yüzey alanı yaklaşık olarak 65 ila 100 m2/g arasındadır. İllitlerin ilksel yüzeyleri 40 ila 80 m2/g’dır ve ikincil (tabakalar arası) yüzey, değiştirilebilir tabakalar arası katyonlara bağlı olarak, 870 m2/g kadar yüksek olabilir. İlksel yüzey 50 ila 120 m2/g arasında değişebilir. İkincil özgül alan, yani kafesin genişlemesi ile ortaya çıkan, böylece kutupsal moleküllerin tabakalar arasına girebildiği alan 840 m²/g’a kadar çıkabilir.

20

Şekil 3.2 Atomik ve sembolik yapı. A. Kaolin, B. Illit, C. Montmorillonit (Lambe ve Whitman, 1969)

Churchman ve diğ. (1991), zeminlerin mutlak Yüzey Alanı değerlerinin ölçümünün zor olduğunu belirtmekle birlikte, önerilen değişik yöntemlerin göreceli iyi taraflarının, önemli zemin özelliklerini tahmin etmede, değişik yetenekleri açılarından değerlendirilebileceğini önerir. Bir çok çalışma, yüzey alanı ve değişik türde zemin özellikleri arasındaki ilişkileri dikkate almıştır. Bunlar, Yüzey Alanının doku ve mineralojik kompozisyonu (De Kimpe, 1979) ile ilişkileri, ve Yüzey Alanının zeminin kimyasal ve fiziksel özellikleri (Farrar vd., 1967) ile ilişkileri gibi önde gelen özellikleri ile ilişkilerini kapsar.

Geçmişte killerin Özgül Yüzey Alanını belirlemek için ağırlıklı olarak iki yaklaşım kullanılmıştır: (1) basit moleküllerin tutunması (adsorpsiyon) ile harici Yüzey Alanının ölçülmesi; yani düşük sıcaklıklarda nitrojen gibi, burada Yüzey Alanı tutunma izoterm verilerinden ve BET teorisinin (Brunauer vd., 1938) uygulanmasından türetilir, ve (2) iç yüzeylerine nitrojenin ulaşamadığı kil minerallerinin davranımının tarifi ile kutupsal sıvıların tutunması ile toplam Yüzey Alanının ölçülmesi (Tiller, 1990). Yüzey Alanını

21

ölçmek için başka teknikler de önerilmiştir, bunlar: Su Emilmesi (Newman, 1983), Setil Pridinyum Bromid (CPB) (Greenland vd., 1964), p-Nitrofenol Tutunması (pNP) (Ristori vd., 1989), Dahili Yansıma Spektroskopisi (Mulla ve diğ., 1985) ve Metilen Mavisi Tutunması (Hang vd., 1970). Bu yöntemlerin bazıları teorik zemin yapısı denklemleri ile benzer Yüzey Alanı değerleri üretmiştir fakat bunlar zaman harcayan, ya da pahalı, özel cihazlar gerektiren yöntemlerdir. Bu yüzden, diğer daha basit, daha az doğru (hassas) ve tekrarlanabilir yöntemler daha az zaman aldıkları ve ekonomik oldukları için geliştirilmiştir.

3.1.3 Katyon Değişim Kapasitesi (CEC)

Katyon değişimi, zeminlerin temel elektro-kimyasal özelliklerinden biridir ve özellikle killerin davranışı üzerinde önemli etkilere sahiptir. Temel nedenleri; izomorf değişim ve kil mineralinin köşelerindeki alümin gruplarının çözülmesidir (Ammann, 2003; Dontsova vd., 2004).

Mineralin kristal strüktürü değişmeksizin, tetrahedral veya oktahedral levhadaki katyonların, ortamda bulunan aynı veya farklı değerliğe sahip başka katyonlarla yer değiştirmesine izomorf değişim adı verilmektedir. İzomorf değişim (örneğin, magnezyum ile alüminyumun veya alüminyum ile silikonun yer değişmesi) sonucunda, kil kristallerinde bir yük eksikliği veya diğer bir deyişle net negatif yük durumu ortaya çıkar. Negatif yükün dengelenerek, elektriksel nötrlüğün sağlanabilmesi için, ortamda bulunan katyonlar kil tanesine çekilir. Kil tanesinin köşe ve yüzeylerine bağlanan bu katyonlar, değişebilir katyonlar olarak isimlendirilirler. Killerde yaygın değişebilir katyon türleri; H, K, NH4, Na, Ca ve Mg olarak sıralanabilir. Bir kilin yük eksikliğini dengelemek için gereken değişebilir katyonların toplam miktarına ise, katyon değiştirme kapasitesi (CEC) adı verilir. Diğer bir deyişle, katyon değiştirme kapasitesi zeminlerin katyon tutma yeteneğini gösteren bir değerdir (Ingles, 1968; Sharma, 1998; Ammann, 2003).

Şekil 3.3’de tipik bir katyon değiştirme reaksiyonu ve Şekil 3.4.’ de bir katyon değiştirme ortamı görülmektedir.

22

Şekil 3.3 Katyon değiştirme reaksiyonu

Şekil 3.4 Katyon değiştirme ortamı (Vogt, 2002)

Katyon değiştirme kapasitesinin belirlenmesi için birkaç yöntem geliştirilmiştir. İlk geliştirilen yöntemlerden biri; kilin bir katyona doyurulması ve artık tuzların yıkanması; ardından başka katyonlarla doyurularak, yıkama işlemlerinin tekrarlanması şeklinde uygulanmaktadır. Toplam çözeltiler ise değişen katyon miktarının belirlenmesi için kullanılmaktadır. Diğer bir yöntem kilin amonyum (NH4) iyonlarıyla doyurulmasıdır. Önerilen diğer yöntemler ise setilpiridinyum iyonlarının, kobalt hekzamin, bakır dietilendiamin ve bakır trietilentetramin gibi metal-organik karışımlarının

23

kullanılmasıdır. CEC’ in metal organik karışımlarla belirlenmesi hızlı ve kesin sonuç vermektedir. Bununla birlikte, amonyum asetat yöntemi önemini korumakta ve uzun zaman almasına rağmen diğer yöntemlerin doğrulanmasında kullanılmaktadır.

Çokça (1993) altı farklı kil numunesi üzerinde yapılan metilen mavisi deneylerinden tespit edilen katyon değiştirme kapasitesi ile standart amonyum asetat deneyinden belirlenen katyon değiştirme kapasitesi değerlerini karşılaştırmıştır. Sonuçların birbiri ile uyumlu olduğunu vurgulamıştır.

Bir katyonun diğer katyonlarla değişebilirliği; iyon boyutu ve değerliği içeren bir çok faktöre bağlıdır. Bir kilin katyon değiştirme kapasitesi, tane boyutu, sıcaklık ve değişme reaksiyon ortamıyla ilişkilidir. CEC değerleri, kil mineralojisinin bir göstergesidir ve genellikle CEC değerinin büyük olması, şişme potansiyelinin de yüksek olduğunu göstermektedir (Mitchell, 1976; Sharma, 1998). Çizelge 3.2’de farklı kil mineralleri için verilen katyon değiştirme kapasitesi değerleri verilmiştir.

Çizelge 3.2 Çeşitli kil mineralleri için katyon değiştirme kapasitesi değerleri (Grim, 1962)

Kil minerali CEC (meq/100gr)

Montmorillonit 80-150 Vermikülit 100-150 Haloysit 4H2O 10-40 İllit 10-40 Klorit 10-40 Sepiyolit – Atapulgit 20-30 Haloysit 2 H2O 5-10 Kaolinit 3-15

meq: sıvı içerisindeki elektrolit miktarını ifade eden bir birimdir.

Kaolinit minerali, çok küçük izomorf değişime sahiptir. Bu nedenle meydana gelen düşük negatif yük, tetrahedral ve oktahedral tabakalar arasındaki hidrojen bağları ile karşılanır. Bu bağlar, tabakalar arasında katyonların veya suyun adsorbsiyonu için gerekli olan boşlukları bırakmaksızın, tabakaları sıkıca birlikte tutar. Bu nedenle, kaolinit şişmeyen bir kil mineralidir (Wiseyesekera, 2003).

Low (1981) değişebilir katyonun değerliği, boyutu ve hidrasyon enerjisinin tabakaların şişmesi üzerinde etkili olduğunu ileri sürmüştür. Tabakalar birbirinden yeterince

24

uzaklaştığında, kısa mesafeli kuvvetlerin etkisi azalmakta ve şişme katyon etkisinden bağımsız hale gelmektedir.

Genellikle iki değerlikli katyonla (Ca2+) doygun bir montmorillonit, 1nm’den 2 nm’ye kadar %100 şişebilmektedir (Azam vd. 2000). Ancak tek değerlikli katyona (Na+

) doygun bir montmorillonit sınırsız şişebilir. Bununla birlikte, doğal zeminler sodyuma doygun montmorillonitler kadar şişmezler. Bunun iki temel nedeni vardır; genellikle doğal kil mineralleri şişmeyen kil mineralleriyle karışık halde bulunurlar ve zemin sistemleri nadiren mono iyoniktir ve genellikle ya Ca²⁺ yada Mg²⁺ ile doygundur (Borchardt, 1989).

Sodyum gibi tek değerlikli değişebilir katyonlar, kalsiyum gibi iki değerlikli katyonlardan daha büyük şişmeye neden olur. Alüminyum gibi çok değerlikli değişebilir katyonlara sahip yüksek asitlikteki killerde düşük şişme gözlenmektedir (Yong ve Warkentin, 1975; Luckham ve Rossi, 1999; Montes, 2003).

Abdullah (1997) illit ve smektit içeren killerin potasyum katyonu ile reaksiyona girmesi sonucunda şişme potansiyelinin önemli ölçüde azaldığını vurgulamışlardır.