Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları
Yayınlar
- BildiriYalnız künye2023IMPORTANCE OF STATIC TESTS FOR THE PREDICTION OF AMD POTENTIAL OF CEMENTED PASTE BACKFILL
Cihangir, Ferdi; Koc, Ercument; Orak, Mursel; Deveci, Taha Yavuz; Ercikdi, Bayram; Trofymchuk, O.; Rivza, B.
Cemented paste backfill (CPB) is an engineering mixture of mine tailings, cement and water. Tailings can commonly contain sulphidic minerals. In this case, acid mine drainage (AMD) may occur due to the oxidation of sulphidic minerals present in the body of the CPB. In general, AMD lowers the pH of the medium and water environment and may cause heavy metal release. Therefore, AMD potential is an important parameter to be considered with regard to environmental aspect. Static tests are widely used to determine the AMD potential of sulphidic materials. When neutralization capacity is higher than the acid generation potential, tailings can be safely stored from an environmental point of view. In this study, AMD potential of CPB material produced from sulfur-containing fine tailings is investigated. In this scope, a static modified ABA test was performed on fine sulphidic tailings (TA) and CPB produced from the same sulphidic tailings+7%wt. SR5 cement+water for the first time. Findings suggests that the CPB material had a lower AMD potential (~10%) compared to the tailings. Acid generation capacity of both tailings and the CPB was found to be dominant due to the high sulphide content (~30%wt. and ~28%wt.), respectively. However, CPB was observed to maintain its structural integrity and did not release acidic water for at least 40 weeks. This study showed that a well-designed CPB can be effectively used as an environmentally friendly mine tailings management method.
- MakaleAçık Erişim2022Atık Malzemelerin Çimentolu Macun Dolgunun Dayanım-Duraylılık Performansına ve Üretim Maliyetine Etkisi
Yilmaz, Tekin; Ercikdi, Bayram
Bu çalışma ile çimentolu macun dolgu (ÇMD) karışımında sülfürlü-maden atığı (S-MA) yerine %15 oranında ikame edilen atık malzemelerin (inşaat-yıkıntı atığı: İYA, kireçtaşı: KT, uçucu kül: UK ve yüksek fırın cürufu: YFC) ÇMD’nin dayanım/duraylılık performansına ve üretim maliyetine etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, üretilen ÇMD numuneleri (kontrol: ve %15 atık malzeme ikameli) 7-360 gün boyunca dayanım testine tabi tutulmuştur. ÇMD üretim maliyetinin araştırılması için karışımlarda kullanılan çimento miktarları ve maliyetleri belirlenirken, atık malzemelerin öğütme sırasındaki enerji tüketimleri ve maliyetleri hesaplanmıştır. Tüm numuneler kısa ve uzun dönemde istenen 1,0 MPa dayanımı sağlamış ve %15 UK ve YFC ikameli ÇMD numuneleri kontrol numunelerine kıyasla 4 kata kadar daha yüksek dayanım üretmiştir. 1,0 m3 ÇMD üretimi için kontrol karışımında 130,0 kg çimento (%8,5) kullanılırken, atık malzeme ikameli karışımlarda bağlayıcı oranının %1,0 düşürülmesi yaklaşık %15 çimento tasarrufu sağlamıştır. Atık malzemelerin öğütme işlemlerinde 6,55-18,89 kW-saat/ton elektrik enerjisi tüketilmiş ve böylece 2,99 ₺ (UK)-8,85 ₺ (İYA) arasında para harcanmıştır. ÇMD üretimi için toplam maliyet değerlendirildiğinde, kontrol karışımı için 153,4 ₺ harcanırken, %15 atık malzeme ikameli karışımların maliyetinin 133,5 ₺’ye kadar (%12,98’e kadar tasarruf) düşürülebilmesi öngörülmüştür. Sonuçlar, ÇMD’nin dayanım/duraylılık performansı ve üretim maliyeti konusunda en uygun karışım tipinin %15 UK ikameli ÇMD karışımı olduğunu göstermiştir.
- MakaleAçık Erişim2022Doğal alkali malzemelerin çimentolu macun dolgunun dayanım-duraylılık ve mikroyapı performansına etkisi
Yilmaz, Tekin; Ercikdi, Bayram
Bu çalışmada, çimentolu macun dolgu (ÇMD) içerisinde doğal alkali malzemelerin (DAL-M) sülfürlü maden atığına (S-MA) ikame (%5-15) olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Kontrol numuneleri %8,5 bağlayıcı oranında hazırlanırken, DAL-M ikameli numuneler %7,5-8,5 bağlayıcı oranında S-MA yerine kalsitik ve dolomitik kireçtaşı kullanılarak üretilmiştir. Numuneler üzerinde 7-360 gün aralığında basınç dayanımı ve 28-180 günde mikroyapı testleri uygulanmıştır. Dayanım-duraylılık bulguları, DAL-M ikamesinin ÇMD’nin dayanımını arttırdığını ve uzun dönemde meydana gelen dayanım kayıplarını azalttığını göstermiştir. Ayrıca, 28-360 gün boyunca istenen asgari basınç dayanımı (≥1,0 MPa) %5 DAL-M ikameli ÇMD numuneleri (%7,5) haricinde sağlanmıştır. Mikroyapı sonuçları değerlendirildiğinde, kür süresinin artmasıyla tüm numunelerin toplam poroziteleri (ntop) azalmış ve Kontrol numuneleri ile karşılaştırıldığında, S-MA yerine yapılan %15 DAL-M ikamesi numunelerin ntop değerlerini düşürmüştür. ÇMD’nin dayanım-duraylılık ve mikroyapı performansı ve DAL-M’lerin oluşturduğu olası çevresel problemler göz önüne alındığında, sonuçlar, bu malzemelerin ÇMD karışımlarında kullanımının faydalı olabileceğini ortaya koymuştur.
- MakaleYalnız künye2015Utilization of granulated marble wastes and waste bricks as mineral admixture in cemented paste backfill of sulphide-rich tailings
Ercikdi, Bayram; Külekci, Gökhan; Yilmaz, Tekin
This study presents the utilisation of granulated marble wastes (MW) as an additive (10-30 wt%) and waste bricks (WB) as replacement and additive (15-45 wt%) to ordinary Portland cement (OPC) for cemented paste backfill (CPB) of sulphide tailings. OPC was used as binder at 7 wt% dosage. Pozzolanic activity tests showed that the fineness of the WB samples, not the chemical composition, is the major factor affecting their pozzolanic activity. Although they do not exhibit any pozzolanic activity, the use of MW samples as an additive to OPC improves acid buffering capacity of CPB samples and enhances their short and long-term mechanical performance. The UCSs of CPB samples increased with increasing additive rates and decreased with increasing replacement ratios. All CPB samples produced the desired strength and durability when MW and WB were used as an additive to OPC. However, a binder dosage of >7 wt% was required to produce the desired 28-day strength of ≥0.7 MPa when the OPC was replaced by 15-45 wt% WB samples. The durability (i.e. no loss of strength) of CPB samples is closely inter-related with the calcination temperatures and glass phase content of WB.
- MakaleYalnız künye2014Strength and ultrasonic properties of cemented paste backfill
Ercikdi, Bayram; Yilmaz, Tekin; Külekci, Gökhan
This paper presents the strength (UCS) and ultrasonic pulse velocity (UPV) properties of cemented paste backfill (CPB) produced from two different mill tailings (Tailings T1 and T2). A total of 240 CPB samples with diameter × height of 5 × 10 cm and 10 × 20 cm prepared at different binder dosages (5-7 wt.%) and water-to-cement ratios (3.97-5.10) were subjected to the UPV and UCS tests at 7, 14, 28 and 56-days of curing periods. UCS and UPV of CPB samples increased with increasing the binder dosage and reducing the w/c ratio irrespective of the sample size and tailings type. CPB samples with a diameter × height of 5 × 10 cm were observed to produce consistently higher (up to 1.69-fold) UCSs than those of 10 × 20 cm CPB samples at all binder dosages and w/c ratios. However, at the corresponding binder dosages and w/c ratios, the maximum variation of UPV between the CPB samples of 5 × 10 cm and 10 × 20 cm was only 7.45%. Using the method of least squares regression, the UCS values were correlated with the UPV values for CPB samples of 10 × 20 cm in size. A linear relation with a high correlation coefficient appeared to exist between the UCS and UPV for CPB samples. These findings suggest that the UPV is essentially independent of the sample size. In this regard, the UPV test can be suitably exploited for the rapid estimation of the strength and quality of CPB samples even using small samples with concomitant benefits of reducing sample size.
- MakaleYalnız künye2014Assessment of strength properties of cemented paste backfill by ultrasonic pulse velocity test
Yilmaz, Tekin; Ercikdi, Bayram; Karaman, Kadir; Külekçi, Gökhan
Ultrasonic pulse velocity (UPV) test is one of the most popular non-destructive techniques used in the assessment of the mechanical properties of concrete or rock materials. In this study, the effects of binder type/dosage, water to cement ratio (w/c) and fines content (<20 μm) of the tailings on ultrasonic pulse velocity (UPV) of cemented paste backfill (CPB) samples were investigated and correlated with the corresponding unconfined compressive strength (UCS) data. A total of 96 CPB samples prepared at different mixture properties were subjected to the UPV and UCS tests at 7, 14, 28 and 56-days of curing periods. UPV and UCS of CPB samples of ordinary Portland cement (CEM I 42.5 R) and sulphate resistant cement (SRC 32.5) initially increased rapidly, but, slowed down after 14 days. However, UPV and UCS of CPB samples of the blast furnace slag cement (CEM III/A 42.5 N) steadily increased between 7 and 56 days. Increasing binder dosage or reducing w/c ratio and fines content (<20 μm) increased the UCS and UPV of CPB samples. UPV was found to be particularly sensitive to fines content. UCS data were correlated with the corresponding UPV data. A linear relation appeared to exist between the UCS and UPV of CPB samples. These findings have demonstrated that the UPV test can be reliably used for the estimation of the strength of CPB samples.