T. Yılmaz, B. Erçıkdı Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon

Ultrasonik P- Dalga Hızı Yöntemi ile Macun Dolgu Dayanımının Tahmini Prediction of the Uniaxial Compressive Strength of Paste Backfill by Ultrasonic Pulse Velocity Test T. Yılmaz, B. Erçıkdı Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, 61080, Trabzon ÖZET: Bu çalışmada, Kastamonu-Küre bakır işletmeleri atık barajından alınan atıklar kullanılarak farklı karışım özelliklerinde (bağlayıcı oranı, su/çimento oranı ve 20µm altı malzeme miktarı) 10x20 cm boyutunda macun dolgu numuneleri hazırlanmıştır. 7-56 günlük kür süreleri sonunda ultrasonik P- dalga hızı (Vp) ve tek eksenli basınç dayanımı (TEBD) testleri yapılarak Vp testi ile dolaylı olarak TEBD nin tahmini amaçlanmıştır. Bütün karışım özelliklerinde Vp ile TEBD doğrusal olarak artmış ve yüksek korelasyon katsayıları (r 0,90) elde edilmiştir. Vp-TEBD grafiklerine ait korelasyon katsayılarının ve doğru denklemlerinin güvenilirliğini belirlemek için t- ve F- testleri yapılmış ve Vp-TEBD ilişkisinin anlamlı olduğu ortaya konmuştur. Ölçülen ve tahmin edilen basınç dayanımları arasındaki farkların düşük olmasından dolayı numunelerin sadece Vp testi yapılarak hızlı, basit ve güvenilir bir şekilde basınç dayanımlarının tahmin edilebileceği belirlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Macun dolgu, P- dalga hızı, TEBD ABSTRACT: In this study, cemented paste backfill (CPB) samples with diameter x height of 10x20 cm produced from dam tailings where Kastamonu-Kure copper mine were prepared at different mixture properties (at varying binder dosages, water to cement ratios and particle size distributions). UCS of CPB samples was indirectly predicted using Vp and UCS test over a curing period of 7-56 days. In all mixture properties, Vp and UCS were linearly increased and strong correlation coefficients (r 0.90) were obtained. Student s t- and F- (Anova) tests practiced for the determination of the significance of r values and fitting equations of UCS graphs and it was presented that the relationship between Vp and UCS is significant. As the gaps between measured UCS and predicted UCS were low, it was determined that UCS can be predicted rapidly, easily and reliably by only Vp test of samples. Keywords: Paste backfill, P wave, UCS 1 GİRİŞ Ultrasonik P- dalga hızı testi (Vp); hasarsız, güvenilir, ucuz ve kolay uygulanabilen bir metot olmasından dolayı son yıllarda hem laboratuvar hem de arazi koşullarında kaya veya çimento içerikli malzemelerin geoteknik özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan en popüler tekniklerden birisidir. Kaya ve çimento içerikli malzemelerin ultrasonik P- dalga hızı, bozulmamış kaya ve el yapımı beton veya macun dolgu özellikleri ile yakından ilişkili olduğu için P- dalga hızı bilinirse, ultrasonik ve mekanik özellikler arasındaki bilinen ilişki kullanılarak geoteknik özelliklerdeki değişim belirlenebilir (Khandelwal ve Ranjith, 2010; Yılmaz vd., 2014). Ultrasonik P- dalga hızı (Vp) testinin kullanımına yönelik birçok çalışma yapılmıştır. Sharna ve Singh (2008), farklı tipteki kayaçların P- dalga hızı ve diğer mekanik özellikleri (darbe dayanımı, suda dağılmaya karşı dayanıklılık testi ve tek eksenli basınç dayanımı) arasındaki ilişkisini araştırmıştır. Chary vd. (2006), kayaçların 333

Yılmaz ve Erçıkdı mühendislik özelliklerini (kırılganlık, sertlik ve kırılma tokluğu) tahmin etmek için P- dalga hızını ölçmüşlerdir. Bazı araştırmacılar, yapı taşlarının bozunmaayrışma derinliğinin tahmini (Zezza, 1993; Christaras, 2003) ve Ankara andezitinin bozunma derecesini belirlemek (Karpuz ve Paşamehmetoğlu, 1997) için ultrasonik P- dalga hızı testini kullanmışlardır. Ayrıca Kahraman (2007), yapı taşlarının plaka üretim verimliliğinin tahmininde ve kalite sınıflamasında Vp testinin kolayca uygulanabileceğini belirtmiştir. Bununla birlikte, Vp testi maden tüneli etrafındaki gerilme dağılımının ve tünel kazısından kaynaklanan hasar sıklığının tahmininde (Wright vd., 2000), bir kaya yapısında patlatma/parçalanma verimliliğinin (Turk ve Dearman, 1987) ve kayaçların ısıl iletkenliğinin belirlenmesinde (Özkahraman vd., 2004) kullanılmıştır. Diğer araştırmacılar farklı tip kayaçların (Yağız, 2011; Altındağ, 2012) ve beton numunelerinin (Ulucan vd., 2007; Türkmen vd., 2010) tek eksenli basınç dayanımının (TEBD) istatistiksel analizler ile tahmin edilebilirliğini ortaya koymak amacıyla P- dalga hızı ve mekanik özellikleri arasında ilişki kurmaya çalışmışlardır. Birçok araştırmacı kaya ve çimento içerikli malzemelerin ultrasonik P- dalga hızı ile tek eksenli basınç dayanımı arasında güçlü bir ilişki olduğunu ortaya koymuşlardır (Demirboğa vd., 2004; Kahraman ve Yeken, 2008; Sharna ve Singh, 2008; Khandelwal ve Ranjith, 2010; Türkmen vd., 2010; Yağız, 2011; Altındağ, 2012; Yılmaz vd., 2014). Çimentolu macun dolgu (CPB), ince boyutlu (<20µm malzeme miktarı en az %15) cevher zenginleştirme atıkları (ağırlıkça katı oranı %75-85), bağlayıcı (katı miktarına göre ağırlıkça %2-9) ve istenen akışkanlığı ve katı oranını (%70-80) sağlamak için ilave edilen suyun başarılı bir karışımı olarak ifade edilmektedir (Yılmaz vd., 2011; Ercikdi vd., 2014). Macun dolgunun belirlenen bir zamanda tek eksenli basınç dayanımı testinin yapılması en önemli parametredir. Çünkü komşu cevher odalarının (stope) üretimi esnasında cevher seyrelmesinin engellenmesi ve maden çalışanlarının güvenliğinin sağlanması için yeraltında yerleştirilen macun dolgunun duraylı kalması gerekmektedir. Kaya, beton ve macun dolgu tasarımı için tek eksenli basınç dayanımı testi, genellikle silindirik (boy/çap oranı= 2/1) numuneler ile gerçekleştirilmektedir (Darlington vd., 2011). Laboratuvar koşullarında birçok araştırmacı, (Tariq ve Nehdi, 2007; Fall vd., 2008; Yılmaz vd., 2009; Ercikdi vd., 2010; Cihangir vd., 2012) macun dolgunun mekanik performansını değerlendirmek için yaygın olarak 10x20 cm boyutundaki silindirik numuneleri kullanmışlardır. Pratikte, maden operatörleri ise, aynı numune boyutunda hazırlanan dolgu örneklerinden elde edilen sonuçlara göre dolgu tasarımlarını gerçekleştirmişlerdir (Landriault ve Deneka, 2000; Kesimal vd., 2010; Kesimal vd., 2012). Ucuz, zaman almayan, ve pratik bir metot olarak bilinen ultrasonik P- dalga hızı yöntemi kaya ve beton malzemelerin basınç dayanımı tahmininde (Sharna ve Singh, 2008; Trtnik vd., 2009; Yağız, 2011) geniş ölçüde yararlanılmasına rağmen, macun dolgu numunelerinin basınç dayanımının tahmin edilebilirliğinde ultrasonik P- dalga hızının kullanımına yönelik detaylı çalışmalar bulunmamaktadır. Bu bağlamda, macun dolgu numuneleri üzerinde geleneksel tek eksenli basınç dayanımı testi yapılmaksızın sadece P- dalga hızı testlerinin yapılması basınç dayanımının hızlı, güvenilir ve daha kısa sürede tahmin edilebilirliği açısından faydalı olabilir. 2 DENEYSEL ÇALIŞMALAR 2.1 Atık ve Bağlayıcı Malzeme Eti Bakır Kastamonu-Küre işletmesi atık barajı boşaltım noktasının 40m ilerisinden alınan atık malzemenin belli bir miktarı hidrosiklon vasıtasıyla sınıflandırma işlemine tabi tutularak ince (şlam) boyutlu malzeme uzaklaştırılmış ve 500 kg kapasiteli varillerle KTÜ Macun Dolgu Laboratuvarına getirilmiştir (Şek. 1). Malvern Mastersizer ile atık malzemeler üzerinde yapılan tane boyut dağılımı analizi sonuçlarına göre 20µm altı malzeme miktarı 334

baraj için %58,42, sınıflandırılmış (şlamı uzaklaştırılmış) baraj için %35,04 olarak belirlenmiştir. Her iki atık malzemenin de ( ve Sınıflandırılmış baraj ) orta taneli macun dolgu malzemesi (malzemenin ağırlıkça %35-60<20µm) sınıfına girdiği görülmektedir (Şek. 2). Şekil 1. Atık malzemenin atık barajından alınması. 100 80 Kümülatif elek altı (%) 60 40 20 0 Sınıflandırılmış baraj 1 Tane boyutu 10 (µm) 100 Şekil 2. Atıkların tane boyut dağılımları. Atıkların kimyasal bileşimi XRF ve yaş kimyasal analiz sonucu ICP AES cihazı ile sülfür içeriği ise gravimetrik analizle belirlenmiştir (Tablo 1). Normal ve sınıflandırılmış baraj atıklarının sülfür içeriği oldukça yüksektir. Sınıflandırma işlemi (şlam uzaklaştırma) sonucu ince fraksiyonlardaki silikat minerallerinin uzaklaşmasıyla baraj nın SiO 2 +Al 2 O 3 içeriği azalmış ve sülfür içeriği artmıştır (%27,82). Örneğin, atık içerisindeki ince malzeme miktarının azalmasıyla baraj nın SiO 2 +Al 2 O 3 içeriği %32,48 den %26,63 e düşmüştür. Ayrıca atık içerisindeki iri tane miktarının artmasıyla birlikte özgül yüzey alanın azaldığı ve özgül ağırlığın arttığı görülmüştür. Deneysel çalışmalarda bağlayıcı malzeme olarak; Karçimsa dan temin edilen yüksek fırın cüruflu çimento (CEM III/A 42,5 N) kullanılmıştır. Kullanılan bağlayıcıların kimyasal ve fiziksel özellikleri Tablo 1 de verilmiştir. CEM III/A 42,5 N tipi çimento dayanım ve duraylılığı artırmak ve bağlayıcı maliyetlerini azaltmak için %35 oranında öğütülmüş yüksek fırın cürufu içermektedir. 2.2 Numunelerin Hazırlanması Önceden belirlenmiş kür süreleri (7, 14, 28 ve 56 gün) sonunda ultrasonik P- dalga hızı ve tek eksenli basınç dayanımı testlerine tabi tutulmak üzere, atık, bağlayıcı ve su kullanılarak farklı karışım özelliklerinde (bağlayıcı oranı, su/çimento oranı ve 20µm altı malzeme miktarı) ve 10x20 cm boyutunda macun dolgu numuneleri hazırlanmıştır. Macun dolgu karışımının istenen akışkanlığa (kıvama) gelmesi için karışım içerisine gerekli miktarda musluk suyu ilave edilmiştir. Karışımın (atık malzeme, bağlayıcı ve su) homojen bir şekilde hazırlanması için 20,8 lt kapasiteli Univex SRMF 20 model mikser kullanılmıştır. Karıştırma işlemi 105 devir/dk lık dönme hızında 7 dakika süreyle yapılmıştır. Macun dolgu numunelerinin hazırlanmasında kullanılan deneysel çalışma koşulları Tablo 2 de verilmiştir. Hazırlanan macun dolgu karışımı 10x20 cm boyutlarındaki drenajlı silindirik numune kalıplarına dökülmüş ve 7-56 günlük kür süresi aralığında kür odasında (%80 nem ve 25C sıcaklık) bekletilmiştir. Her bir kür süresi için 3 adet olmak üzere toplam 72 adet numune hazırlanmıştır (Şek. 3). Şekil 3. Kür odasındaki dolgu numunelerinin görünümü. 335

Yılmaz ve Erçıkdı Tablo 1. Atık ve bağlayıcı malzemelerin fiziksel ve kimyasal özellikleri. Özellikler Tablo 2. Numunelerin hazırlanmasında kullanılan deneysel çalışma koşulları. 1 KK 100 M kkkk aaaa+ M kkkk bbğlllıcı M kkkk aaaa+ M kkkk bbğlllıcı + M ss ; 2 BB (%) Sınıflandırılmış (%) 100 M kkkk bbğlllıcı M kkkk bbğlllıcı + M kkkk aaaa ; 3 w/c CEM III/A 42,5 N (%) Kimyasal bileşim SiO 2 25,80 21,21 27,58 Al 2 O 3 6,68 5,42 7,04 Fe 2 O 3 39,83 45,43 2,37 MgO 2,14 2,21 3,91 SO 3 - - 2,91 CaO 2,79 1,64 52,75 Na 2 O 0,35 0,24 0,25 K 2 O 0,42 0,31 1,06 TiO 2 0,43 0,38 0,40 P 2 O 5 0,03 0,03 0,03 MnO 0,06 0,05 1,00 Cr 2 O 3 0,02 0,017 0,015 Kızdırma kaybı 20,6 21,9 2,8 Toplam 99,15 98,84 99,87 Sülfür içeriği (S -2 ) (%) 23,18 27,82 - Pirit içeriği (FeS 2 ) (%) 43,47 52,16 - Fiziksel özellikler Özgül ağırlık 3,66 3,81 3,08 Özgül yüzey (cm 2 /g) 4630 1810 4260 Eğrilik katsayısı (C c =(D 30 ) 2 /(D 10 D 60 ) 0,99 1,74 - Üniformluk katsayısı (C u =(D 60 /D 10 ) 11 10,84 - Karışım özellikleri Katı oranı, (KO) 1, Ağr. % Bağlayıcı oranı (BO) 2, Ağr. % Su/çimento oranı (w/c) 3 20µm altı malzeme miktarı (Ağr. %) Slamp (cm) 5,0 6,82 Bağlayıcı oranı 74,58-6,0 5,68 19,05 7,0 4,87 - - 75,58 4,62 16,51 Su/çimento 74,58-4,87 19,05 oranı 73,58 5,13 21,59 7,0 20µm altı malzeme 74,58 80,17 4,87 4,38 58,42 35,04 19,05 miktarı M ss M kkkk bbğllllll ; (M: Ağırlık) 2.3 Ultrasonik P- Dalga Hızı Testi Hazırlanan 72 adet silindirik macun dolgu numunesinin ultrasonik P- dalga hızı testleri, önceden belirlenen kür süreleri (7, 14, 28 ve 56 gün) sonunda ASTM C 597 (2009) standartlarına uygun olarak 0,1µs hassaslıkta sinyal süresine ve 54 khz sinyal frekansına sahip Pundit-Plus model test cihazı ile yapılmıştır (Şek. 4a). Test yöntemi olarak daha güvenli olduğu ve doğru sonuçlar verdiği için doğrudan iletim (geçiş) tekniği kullanılmış ve numunelere temas ettirilen gönderici ve alıcı jeofonlara herhangi bir baskı uygulanmamıştır. Test işleminden önce numunelerin alt ve üst yüzeyleri düzeltilmiş ve pürüz kalmaması sağlanmıştır. Numunelerin boyu (uzunluk) 0,1mm hassaslığa sahip kumpas ile ölçülerek 336

kaydedilmiştir. Daha sonra ölçüm yapılacak numunenin alt ve üst yüzeyleri ile alıcı ve gönderici jeofon arasında sağlıklı bir bağlantı kurmak ve hava boşluklarını engellemek için jeofonların yüzeyleri vazelin ile kaplanmıştır. Alınan okumalar sonucunda en düşük geçiş süresi test sonucu olarak kaydedilerek ultrasonik P- dalga hızı belirlenmiştir. 2.4 Tek Eksenli Basınç Dayanımı Testi Macun dolgu numunelerinin tek eksenli basınç dayanımı testi, Şekil 4b de görüldüğü üzere önceden belirlenen kür süreleri sonunda yük kapasitesi 50kN ve 0,5 mm/dk lık bir yükleme hızına sahip ELE marka bilgisayar kontrollü basınç ve deformasyon ünitesinde ASTM C 39 (2012) tarafından önerilmiş yönteme göre gerçekleştirilmiştir. Her bir kür süresi için 3 adet numune test edilmiş ve sonuçlar bu numunelerden elde edilen değerlerin ortalaması olarak alınmıştır. Şekil 4. Ultrasonik P- dalga hızı (a) ve tek eksenli basınç dayanımı (b) testi. 3 BULGULAR ve TARTIŞMA 3.1 İstatistiksel Analiz Literatürde, bilinen değişkenlerden yararlanarak bilinmeyen değişkenleri tahmin etmeye yönelik basit veya karmaşık analizler içeren doğrusal veya doğrusal olmayan regresyon teknikleri yaygın olarak kullanılmaktadır (Kahraman, 2001; Yaşar ve Erdoğan, 2004; Sharna ve Singh, 2008; Trtnik vd., 2009; Yağız, 2011; Yılmaz 2013; Ercikdi vd., 2014). Bu çalışmada, ultrasonik P- dalga hızı (Vp) ile tek eksenli basınç dayanımı (TEBD) arasındaki ilişkiyi değerlendirmek için ampirik (deneysel) eşitliklerin korelasyon katsayıları (r) Microsoft Excel yardımıyla hesaplanmış ve Vp testinden TEBD nin tahmin edilebilirliğini araştırmak için %95 güven aralığında (α<0,05) regresyon analizleri (t-test ve F-test) yapılmıştır. Vp-TEBD ilişkisinin incelendiği grafiklerin (Şek. 5-7) korelasyon katsayıları (r) ve eşitlikler Tablo 3 de özetlenmiştir. En uygun ilişki, doğrusal (lineer) ilişki metoduyla sağlanmıştır. Bağlayıcı oranı (r= 0,90; Şek. 5), su/çimento oranı (r= 0,94; Şek. 6) ve 20µm altı malzeme miktarının (r= 0,92; Şek. 7) etkisinin incelendiği Vp-TEBD ilişki grafiklerinden korelasyon katsayılarının oldukça yüksek çıktığı belirlenmiştir 0.8 Tek eksenli basınç dayanımı (MPa) 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 T.E.B.D = 0,0013 Vp - 1,3212 r= 0,90 0.0 1100 1200 1300 1400 1500 Ultrasonik p- dalga hızı (m/s) 1600 Şekil 5. Bağlayıcı oranının Vp-TEBD ilişkisine etkisi. 1.0 T.E.B.D = 0,0014 Vp - 1,3917 0.9 r= 0,94 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1150 1250 1350 1450 1550 1650 Ultrasonik p- dalga hızı (m/s) Tek eksenli basınç dayanımı (MPa) Şekil 6. Su/çimento oranının Vp-TEBD ilişkisine etkisi. 337

Yılmaz ve Erçıkdı Tablo 3. Vp-TEBD ilişkisine ait eşitlikler ve korelasyon katsayıları (r). Karışım Özellikleri Basınç Dayanımı Eşitliği ( y= ax± b) Korelâsyon Katsayısı (r) Eşitlik No Bağlayıcı oranı TEBD = 0,0013 Vp - 1,3212 0,90 (1) Su/çimento oranı TEBD = 0,0014 Vp - 1,3917 0,94 (2) 20µm altı malzeme miktarı TEBD = 0,0009 Vp - 0,7190 0,92 (3) Tek eksenli basınç dayanımı (MPa) 1.0 T.E.B.D= 0,0009 Vp - 0,7190 0.9 r= 0,92 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 1150 1350 1550 1750 1950 Ultrasonik p- dalga hızı (m/s) Şekil 7. 20µm altı malzeme miktarının Vp- TEBD ilişkisine etkisi. Farklı kayaçlardan (sedimanter, metamorfik vb.) alınan karot örnekleri üzerinde yapılan P- dalga hızı ile basınç dayanımı arasındaki ilişkileri inceleyen Yaşar ve Erdoğan (2004); korelasyon katsayısını (r) 0,80, Sharna ve Singh (2008); 0,90, Yağız (2011); 0,92 ve Altındağ (2012); 0,76 elde ederken, Türkmen vd. (2010) beton numuneleri üzerinde yaptıkları araştırmada basınç dayanımı ile P- dalga hızı arasında r= 0,94 korelasyon katsayısına sahip güçlü bir üstel ilişki ortaya koymuşlardır. Bu çalışmada da önceki araştırmacılar ile benzer olarak yüksek korelasyon katsayılarına (r 0,90) sahip güçlü ilişkiler elde edilmiştir. Elde edilen ilişkilere ait korelasyon katsayılarının (r) anlamlı olup olmadığını belirlemek için, SPSS Statistics 17.0 programı yardımıyla t- testi yapılmıştır. Bu test, hesaplanan t- değeri (t hesap ) ile kritik t- değerlerinin (t tablo ) karşılaştırılması esasına dayanmaktadır (Tüysüz ve Yaylalı-Abanuz, 2012). Student s t- testi için %95 güven aralığı (α<0,05) seçilmiş ve hipotezler kurulmuştur (H 0 = Korelasyon anlamsızdır, H 1 = Korelasyon anlamlıdır). Bütün karışım özelliklerinde yapılan testlerde kurulan hipotezlere göre hesaplanan t- değeri (t hesap ) kritik t- değerinden (t tablo ) daha büyük (t hesap >t tablo ) olduğu için sıfır hipotezi (H 0 ) reddedilmiş ve alternatif hipotez (H 1 ) kabul edilmiştir. Sonuç olarak tüm eşitliklerin korelasyon katsayılarının anlamlı olduğuna karar verilmiştir (Tablo 4). Ayrıca elde edilen eşitliklerin (denklemlerin) anlamlı olup olmadığını belirlemek için, F- testi (Anova-regresyon testi) yapılmıştır. Yapılan F- testine göre hesaplanan F- değeri (F hesap ) ile kritik F- değerleri (F tablo ) karşılaştırılmıştır (Tüysüz ve Yaylalı-Abanuz, 2012). Bu test için de %95 güven aralığı (α<0,05) seçilerek hipotezler kurulmuştur (H 0 = Regresyon anlamsızdır, H 1 = Regresyon anlamlıdır). Bu hipotezlere göre hesaplanan F- değeri (F hesap ) kritik F- değerinden (F tablo ) daha büyük (F hesap >F tablo ) olduğu için sıfır hipotezi (H 0 ) reddedilmiş ve alternatif hipotez (H 1 ) kabul edilmiştir. Bu bağlamda tüm grafiklerin denklemleri (eşitlikleri) anlamlı bulunmuştur (Tablo 4). 338

Tablo 4. t- test ve F- test sonuçları. Eşitlik No Korelasyon Katsayısı (r) t Hesap t Tablo F Hesap F Tablo (1) 0,90 6,529 ±2,23 42,278 2,98 (2) 0,94 8,816 ±2,23 77,684 2,98 (3) 0,92 5,697 ±2,45 32,453 4,28 3.2 Ölçülen ve Tahmin Edilen Basınç Dayanımı İlişkisi Macun dolgu numunelerinden elde edilen Vp ve TEBD verileri arasında doğrusal bir ilişki bulunduğu istatistiksel analizler sonucu belirlenmiştir. Farklı karışım özelliklerinde hazırlanan Vp-TEBD ilişkisi grafiklerinden elde edilen Tablo 3 deki eşitlikler vasıtasıyla sadece ultrasonik P- dalga hızı testi yapılarak tahmin edilen tek eksenli basınç dayanımı sonuçları elde edilmiştir. Tahmin edilen TEBD ile ölçülen TEBD değerleri, 1:1 eğim çizgisi kullanılarak Şekil 8-10 da gösterilmiştir. Şekil 8. Ölçülen TEBD - tahmin edilen TEBD ilişkisi. Şekil 9. Ölçülen TEBD - tahmin edilen TEBD ilişkisi. Şekil 10. Ölçülen TEBD - tahmin edilen TEBD ilişkisi. Şekil 8-10 da görüldüğü üzere, farklı karışım özelliklerinde hazırlanan macun dolgu numunelerinin ölçülen basınç dayanımı ile tahmin edilen basınç dayanımı değerlerinin genel olarak birbirine oldukça yakın çıktığı görülmektedir. Ölçülen ve tahmin edilen basınç dayanımı değerleri arasındaki fark, düşük basınç dayanımı değerlerinde oldukça az iken basınç dayanımının artması ile bu fark, bazı verilerde biraz daha artmıştır. Şekiller, tek eksenli basınç dayanımının, ultrasonik P- dalga hızı testi ile hızlı, güvenilir ve basit bir şekilde tahmin edilebileceğini göstermektedir. 4 SONUÇLAR Bu çalışmada, Kastamonu-Küre bakır işletmeleri atık barajından sağlanan tesis atıkları kullanılarak farklı karışım özelliklerinde (bağlayıcı oranı, su/çimento oranı ve 20µm altı malzeme miktarı) 10x20 cm boyutunda macun dolgu numuneleri hazırlanmıştır. 7-56 günlük kür süreleri sonunda ultrasonik P- dalga hızı (Vp) ve tek eksenli basınç dayanımı (TEBD) testleri yapılmış ve Vp-TEBD arasındaki ilişki incelenerek aşağıdaki ampirik (deneysel) eşitlikler elde edilmiştir. TEBD = 0,0013 Vp - 1,3212 (r= 0,90; 1) 339

Yılmaz ve Erçıkdı TEBD = 0,0014 Vp - 1,3917 (r= 0,94; 2) TEBD = 0,0009 Vp - 0,7190 (r= 0,92; 3) Vp-TEBD arasındaki ilişki, korelasyon katsayıları ve eşitliklerin anlamlı olup olmadığı hususunda t- ve F- testleri ile değerlendirilmiştir. İnceleme sonucunda tüm r değerleri ve eşitliklerin anlamlı (uyumlu) olduğu sonucuna varılmıştır. Bu çalışma, benzer karışım özelliklerinde (bağlayıcı oranı, su/çimento oranı ve 20µm altı malzeme miktarı) hazırlanan 10x20 cm boyutundaki macun dolgu numunelerinin tek eksenli basınç dayanımının ultrasonik P- dalga hızı testi yapılarak ve ampirik (deneysel) eşitlikler kullanılarak hızlı, güvenilir ve basit bir şekilde tahmin edilebileceğini göstermiştir. KAYNAKLAR Altındag, R, 2012. Correlation between P-wave velocity and some mechanical properties for sedimentary rocks, Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, 34, 4, 947 953. ASTM C 597, 2009. Standard test method for pulse velocity through concrete, Annual Book of ASTM Standards, American Society of Testing Material. ASTM C 39, 2012. Standard test method for compressive strength of cylindrical concrete specimens, Annual Book of ASTM Standards, American Society of Testing Material. Chary, K.B, Sarma, L.P., Prasanna Lakshmi, K.J. Vijayakumar N.A, Naga Lakshmi V, Rao, M.V.M.S, 2006. Evaluation of engineering properties of rock using ultrasonic pulse velocity an uniaxial compressive strength, Proceedings. National Seminar on non-destructive evalution. Christaras, B, 2003. P- wave velocity and quality of building materials, Proceedings of the international symposium industrial minerals and building stones, pp. 295-300, İstanbul. Cihangir, F, Ercikdi, B, Kesimal, A, Turan, A, Deveci, H, 2012. Utilisation of alkali activated blast furnace slag in paste backfill of high sulphide mill tailings: Effect of binder type and dosage, Minerals. Engineering, 30, 33 43. Darlington, W.J., Ranjith, P.G., Choi, S.K., 2011. The effect of specimen size on strength and other properties in laboratory testing of rock and rock like cementitious brittle materials, Rock Mechanic and Rock Engineering, 44, 513 529. Demirboğa, R, Türkmen, İ, Karakoç, M.B., 2004. Relationship between ultrasonic velocity and compressive strength for high-volume mineraladmixtured concrete, Cement and Concrete Research, 34, 2329 2336. Ercikdi, B, Cihangir, F, Kesimal, A, Deveci, H, Alp, İ, 2010. Effect of natural pozzolans as mineral admixture on the performance of cemented paste backfill of sulphide rich tailings, Waste Management & Research, 28, 5, 430 435. Ercikdi, B, Yılmaz, T, Külekçi, K, 2014. Strength and ultrasonic properties cemented paste backfill, Ultrasonics 54, 1386 1394. Kahraman, S, 2001. Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rock, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 38, 981 994. Kahraman, S, 2007. A quality classification of building stones from P-wave velocity and its application to stone cutting with gang saws, Journal of the South African Institute of Mining and Metallurgy, 107, 427 430. Kahraman, S, Yeken, T, 2008. Determination of physical properties of carbonate rocks from P- wave velocity. Bulletin Engineering Geology and the Environment, 67, 277 281. Karpuz, C, Paşamehmetoğlu, A.G., 1997. Field characterisation of weathered Ankara andesites, Engineering Geology, 46, 1 17. Kesimal, A, Deveci, H, Alp, İ, Ercikdi, B, Cihangir, F, 2010. Optimization of paste backfill performance for different ore types in Cayeli copper mine, Project report, Trabzon, Turkey, 42p. Kesimal, A, Deveci, H, Alp, İ, Ercikdi, B, Cihangir, F, İzki, M, Baki, H, 2012. Evaluation of paste backfill performance of different mill tailings in Küre copper mine, Project report, Trabzon, Turkey, 42p. Khandelwal, M, Ranjith, P.G., 2010. Correlating index properties of rocks with P-wave measurements, Journal of Applied Geophysics, 71, 1 5. Landriault, D, Deneka, E, 2000. Comparision laboratory study of Cayeli Mine s clastic ore and spec ore tailings in paste form, Golder PasteTec Project report, Ontario, Canada, 23p. Özkahraman, H.T., Selver, R, Işık, E.C., 2004. Determination of the thermal conductivity of rock from P-wave velocity, International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41: 703 708. Sharna, P.K, Singh, T.N., 2008. A correlation between P- wave velocity, impact strength index, slake durability index and uniaxial compressive strength, Bulletin Engineering Geology and the Environment, 67: 17-22 Tariq, A, Nehdi, M, 2007. Developing durable paste backfill from sulphidic tailings, Waste and Resource Management, 160, 4, 155 166. Trtnik, G, Kavcic, F, Turk, G, 2009. Prediction of concrete strength using ultrasonic pulse velocity 340

and artificial neural networks, Ultrasonics, 49, 53 60. Turk, N, Dearman, W.R., 1987. Assessment of grouting efficiency in a rock mass in terms of seismic velocities, Bulletin Engineering Geology and the Environment, 36, 1, 101 108. Türkmen, I, Öz, A, Aydin, A.C., 2010. Characteristics of workability, strength, and ultrasonic pulse velocity of SCC containing zeolite and slag. Scientific Research and Essays, 5, 15, 2055 2064. Tüysüz, N, Yaylalı - Abanuz, G, 2012. Jeoistatistik; Kavramlar ve Bilgisayarlı Uygulamalar, 2. Baskı, KTÜ Matbaası, Trabzon, 382 s. Ulucan, Z.Ç., Türk, K, Karataş, M, 2008. Effect of mineral admixtures on the correlation between ultrasonic velocity and compressive strength for self-compacting concrete, Russian Journal of Nondestructive Testing, 44, 5, 367 374. Wright, C, Walls, E.J., Carneiro, D.J., 2000. The Seismic Velocity Distribution in the Vicinity of a Mine Tunnel at Thabazimbi, South Africa. Journal of Applied Geophysics, 44, 4, 369 382. Yagız, S, 2011. P-wave velocity test for assessment of geotechnical properties of some rock materials. Bulletin of Materials Science, 34, 4: 947 953. Yaşar, E, Erdoğan, Y, 2004. Correlating sound velocity with the density, compressive strength and Young s modulus of carbonate rocks, International Journal of Rock Mechanics and Mining Science, 41, 871-875. Yılmaz, E, Benzaazoua, M, Belem, T, Bussiere, B, 2009. Effect of curing under pressure on compressive strength development of cemented paste backfill, Minerals Engineering, 22, 772 785. Yılmaz, E, Belem, T, Bussiere, B, Benzaazoua, M, 2011. Relationships between microstructural properties and compressive strength of consolidated and unconsolidated cemented paste backfills, Cement and Concrete Composites, 33, 702 715. Yılmaz, T, 2013. Numune boyutunun macun dolgu dayanımına ve ultrasonik P- dalga hızına etkisi, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Bölümü, Yüksek Lisans Tezi, Trabzon, 91s. Yılmaz T, Ercikdi B, Karaman K, Külekçi K, 2014. Assessment of strength properties of cemented paste backfill by ultrasonic pulse velocity test, Ultrasonics, 54, 1386 1394. Zezza, F, 1993. Evaluation criteria of the effectiveness of treatments by non destructive analysis, Proceedings of the 2 nd course of CUN university school of Monument concervation, Heraklion, pp. 198-207. 341