Kum üretimi; Nehir, ırmak, dere yatakları ile göl ve denizlerde bulunan kumların kullanım amacına uygun olarak çıkarılması ve kullanıma hazırlanmasıdır. Bunun için çoğu zaman kum oluştuğu ya da biriktiği yatağından kepçe, dozer, dragline gibi kazıma ve yükleme araçlarıyla üretilmekte, taşınarak yıkama-boyutlandırma tesislerinde içerdikleri istenmeyen safsızlıklardan temizlenmekte, boyutlandırılarak, bazen de kurutularak kullanıma sunulmaktadır.
Kum üretmek zor değildir. Akarsu yatakları, göl ve denizlerde kum gevşek ve taneler birbirinden ayrılmış olarak yığılmışlardır. Bu şekilde bulunan kumu loderle kamyona kolayca yükleme olanağı vardır.
Plaser yataklardan altın, ağır mineraller ve kum üretilmektedir. Çoğu zaman plaser oluşumları kum ve agreganın kullanım yerlerine çok uzaktır. Taşınması durumunda ciddi bir maliyeti gerektirmektedir. Ancak mesafe olarak kullanım yerlerine makul uzaklıklardaki plaser yataklardan kum üretilmektedir.
Çoğu plaserlerde kum ve çakıllar aglomera halinde birbirine çimentolanmış halde bulunmaktadır. Plaserler zaman içinde oluştuklarından betonda istenmeyen organik maddeler de içermektedir. Bu nedenle oluşmuş sert kum topaklarının logwasher ile parçalanıp dağıtılması, sonra da içerdiği organik safsızlıkların spirallerde temizlenmesi gerekmektedir.
Günümüzde kullanım yerine bağlı olarak kalker, dolomit, granit, siyenit, diyorit, monzonit, andazit, bazalt ve dere çakıllarından agrega üretilmektedir. Agrega daha da ince kırıldığında ve hatta öğütüldüğünde kum elde edilmektedir. Bu kumlar “kırma kum” olarak isimlendirilmektedir. Agrega ve kumun özelliğine bağlı olarak üretilen malzeme de beton ve inşaat sektöründe kullanılmaktadır.
Kalker, agrega ve kum üretmek için en çok kullanan kayaçtır. En az % 90 CaCO3 içeren kayaçlar “kalker” yada “kireçtaşı” olarak isimlendirilmektedir. Kayacın kimyasal bileşimindeki CaCO3 miktarı % 90’dan fazla olduğundan kalker olarak adlandırılmaktadır. % 98.5’den fazla CaCO3 içerdiğinde kayaç yüksek saflıkta kalker sınıfına girmektedir.
Çöl ve deniz kumları fiziksel ve kimyasal özellikleri ile kum üretiminin çevresel ve sosyal etkileri nedeniyle inşaat sektöründe kullanılması uygun değildir.
Plaser, dere ve ırmak yatakları ile bu bölgelerin çevresinden büyük miktarda kum üretilmesi bölgenin topografyasında, ekosisteminde ve biyolojik çeşitliliğinde büyük değişikliklere neden olmaktadır. Bunun en iyi(kötü) örneği Poyang Gölü çevresinde NASA tarafından çekilmiş 1995 ile 2013 yıllarında iki resmin karşılaştırılmasından görülebilmektedir.
Poyang Gölü Çin'in en büyük tatlı su gölüdür. Kum üretimi, özellikle su girişi ve çıkışı üzerindeki gölün yapısını ciddi boyutta değiştirmiştir.
Nehirlerin denizlere yakın bölgelerinden kum alındıkça nehir yatağı derinleşmekte, su seviyesi düştüğünden denizdeki tuzlu su nehir yatağından içerlere doğru girmektedir. Kum çıkarmanın sonuçları olarak bölgenin ekolojik yapısı bozulmakta, içerilere giren tuzlu su nedeniyle arazinin tarım amaçlı kullanımı olanaksız hale gelmektedir. Bölgede temiz ve tatlı su gereksinimi artmakta, arazi çökmeleri ve sel baskınları yaşanmaktadır.
Özellikle nehirlerden kum çıkarmanın olumsuz sonuçlarını çoğu ülkede görmek mümkünüdür. Güneydoğu Asya'daki en uzun nehir olan Mekong Nehri'nde kum çıkarılması sonucu seviyesi düşen deltaya deniz suyu girerek daha önce tarım yapılan verimli topraklar tuzlanmış, bölgedeki arazi tarım yapılamaz hale gelmiştir.
7.000'den fazlası ıssız, 17.500 adadan oluşan Endonezya’da yaklaşık 24 ada kum üretimi sonucu erozyonla yok olmuştur. Kum üretimi balıkçılığı da olumsuz yönde etkilemiştir.
Afrika'da da büyük şehirler kurmak için genellikle sahillerdeki kumlar kullanılmaya başlanmıştır. Bu üretimin de kıyı şeritlerini daha güçlü fırtınalar gibi iklim değişikliğinin etkilerine karşı daha savunmasız hale getirebileceği belirtilmektedir.
Düzensiz, kuralsız ve her kum yatağından üretim yapılmasının çevreye olumsuz etkileri vardır. Kum üretiminin dünyada düzene sokulması için bu yönde uluslararası bir standart oluşturulması önerilmektedir.
Kum üretim süreci, doğal kaynakların sürdürülebilir şekilde kullanılmasını sağlamak amacıyla dikkatle yönetilir. Öncelikle büyük kaya parçaları kırılıp eleme işleminden geçirilerek kum taneciklerine dönüştürülür. Sonrasında, kum yıkanır, sınıflandırılır ve bazen kimyasal işlemlerle işlenerek inşaat ve sanayi sektörleri için ideal özellikler kazandırılır.
Kayaçlar zaman içinde içerdikleri suyun soğuktan donup sıcakta çözülmesi, hava sıcaklığında yaşanan değişimler, rüzgar başta olmak üzere değişik fiziksel etkilerle erozyona uğrayarak kum haline dönüşmektedir. Oluşan kumlar da rüzgarla düzlüklerde çöllere, sularla da denize, dere ve ırmak yataklarına taşınarak yığılmışlardır.
İnşaat sektöründe kullanılan kumun SiO2 oranı genellikle %60-75 arasındadır. Yapısına bağlı olarak kum daha yüksek oranlarda da SiO2 içerebilmektedir. Bu kum da inşaat sektörü yanı sıra diğer sektörlerde de kullanılabilmektedir. Burada önemli olan kum tane yüzeylerinin betonlaşmaya uygun olması, olanak sağlamasıdır.
SiO2 oranının %90 ve üzeri olan kumların kökeni daha çok granit, siyenit, granodiyorit, diyorit, monzonit ve kuvars damarlarıdır. Bu kayaçların doğal şartlardan dolayı ufalanması ve yoğunluklarından dolayı bir yerde birikmesi sonucu eski çökellerde SiO2 oranı %90 ve üzerine çıkabilmektedir.
Kum kayaçların doğada uğradığı fiziksel olaylarla ufalanması sonucu uzun bir süreç sonucu oluşmuştur. Günümüzde kumun oluşumuna uygun olarak ekipman kullanarak kayaçlara uygulanan fiziksel kuvvetlerle, hatta daha kaliteli kum üretilebilmektedir. Bunun için kırıcı ve değirmenler kullanılmakta kayaçların kırma ve öğütme işlemleriyle çok kısa süre içinde kum üretilebilmektedir. Kalker, dolomit, granit, siyenit, diyorit, monzonit, andazit, bazalt ve dere çakılları kırıldığında ve hatta öğütüldüğünde kum elde edilmektedir. Bu kumlar “kırma kum” olarak isimlendirilmektedir. Agrega ve kumun özelliğine bağlı olarak üretilen malzeme de beton ve inşaat sektöründe kullanılmaktadır.
Kum üretimi kumun oluşumu, bulunuş yeri ve kullanım amacına göre değişmektedir. Kum oluştuktan sonra sıkışmanın etkisiyle sertleşmiş halde bulunuyorsa dozerle gevşetilmektedir. Çoğu zaman da gevşetmeye gerek kalmadan ekskavatör ya da loderle kazılıp üretilebilmektedir.
Deniz dipleri ya da göllerde kum üretimi için draglaine olarak isimlendirilen halatlı kepçeler kullanılmaktadır. Kum derinden alınmayacaksa, özel amaçlarla üretilmiş, duba ya da yüzer platforma yerleştirilmiş büyük pompalarla dipten kum ve su emilip uygun bir ortamda su ve kum birbirinden ayrılmaktadır.
Diğer bir yöntemde deniz dibine indirilen kesici paletli konveyör ya da çarklarla kum bulunduğu yerden su üstündeki gemi ya da platforma taşınmaktadır.
Kumun deniz ya da gölden, kıyıdan uzak bölgede alınıyorsa gerektiğinde karaya boru hattı döşenmektedir. Ya da dipten alınan kum yüzer platformda stoklanarak belirli aralıklarla karaya taşınmaktadır.
Kum oluştuğu yerden üretildikten sonra içindeki olası safsızlıklardan yıkanarak temizlenmesi gerekmektedir. Bu amaçla gerektiğinde logwasher kullanarak birbirlerine yapışmış kum taneleri birbirinden ayrılmakta, yıkama tamburları, yıkama elekleri, spiraller ya da siklon kullanarak kumun içerdiği kullanımı için uygun olmayan fiziksel ve kimyasal safsızlıklardan temizlenmektedir. Temizlenmiş kum da kullanım amacına uygun olarak eleklerde boyutuna göre sınıflandırılmaktadır.
Kum üretim teknolojileri, çevresel etkileri minimize etmeyi ve verimliliği artırmayı hedefler. Gelişmiş kırıcılar ve özel tasarlanmış eleme makineleri, kum taneciklerini istenen boyutlara getirirken enerji tüketimini düşürür. Ayrıca, su geri dönüşüm sistemleri su kullanımını azaltarak çevreye olan yükü hafifletir. Son teknoloji sensörler ve otomasyon sistemleri, tüm süreci optimize ederek üretim hızını ve kalitesini artırır, böylece sürdürülebilir kum üretimi için modern çözümler sunar.
Kum üretimine yönelik özel bir teknoloji yoktur. Mevcut kullanılan ekipmanın kapasitesi, işlevselliği ve etkinliği yapılan yeni uygulamalarla artırılmaktadır. Bu ekipman gerektiğinde uygun elektronik kontrol cihazlarıyla da donatılabilmektedir.
Doğada inşaat ve beton yapımında kullanılan kum, çakıl ve diğer malzeme içinde az da olsa tuz, kil, şist, şlam, ağaç yaprağı, dalları gibi kullanım sonrası yapılan sıva ve betonda sorun yaratıp mukavemeti düşüren kısımlar içermektedir. Böyle bir durumda kullanılacak malzemeler ile içerdiği istenmeyen kısımların önce birbirinden serbest hale getirilmesi sonra da yıkanıp ortamdan alınarak kumun temizlenmesi gerekmektedir.
Plaser yataklarda kısmen birlikte ya da aglomera halinde bulunan, özellikle kil, şist ya da kireç ile bağlanmış topakların içerdiği kıymetli minerallerin öğütmeden kazanılması için bu topaklar öncelikle fiziksel bir kuvvetle dağıtılmakta sonra da yıkanmaktadır.
Topaklar birbirine güçlü bir şekilde bağlanmamış halde bulunduklarında basit bir yıkama işlemi ile bu topakları suyla dağıtarak birbirinden ayırma olanağı vardır. Ancak çok kuvvetli bağlayıcılarla bir araya geldilerse bunları birbirinden ayırmak biraz zordur. Boyutlarına göre önce bunların kil açma tankları ya da log washer kullanılarak biri birinden ayrılması ve sonrası da yıkanarak temizlenmesi gerekmektedir.
Yıkayıcılar kayaçların durumu, boyutu ve kullanım amacına uygun kullanılabilir hale getirilmesi için su kullanarak istenmeyen kısımların ortamdan uzaklaştırıldığı ekipmandır. Çoğu zaman yıkayıcı sonrası malzemenin susuzlandırılması gerekmektedir. Bunun için yıkayıcı olarak kullanılan ekipman yıkama ve susuzlandırma işlemlerini beraberce yapmaktadır.
Log washer bir çeşit yıkama olukları olup fiziksel olarak spirallere benzemekte, eleme ya da susuzlandırma öncesi kullanılmaktadır. Dar oluk içinde dönen milin üzerine tek ya da genellikle birbirine göre ters yönde dönen iki mil üzerine, değişik şekillerde kanatlar yerleştirilmiştir. Beslenen malzemede katı-sıvı oranı olduğunca yüksek tutulmaktadır. Olukta malzemenin kendi içinde birbirine, kanatlara ya da kanatlar ile oluk arasında sürtünmesiyle yapışmış kil, kum, şist ve çamurlar birbirinden ayrılmaktadır.
Kum, sudan sonra Dünya'da insanların en çok kullandıkları ikinci kaynaktır. “UN Envirment Programme” “Birleşmiş Milletler Çevre Programında “Sand and Sustainability: 10 Strategic Recommendations to Avert a Crisis”, “Kum ve Sürdürülebilirlik: Bir Krizi Önlemek İçin 10 Stratejik Öneri” başlıklı 2022 yılında yayınlanan raporunda kum üretiminin sürdürülemez olduğu, bu üretimin her yıl %6 büyüyerek arttığını, “stratejik bir kaynak olarak tanımlanması” ve “çıkartılması ile kullanılmasının yeniden gözden geçirilmesi” çağrısında bulunulmuştur. Konuyu ciddi olarak değerlendiren bazı ülkeler önlem olarak inşaatlarda yenilenebilir ve geri dönüşüm malzemeleri kullanmaya başlamışlardır. Ancak bu öneriye çoğu ülkeden düşünüldüğü ve olması gerektiği şekilde geri dönüş alınamamıştır.
Kum üretiminde sürdürülebilirlikten bahsetmek için öncelikle doğru kullanılması geri dönüşüm ürünü kumların da mutlaka kullanım döngüsüne sokulması, diğer taraftan kum üretimine belirli kurallar getirilmesi gerekmektedir.
Kum arzı sonsuz değildir. Kum denildiğinde bazıları için başta plaser yatakları, çöller, deniz sahilleri, göl yataklarında olmak üzere dünyada kum kaynakları sınırsız gibi görünmektedir. Ancak bu kumlarının çoğu özellikle inşaat sektöründe kullanıma uygun değildir. Bunun için mevcut kum kaynaklarının planlı şekilde kullanılması gerekmektedir. Diğer taraftan da geri dönüştürülen kumun da kullanılması gereksiz yere mevcut bu kaynakların kullanımını önleyecektir.
İyi seçildiğinde geri dönüştürülen inşaat atıklarını dolgu malzemesi, dolgu betonu, sıva, şap olarak tekrar kullanma olanağı vardır. Bu atıklar az katlı binalarda taşıyıcı beton olarak da kullanılabilmektedir.
İnşaat atıklarının geri dönüştürülebilmesi için mutlaka kırılıp boyutlandırılması ve iyi yıkanmaları gerekmektedir.
İnşaat sektöründe kullanılan kum boyut olarak -2mm+63µ arasında gevşek dokulu çökelti bir malzemedir. Boyutu -250µ+63µ arası ince kum, -1mm+250µ arası orta dereceli kum, -2mm+1 mm arasında ise kum ifadesi kullanılmaktadır. Kum, kuvars, feldspat, mika ve glokoni gibi mineralleri içermektedir. Tanelerin yüzey özellikleri, sertliği, kil ve diğer içerikleri kumların özelliğini belirlemektedir.
Kullanım amacına göre kum; < 0,25 mm boyutundaki kum silt, filler arena kumu olarak isimlendirilmekte, dolgu malzemesi olarak kullanılmaktadır. 0,25 -1 mm ince sıva için kullanılan perdah ya da ince kum, 0,25 – 4 mm boyutunda normal ve kaba sıva için kullanılan orta boyutta kum, 0,25 – 8 mm boyutunda betonda kullanılan kalın kum olarak bilinmektedir.
Beton inşaattın vazgeçilmez ana bileşeni olup belirli oranlarda çimento, su, agrega, kum ve bazı katkı maddelerinin homojen karışımı ile oluşturulmaktadır. Sonra da bu karışımın projesine göre çoğu zaman inşaat demiri ile birlikte belirli bir kalıba dökülüp basınca dayanıklı hale gelebilmesi için donması beklenmektedir.
Beton donduğunda basma dayanımının ya da taşıyıcı özelliğinin yüksek olması için doğru karıştırılması, homojen olması, boşluk içermemesi ve donarken uygun şekilde sulanması gerekmektedir. Kumun en önemli özelliği çimento ile sıvanarak daha büyük boyuttaki agregaların aralarındaki boşlukları doldurması, çimento ile bağlayıcı özelliği ile betonun mukavemetini artırmasıdır.
Betonun basma dayanımının yüksek olması istenmektedir. Basma dayanımı yüksek beton elde etmek için DE kaliteli kumun kullanılması gerekmektedir.
Kuvars bileşimli kayaçlar beton ve harç için kullanılan kaliteli agrega olarak bilinmektedir. Beton ağırlık olarak % 75-85 oranında agrega içermektedir. Bu agrega silis bileşimli doğal çakıl ya da benzeri kimyasal yapıda blok ve kayaçların kırıcıdan geçirilmesi ile elde edilen malzeme de olabilmektedir.
Kumun stabilitesi ve yoğunluğu büyük ölçüde kum tanelerinin şekline ve tanelerin biri birine tutunma özelliğine bağlıdır. Kumu betonda kullanmadan önce tanelerinin fiziksel şekli kontrol edilmelidir. Yuvarlanmış tanelerden oluşmuş kumların kullanıldığı betonun basma dayanımı düşüktür. Pürüzlü yüzeylere sahip uzun veya köşeli kum parçacıkları betona daha yüksek dayanım sağlamaktadır.
İnşaat sektöründe kullanılacak kumun taneleri birbirleri arasında boşluk bırakmayacak şekilde kenetlenmeli, kum taneleri yoğun bir şekilde bir araya gelebilecek şekilde köşeli olmalıdır. Çöl ve deniz kumu tanelerinin çoğu yuvarlak şekildedir ve bir araya geldiklerinde aralarında boşluklar oluşmaktadır. Bu da beton içinde kum ve agreganin birbirine bağlanma özelliğini düşürmektedir.
İnşaat sektöründe kullanılacak kum ve agrega çimento ile bağlandığında iyi bir bağ oluşturmaları için dış yüzeylerinin pürüzlü olması gerekmektedir.
Betonda kullanılacak kumun en önemli özelliklerinden biri de boyut dağılımıdır. Beton içinde agrega ve kum arasında iyi bir bağın oluşması için kumun belirli bir boyut dağılımında olması gerekmektedir. İnce kumlar beton içinde stabil kalmamakta, küçük taneler betonun kaymasına neden olmakta, bunun sonucu da beton sertleşirken gereken kimyasal bağların oluşumu zorlaşmaktadır.
Kum içinde alkali hiç istenmeyen bir bileşiktir. Alkali içerikli kum beton mukavemetini düşürmektedir. Çöl kumlarında sıcaklık nedeniyle ortamdaki su buharlaşmakta kumda tuz ve alkaliler kalmaktadır. Deniz suyu zaten tuzludur. İyi yıkanmış da olsa kumda kalan az miktardaki tuz atmosferden nem alarak beton içindeki donatıları zamanla paslandırarak betonu zayıflatmaktadır.
Kabuklar parçalanmış da olsa yassı, yüzeyleri parlak, parlak yüzeylere de çimento yapışmayacaktır. Kabukların kumdan temizlenmesi de zordur. Deniz kumundaki özellikle midye kabukları kumdan temizlenmediği sürece kabuklar betonla bütünleşmeyecek, beton içinde boşluk oluşacak, haliyle beton mukavemeti de düşecektir.
Dünyada yılda 4 milyar ton civarında çimento tüketilmektedir. Kullanılan kum miktarı çimento tüketimin yaklaşık 10 katı kadar olup iyi bir yaklaşımla her yıl dünyada 40-50 milyar tondan fazla kum kullanılmaktadır. Diğer taraftan da doğa erozyonla kayaçları aşındırıp ayrıştırarak sürekli kum üretmektedir. Ancak son yüzyılda dünyada tüketilen kum miktarı doğanın ürettiğinin çok üstünde kalmıştır.
Ülkeler inşaat sektörleri için gereken kumu deniz, ırmak ve dere yataklarından sağlamaktadırlar. Ancak üretilen kumun kalite olarak kullanılabilirliği ile kum çıkartılan bölgelerde çevresel sorunlar yaşanmaktadır.
Çoğu ülkenin kendi toprakları içinde kum çıkarmaya yönelik kendine özgü yasal kuralları vardır. Bu ülkelerde inşaat sektöründe kullanılabilecek kumun kalitesi de belirlenmiştir. Yasal kuralları olmayan geri kalmış ve kalkınmakta olan ülkelerde kum çıkarma işlemi düzensiz yapılmakta, hatta bu iş yasa dışı örgütlerce organize edilmektedir.
Kumla ilgili önemli sorunlardan biri de kumun üretildiği yerden kullanım yerine taşınması için karşılanması gereken maliyettir. Uluslararası kum ticaretinde nakliye maliyetleri toplam maliyetlerin yüzde 70'ini oluşturduğundan öncelikle kum yerel kaynaklardan temin edilmektedir. Genellikle kum ve agreganın taşıma mesafesi 50 km üzerine çıktığında taşıma maliyeti kum ve agreganın satış bedeli içindeki oranı ciddi olarak artmaktadır. Haliyle mesafe artışı maliyet artışı ile doğru orantılıdır. Buna karşın zengin bazı ülkeler 50 km mesafe bir yana kumun deniz yoluyla kilometrelerce taşınması bedelini de karşılayabilmektedirler.
OEC verilerine göre Avustralya ABD'den sonra dünyanın en büyük ikinci kum ihracatçısı ülkedir. İnşaat sektörünün büyüklüğü nüfus ile doğru orantılıdır. Çin yıllık 20 milyar ton civarında kum tüketirken dünyanın en büyük çimento üreticisi durumundadır.
Hollandalı bir araştırma grubuna göre, 1985'ten bu yana insan eliyle dünyada deniz kıyılarında 13.500 m2 büyüklüğünde kumla yapay alan oluşturulmuştur. Singapur son 20 yılda Güneydoğu Asya ülkelerinden yaklaşık 550 milyon ton kum ithal ederek 130 milyon km2 alanı kullanılabilir hale getirmiştir. Birleşik Arap Emirlikleri de her yıl kum ithalatı için Avusturalya’ya 6 milyar dolar ödemektedir.
Barınma denildiğinde ilk akla gelenler bina gibi kapalı bir alan, bu alanın yapımında kullanılan kum, çakıl, çimento olmaktadır. Önümüzdeki 10 yıl içinde dünyada kum gereksiniminin 50 milyar tonu geçeceği, bu gereksinimin zor karşılanacağı, ciddi boyutta kum kıtlığı yaşanacağı ifade edilmektedir. Bunun için gerekli kum talebinin başta agregadan kum üreterek karşılanması düşünülmektedir.
Bant konveyörlerin tehlike potansiyeli ve genel kazaların istatistiksel verileri. Konveyör Kazalarının...
Bant konveyör hesaplamaları, endüstriyel tesislerde verimliliği ve operasyonel maliyetleri optimize etmek için kritik...
Konveyörlerde çalışırken çok çeşitli sorunlar olabilir. Bunlardan en genel olanları ve çözüm yöntemleri aşağıda detaylı...
Dosyayı indirmek için lütfen aşağıdaki formu doldurunuz.
İsmet İnönü Blv. No:12, 06909 Malıköy Başkent OSB Sincan ANKARA - TURKEY
Fax : +90 312 397 10 34