Investigation of Engineering Characteristics of Marble In Sivaslı (Uşak) Region

Year 2023, Volume: 23 Issue: 5, 1293 - 1306, 30.10.2023

Haluk Çelik , Ayşe Nur Alperen , Metin Bağcı

https://doi.org/10.35414/akufemubid.1273143

Abstract

In the metamorphic units in the Menderes Massif located in and around Uşak, there is an important
marble potential in the districts of Karahallı, Ulubey and Sivaslı. The metamorphic units in the Menderes
Massif consist of core and cover units. Gneiss forms core units, schists and marbles form cover units.
The gneisses, which form the oldest rocks of the massif, are generally seen as augen and banded
gneisses. Schists are found in a very large area in the region. Generally, schists and marbles show some
transitional levels with each other. In this study; Physical, mechanical, chemical, mineralogical and
petrographic analyzes of marble samples taken from three marble quarries operating in Sivaslı District
were carried out. It was determined that the unit volume weight values, which are among the physical
properties of the samples, were between 2.69 and 2.80 gr/cm3, the water absorption ratios by weight
ranged between 0.17-0.32%, and the filling ratio values varied between 94.04-97.63%. It has been
observed that the uniaxial compressive strength values, which are among the mechanical properties of
Sivaslı (Uşak) marbles, are between 919.9-1051.1 kg/cm2, and the friction and abrasion resistance
values by volume are between 3.90 and 4.67 cm3/50cm2. As a result of mineralogical-petrographic
examinations, it has been determined that the CaO ratios of Sivaslı marbles vary between 50.6 and 53.7,
they contain calcite minerals with granoblastic texture and lesser dolomite minerals, and according to
their grain size distribution of calcite crystals vary between 68.8 µm and 963.1 µm.

Keywords

Natural Stones, Marble, Sivaslı, Compressive strength, Physico-mechanical properties

Sivaslı (Uşak) Yöresi Mermerlerinin Mühendislik Özelliklerinin Araştırılması

Abstract

Uşak ve çevresinde yer alan Menderes Masifinde bulunan metamorfik birimlerde Karahallı, Ulubey ve
Sivaslı ilçelerinde önemli mermer potansiyeli bulunmaktadır. Menderes Masifinde yer alan metamorfik
birimler çekirdek ve örtü birimlerden oluşmaktadır. Gnayslar çekirdek birimleri, Şist ve mermerler ise
örtü birimleri oluşturmaktadır. Masifin en yaşlı kayaçlarını oluşturan gnayslar genellikle gözlü ve bantlı
gnayslar şeklinde görülmektedirler. Şistler ise bölgede çok geniş bir alanda bulunmaktadır. Genellikle
şist ve mermerler yer yer birbirleriyle geçişli seviyeler göstermektedir. Bu çalışmada; Sivaslı İlçesinde
işletilmekte olan üç mermer ocağından alınan mermer numunelerinin fiziksel, mekanik, kimyasal,
mineralojik ve petrografik analizleri gerçekleştirilmiştir. Numunelerin fiziksel özelliklerden olan birim
hacim ağırlık değerlerinin 2.69 ile 2.80 gr/cm3 arasında olduğu, ağırlıkça su emme oranlarının %0.17
0.32 arasında değiştiği, doluluk oranı değerlerinin ise %94.04-97.63 arasında değişim gösterdiği
belirlenmiştir. Sivaslı (Uşak) mermerlerinin mekanik özelliklerden olan tek eksenli basınç dayanımı
değerlerinin 919.9-1051.1 kg/cm2 arasında, hacimce sürtünme ile aşınma dayanımı değerlerinin ise 3.90
ile 4.67 cm3/50cm2 arasında olduğu görülmüştür. Mineralojik-petrografik incelemeler neticesinde
Sivaslı mermerlerinin CaO oranlarının %50.6-53.7 arasında değişim gösterdiği numunelerin granoblastik
doku gösteren kalsit mineralleri ve daha az oranda dolomit mineralleri içerdikleri ve tane boyut
dağılımlarına göre kalsit kristallerinin 68.8 µm ile 963.1 µm arasında tane boyutlarının değiştiği tespit
edilmiştir.

Keywords

Doğaltaşlar, Mermer, Fiziko-mekanik özellikler, Sivaslı, Basınç dayanımı

References

• Ayhan, M., 1973. Gördes Migmatitleri, MTA Dergisi, 81,132-135. Alperen, A.N., Çelik, H., ve Bağcı, M., 2022. Uşak-Karahallı Mermerlerinin Fiziko-Mekanik Özelliklerinin Mineralojik-Petrografik Özellikleri ile Birlikte Değerlendirilmesi. Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22 (4), 911-924.
• Akçakoca, H., Uysal, Ö. ve Topal, İ., 2003. Mermerlerin Kalite Kontrol Süreci Açısından Tekno-Mekanik Özelliklerinin Önemi. Türkiye IV. Mermer Sempozyumu (Mersem 2003) Bildiriler Kitabı, 18-19.
• Aysal, N. ve Korkanç, M., 2002. Sivaslı (Uşak) Mermer Yataklarının Jeolojik Özellikleri ve Mühendislik Özellikleri. İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yerbilimleri Dergisi, 15, 1-10.
• Bağcı, M., 2020. Mineralogical, petrographic, and geochemical characterization of colored İscehisar marbles (Afyonkarahisar, W-Turkey). Turkish Journal of Earth Sciences, 29, 946-975.
• Bieniawski, Z.T., 1975. The Point-Load Test in GeotechnicalPractice. Engineering Geology, 9 (1), 1-11.
• Brilli, M., Lapuente Mercadal, M.P., Giustini, F., Royo Plumed, H., 2018. Petrography and mineralogy of the white marble and black stone of Göktepe (Muğla, Turkey) used in antiquity: New data for provenance determination. J. Archaeol. Sci. Rep., 19, 625–642. Bukhari, S.A.A., Basharat, M., Janjuhah, H.T., Mughal, M.S., Goher, A, Kontakiotis, G, vasilatos C., 2023. Petrography and Geochemistry of Gahirat Marble in Relation to Geotechnical Investigation: Implications for Dimension Stone, Chitral, Northwest Pakistan, Appl. Sci., 13, 1755.
• Casas, L, Difebo, R, Ruiz J.C, Brrili, M, Antonelli, F, Martin, J.D.M. 2022. Archaeometric classification of scattered marble fragments to help the reconstruction of statues, Minerals, 12, 1614.
• Çelik, H., Alperen, A.N., ve Bağcı, M., 2021. Ulubey (Uşak) Beyaz Mermerlerinin Fiziko-Mekanik, Kimyasal ve Mineralojik-Petrografik Özelliklerinin Araştırılması. Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Fen ve Mühendislik Dergisi, 23 (69), 857-866.
• Çelik, M.Y. ve Kırılıveren, S., 2012. Çamlıbel-Ulubey (Uşak) Beyaz Mermerinin Jeolojik Ve Fiziko-Mekanik Özelliklerinin Araştırılması. Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 8 (1), 44-53.
• Deere, D.U. ve Miller, R.P., 1966. Engineering Classification and Index Properties for IntactRock. Air Force Weapons Laboratory, Technical Report, AFWLTR-65-116, University of Illinois.
• Gezen, Z., 2013. Kristal boyutunun mermerlerin malzeme özellikleri ile durabiliteleri üzerindeki etkisi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yüksek Lisans Tezi, yayınlanmamış, İzmir, 185.
• ISRM, 1981. Rock Characterization, Testing and Monitoring, International Society of Rock Mechanics Suggested Methods, Pergamon Press, Oxford.
• ISRM, 1985. Suggested Method For Determining Point Load Strength. International Journal of Rock Mechanics, mining Sciences and Geomechanical Abstracts, 22 (2), 51-60.
• Kalkınma Bakanlığı, 2018. Madencilik Politikaları Özel İhtisas Komisyonu Raporu. 11. Kalkınma Planı (2019-2023), Ankara.
• Ketin. İ., 1983. Türkiye Jeolojisine Genel Bir Bakış, İTÜ Yayınları. Sayı. 1259, İstanbul.
• Kibici, Y.,Mutlutürk, M., Karagüzel, R. ve Bilgin, A., 1992. Karahallı (Uşak) yöresinin jeolojisi ve yöre mermerlerinin mühendislik özellikleri. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bülteni, 7, 165-178.
• Kibici, Y., Karagüzel,R., Mutlutürk, M., 2001. An Investigation on the Petrographical and Physico-Mechanical Properties of the Marbles from Karahallı, Uşak-Turkey, 4th International Symposium Eastern Mediterranean Geology, Isparta, 359-369.
• Kun, N., 2000. Mermer Jeolojisi ve Teknolojisi, Tezer Matbaası, İzmir, 149.
• Matula, M.,Dearman, W.R., Golodkovskaja, G.A., Pahi, A., Radbruch-Hall, and Dorothy H., 1979. Classification of Rocks and Soils For Engineering Geological Mapping. Part 1: Rock and Soil Materials. Bulletin of The International Association of Engineering Geology, 19, 364-371.
• Miller, M, Masera, T, Zupancıc, N, Jarc, S., 2019. Characteristics of minerals in Slovenian marbles, Geologıja 62/2: 175-187.
• Moos, A. Ve Quervain, F., 1948. Technische Gesteinskunde. Part of the Book Series: Lehrbücherund Monographienaus dem Gebiete der exakten Wissenschaften (LMW, V.15), Verlag Birkhauser, Basel. Şentürk A., Gündüz L., Tosun Y., İ. ve Sarıışık A., 1996. Mermer Teknolojisi, Süleyman Demirel Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi, Maden Mühendisliği Bölümü, Isparta.
• Zafer Kalkınma Ajansı, 2012. TR33 Bölgesi Mevcut Maden Kaynakları ve Stratejiler, Kütahya. TS EN 13755, 2014. Doğal Taşlar-Deney Yöntemleri: Atmosfer Basıncında Su Emme Tayini. TSE, Ankara, 10.
• TS EN 1936, 2010. Doğal Taşlar-Deney Yöntemleri: Gerçek Yoğunluk, Görünür Yoğunluk, Toplam ve Açık Gözeneklilik Tayini. TSE, Ankara, 10.
• TS EN 14579, 2006. Doğal Taşlar-Deney Yöntemleri: Ses Hızı İlerlemesinin Tayini. TSE, Ankara, 14. TS EN 1926, 2000. Doğal Taşlar-Deney Yöntemleri: Tek Eksenli Basınç Dayanımı Tayini. TSE, Ankara, 10. TS EN 13161, 2009. Doğal Taşlar-Deney Yöntemleri: Sabit Moment Altında Eğilme Dayanımının Tayini. TSE, Ankara, 17. TS EN 14157, 2005. Doğal Taş-Aşınma Direncinin Tayini. TSE, Ankara, 21.
• TS EN 12407, 2008. Doğal Taşlar–Deney Yöntemleri: Petrografik İnceleme. TSE, Ankara, 20.
• TS EN 14158, 2004. Doğal Taşlar-Deney Yöntemleri: Kopma Enerjisinin Tayini. TSE, Ankara.
• Yavuz, A.B, Türk, N, Koca, M.Y., 2002. Muğla yöresi mermerlerinin, mineralojik, kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 26, (1),1-18.
• https:// www .enerji.gov.tr/ (28.01.2023).