Evaluation of Different Types of Limestones used As Marble by Nondestructive Test Methods

Year 2018, Volume: 33 Issue: 1, 229 - 240, 15.03.2018

Elif Erdeve Özvan , İsmail Akkaya Mesut Bor Mücip Tapan

https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.420733

Abstract

Currently, the usability of building stones is determined by direct physical and mechanical tests. Dry unit weight, water absorption by weight, post-frost weight loss, uniaxial compressive strength and post-frost uniaxial compressive strength values are compared with the limiting values as specified in TS 10449 and ASTM standards in order to be used as a building stone. This study proposes a new method that can be used to evaluate building stones to be used in construction industry by use of Vp and Vs wave velocity values gathered using a nondestructive test method. Within the scope of this study, Vp and Vs wave velocities of building stones with six different textures were measured on 144 original and weathered cube samples of 7x7x7 cm3. The results from conventional test methods were compared with the proposed nondestructive test method results and a criteria that can be adopted to current relevant standards using Vp and Vs values was proposed. It was concluded that limestones samples with Vp higher than 5000 m/s and Vs higher than 2750 m/s can be used as building stone.

Keywords

Building stone, Limestone, Accelerated weathering test, Ultrasonic pulse velocity

Tahribatsız Yöntemlerle Farklı Kireçtaşlarının Mermer Olarak Kullanılabilirliğinin Belirlenmesi

Abstract

Günümüzde, yapı taşlarının kullanılabilirliği doğrudan fiziksel ve mekanik testlerle belirlenmektedir. Yapıtaşları, kaya malzemenin kuru birim hacim ağırlığı, ağırlıkça su emme, donma sonrası ağırlık kaybı, tek eksenli basınç dayanımı ve donma sonrası tek eksenli basınç dayanımı değerlerine göre TS 10449 ve ASTM standartlarında belirtilen sınırlayıcı değerlerle karşılaştırma yapılarak kullanılmaktadır. Bu çalışmanın amacı, yapıtaşının belirlenmesinde tahribatsız bir test yöntemi olan Vp ve Vs dalga hızı değerleri ile inşaat sektöründe kullanılacak yapı taşlarının değerlendirilmesi için yeni bir parametre önermektedir. Bu çalışma kapsamında, 7x7x7 cm3 boyutlarında 144 orijinal ve yıpranmış küp numunesinde altı farklı dokuya sahip yapı taşının Vp ve Vs dalga hızı ölçülmüştür. Bilinen test yöntemlerinden elde edilen sonuçlar, önerilen tahribatsız test yöntemi sonuçları ile karşılaştırılmış ve mevcut standartlara Vp ve Vs değerleri kullanılarak kabul edilebilir bir ölçüt önerilmiştir. Sonuç olarak, Vp değeri 5000 m/s’den Vs değeri de 2750 m/s’den büyük bulunan kireçtaşlarının yapı taşı olarak kullanılabileceği belirlenmiştir.

Keywords

Yapıtaşı, Kireçtaşı, Yapay bozunma deneyi, Ultrasonik hız

References

• 1. Ayaz, M.E., Karacan, E. 2000. Sivas Batısındaki Traverten Oluşumlarının Yapı ve Yüzey Kaplama Taşı Olarak Kullanılabilirliklerinin İncelenmesi. Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 23-24(1), 87-99.
• 2. Kahraman, S., 2001. Evaluation of Simple Methods for Assessing the Uniaxial Compressive Strength of Rock. Int. J. Rock Mec. Min. Sci, 38, 981-994.
• 3. Altaş, Z., 2006. Üçtepe (Bünyamin-Kayseri) Traverten Ocağının İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü. Adana, 82.
• 4. Şen, S., 2006. Baltaşı - Palu (Elazığ) Travertenlerinin Tekno-Mekanik Özelliklerinin Belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, Adana, 93.
• 5. Kaya, T., 2007. Ulumuhsin (Konya) Civarındaki Traverten Yataklarının Jeolojisi ve Fiziksel Özellikleri. Yüksek Lisans Tezi, Selçuk Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü, Konya, 47.
• 6. Özpınar, Y., Heybeli, H., Semiz, B., Baran, H.A., Kocan, B., 2001. Kocabaş (Denizli) Travertenlerinin ve Kömürcüoğlu (Kocabaş) Travertenlerinin Jeolojik ve Petrografik Olarak İncelenmesi ve Bunların Teknolojik Açıdan Değerlendirilmesi. PÜ Mühendislik Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü. Türkiye 3. Mermer sempozyumu (Mersem’2001) Bildiriler Kitabı. Afyon.
• 7. Akın, M., 2008. Eskipazar Karabük Travertenlerinin Bozunmasının Araştırılması. Doktora Tezi, Ankara Üniv. Fen Bilimleri Enstitüsü. Ankara, 280.
• 8. Kılıç, A.M., Kahraman, E., Kılıç, Ö., 2017. The use of Ultrasonic Mesaurements Determining the Quality of the Dimension Stone Blocks, International Journal of Natural and Engineering Sciences. 11(1), 28-33.
• 9. Erdoğan O., Özvan A., 2015. Evaluation of Strength Parameters and Quality Assessment of Different Lithotype Levels of Edremit (Van) Travertine (Eastern Turkey). Journal of African Earth Science, 106, 108-117.
• 10. Celik, M.Y., 2017. Water Absorption and P-Wave Velocity Changes During Freeze-thaw Weathering Process of Crosscut Travertine Rocks. Environ Earth Sci.76:409. DOI 10.1007/s12665-017-6632-7
• 11. TS 699, 2009. Doğal Yapı Taşları. İnceleme ve Deney Metotları. Türk Standartları Enstitüsü. ICS91.100.01; 91.100.15. Ankara.
• 12. TS EN 12371, 2002. Doğal Taşlar-Deney Metotları-Dona Dayanım Tayini. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• 13. RILEM, 1980. Recommended Tests to Measure the Deterioration of Stone and to Assess the Effectiveness of Treatment Methods. Commission 25-PEM. Material and Structures. 13, 175-253.
• 14. TS EN 1926, 2007. Doğal taşlar-Deney yöntemleri -Tek eksenli basınç dayanımı tayini, Ankara.
• 15. ISRM, 2007. The Complete ISRM Suggested Methods for Rock Characterization. Testing and Monitoring: 1974-2006. Eds. R. Ulusay and J.A. Hudson. ISRM Turkish National Group. Ankara.
• 16. ISRM, 2014. The ISRM Suggested Methods for Rock Characterization, Testing and Monitoring: 2007–2014, R. Ulusay (ed.), DOI: 10.1007/978-3-319-07713-0, _ Springer-Verlag Wien 2013.
• 17. Cooke, R.U., 1994. Salt Weathering and the Urban Water Table in Deserts. Rock Weathering and Landform Evolution. Robinson. D.A. and Williams. R.B.G.(eds.). Chp. 12, 193-205.
• 18. Benavente, D., Del Cura, M.A.G., Fort, R., Ordonez, S., 2004. Durability Estimation of Porous Building Stones from Pore Structure and Strength. Engineering Geology. 74, 113-127.
• 19. Ruiz Agudo, E.. Mees, F.. Jacobs, P., Rodriguez Navarro, C., 2007. The Role of Saline Solution Properties on Porous Limestone Salt Weathering by Magnesium and Sodium Sulfates. Environmental Geology. 52, 305-317.
• 20. Fereidooni, D., Khajevand, R., 2017. Correlations Between Slake-Durability Index and Engineering Properties of Some Travertine Samples Under Wetting–Drying Cycles. Geotech Geol Eng DOI 10.1007/s10706-017-0376-8
• 21. Zalooli, A., Khamehchiyan, M., Nikudel, M.R., 2018. Durability Assessment of Gerdoi and Red Travertines from Azarshahr, East Azerbaijan Province, Iran. Bulletin of Engineering Geology and the Environment https://doi.org/10.1007/s10064-018-1249-y
• 22. Tarhan, F., 1989. Mühendislik Jeolojisi Prensipleri, K.T.Ü. Basımevi, Trabzon.
• 23. TS 2513, 1977. Doğal Yapı Taşları, TSE, Ankara.
• 24. TS 10449, 1992. Mermer–Kalsiyum Karbonata Esaslı–Yapı ve Kaplama Taşı Olarak Kullanılan. Ankara.
• 25. TS 6234, 1988. Granit Yapı ve Kaplama Taşı Olarak Kullanılan, TSE, Ankara.
• 26. TS 11143, 1993. Traverten Yapı ve Kaplama Taşı Olarak Kullanılan, TSE, Ankara.
• 27. ASTM C 616, 1989. Standard Specification for Quartz-Based Dimension Stone, Annual Book of ASTM Standards.
• 28. ASTM C 568, 1990. Standard Specification for Limestone Dimension Stone, Annual Book of ASTM Standards.
• 29. ASTM C 615, 1992. Standard Specification for Granite Dimension Stone, Annual Book of ASTM Standards.
• 30. ASTM C 503, 1989.Standard Specification for Marble Dimension Stone, Annual Book of ASTM Standards.
• 31. ASTM C 97, 1996. Standard Test Methods for Absorption and Bulk Specific Gravity of Dimension Stone, Annual Book of ASTM Standards.
• 32. ASTM C 170, 1990. Standard Test Method for Compressive Strength of Dimension Stone, Annual Book of ASTM Standards.
• 33. ASTM C 99, 1987. Standard Test Method for Modulus of Rupture of Dimension Stone, Annual Book of ASTM Standards.
• 34. ASTM C 241, 1990. Standard Test Method for Abrasion Resistance of Stone Subjected to Foot Traffic, Annual Book of ASTM Standards.
• 35. TS 10449, 2009. Mermer-Kalsiyum Karbonat Esaslı-Yapı ve Kaplama Taşı Olarak Kullanılan, Ankara.