Doğal Taşların Fiziko-Mekanik Özelliklerinin Bazalt- Kalker-İgnimbirit Taş Örnekleri Üzerinde Karşılaştırmalı Analizler ve Değerlendirmesi

Year 2025, Volume: 14 Issue: 2, 145 - 176

Kader Baran , Nursen Işık

https://doi.org/10.55007/dufed.1654429

Abstract

Barınma gereksinimi, insanlık tarihi sürecinde en temel ihtiyaçlardan biri olmuştur ve bu amaçla çeşitli yapı malzemeleri kullanılmıştır. Doğal taşlar, doğada yaygın bulunmaları, kolay temin edilmeleri ve dayanıklılıkları nedeniyle yapıların ana malzemesi olarak öne çıkmıştır. Bölgesel olarak farklı fiziksel ve mekanik özellikler sergileyen doğal taşlar, bulundukları bölgeye göre çeşitli yapılarda kullanılmıştır. Geleneksel yapıların korunması ve sürdürülebilirliğinin sağlanabilmesi için kullanılan malzeme ve tekniklerin iyi bilinmesi önemlidir. Bu çalışmada, Diyarbakır, Mardin ve Bitlis-Ahlat'ta bulunan mimari yapılardaki doğal taşların çeşitli deneylerle fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiştir. Deneyler; nokta yük dayanım indeksi, Los Angeles aşınma kaybı, tek eksenli basınç dayanım, Schmidt çekici deneylerini kapsamaktadır. Sonuç olarak, taş numuneler üzerinde yapılan deneylerde dayanımı en yüksek taş malzemenin bazalt, en düşük dayanım değerleri Bitlis-Ahlat taşında tespit edilmiştir. Çalışmada seçilen ve farklı özellikteki doğal taş türlerinin fiziksel ve mekanik özelliklerinin karşılaştırmalı analizleri sunularak, bu analizler doğrultusunda tablo ve grafikler oluşturulmuştur. Ayrıca yapılan bu çalışma, gelecekte yapılacak akademik araştırmalar ile mimari-inşaat sektöründe kullanılacak bu taşlara yönelik bilimsel bir temel oluşturmayı amaçlamaktadır.

Keywords

Doğal taş , Bazalt , İgnimbirit , Mardin (kalker) taşı , Dayanım

Ethical Statement

Yapılan çalışmada araştırma ve yayın etiğine uyulmuştur.

Supporting Institution

DİCLE ÜNİVERSİTESİ BİLİMSEL ARAŞTIRMALAR KOORDİNATÖRLÜĞÜ

Project Number

MİMARLIK 24.002

Thanks

Bu çalışma, Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Mimarlık Ana Bilim Dalında üretilen “Diyarbakır-Mardin-Bitlis İllerindeki Bazı Doğal Taşların Fiziko-Mekanik ve Petrografik Özelliklerinin Analizi ve Karşılaştırılması” başlıklı yüksek lisans tezinden üretilmiştir. Tez çalışmasında (Proje No: MİMARLIK.24.002) sağladıkları finansal destek için Dicle Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğüne (DÜBAP), Dicle Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Uygulama ve Araştırma Merkezi (DÜBTAM)’ne içtenlikle teşekkür ederim.

Comparative Analysis and Evaluation of Physico-Mechanical Properties of Natural Stones on Limestone-Ignimbrite-Basalt Stone Samples

Abstract

The need for shelter has been one of the most basic needs throughout human history, and various building materials have been used for this purpose. Natural stones have come to the fore as the main material of buildings due to their abundance in nature, easy availability and durability. Natural stones, which exhibit regionally different physical and mechanical properties, have been used in various structures depending on the region they are located in. It is important to know well the materials and techniques used to protect and ensure the sustainability of traditional buildings. In this study, the physical and mechanical properties of natural stones in architectural structures in Diyarbakır, Mardin and Bitlis-Ahlat were determined through various experiments. Experiments: It includes point load strength index, Los Angeles wear loss, uniaxial compressive strength and Schmidt hammer tests. As a result, in the experiments conducted on stone samples, the highest strength stone material was determined to be basalt, while the lowest strength values were determined in Bitlis-Ahlat stone. In the study, comparative analyses of the physical and mechanical properties of the selected and different types of natural stones were presented, and tables and graphs were created in line with these analyses. In addition, this study aims to create a scientific basis for these stones to be used in the architecture-construction sector with future academic research.

Keywords

Natural stone , Basalt , Ignimbirite , Mardin stone , Strength

Project Number

MİMARLIK 24.002

References

• N. Işık. “Diyarbakır Karacadağ Bölgesi bazaltının yapısal özelliklerinin saptanması ve Diyarbakır geleneksel çağdaş mimarisinde kullanım alanları,” Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ, Türkiye, 2003.
• K. Schmidt, Göbekli Tepe. İstanbul: Arkeoloji ve Sanat Yayınları, 2018.
• E. Görcelioğlu. “Yapı malzemesi olarak kullanılan başlıca doğal taş çeşitlerinin bazı teknik özellikleri,” Journal of the Faculty of Forestry İstanbul University, no.26, pp.148-166, 1976.
• G.A. Macdonald. Volcanoes. Englewood Cliffs, N.J.: Prentice-Hall, 1967.
• M. G. Best. Igneous and Metamorphic Petrology. Hoboken, N.J.: Blackwell Publishing, 2003.
• A. Spry, “The origin of columnar jointing in lava flows,” The Canadian Mineralogist, vol. 7, no. 2, pp.216–228, 1962, doi: 10.3749/canmin.7.2.216.
• I.S.E., Carmichael, F.J., Turner & J., Verhoogen, Igneous Petrology. United States: McGraw-Hill, 1974.
• Türkiye Doğal Taş Envanteri, MTA (Maden Tetkik ve Arama) Genel Müdürlüğü, Ankara, 2020.
• F.G. Bell, Engineering Geology. Oxford: Elsevier, 2007.
• H. Yavuz, T., Topal. “Evaluation of weathering effects on the mechanical properties of basaltic Rocks,” Engineering Geology, vol.75, no. 3, pp. 267–280, 2005.
• Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine, ASTM C131-06, ASTM International, 2010.
• R.W. Le Maitre, (Ed.) Igneous Rocks: A Classification and Glossary of Terms. U.K., Cambridge: Cambridge University Press, 2002.
• H. Blatt, R.J. Tracy, & B.E. Owens. Petrology: Igneous, Sedimentary, and Metamorphic. United Kingdom: W.H. Freeman and Company, 2006.
• F. M. Halifeoğlu, N. Dalkılıç, “Tarihten günümüze Diyarbakır bazaltının gelişim süreci ve bugünkü kullanım alanları,” I. Ulusal Yapı Malzemesi Kongresi, İstanbul, Türkiye, 9-13 Ekim, 2002, pp.570-579.
• V. Fiore, T. Scalici, F. Nicoletti, G. Vitale, M. Prestipino, A. Valenza, “A review on basalt fibre and its composites,” Composites Part B: Engineering, vol. 74, pp. 74–94, 2011.
• E. J. Tarbuck, F. K. Lutgens. Earth: An Introduction to Physical Geology (12th Ed.). London: Pearson Education, 2017.
• S. Boggs. Principles of Sedimentology and Stratigraphy. United States: Pearson Prentice Hall, 2006.
• E. Flügel, Microfacies of Carbonate Rocks: Analysis, Interpretation and Application. Berlin: Springer-Verlag, 2010.
• B. Aktekin, M. E. Karagüler ve A. Yılmaz, “Mardin taşının fiziksel-mekanik özellikleri ve koruma yaklaşımları,” Yapı Malzemeleri Dergisi, c. 7, sayı. 2, ss. 102–115, 2019.
• M. Keskin, N. Güleç, N. J. A. Pearce, J. G. Mitchell, “Petrology and geochronology of Suphan volcano (Eastern Anatolia, Turkey),” Journal of Volcanology and Geothermal Research, vol. 149 no. 1, pp. 239–262, 2006, doi: https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2005.06.005.
• A. Yıldırım, “Ahlat taşının fiziksel-mekanik özellikleri ve tarihi yapılardaki kullanımı,” Bitlis Eren Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, c. 3 sayı. 2, ss. 95–106, 2014.
• R. V. Fisher, H. U. Schmincke, Pyroclastic Rocks. Heidelberg, Germany: Springer-Verlag, 1984.
• R. A. F. Cas, J. V. Wright, Volcanic Successions: Modern and Ancient. New South, Australia: Allen & Unwin, 1987.
• T. Topal and V. Doyuran, “Engineering Geological Properties of the Ignimbrite from Ahlat-Bitlis Region (Turkey),” Bulletin of Engineering Geology and the Environment, vol. 56, pp. 225–242, 1997.
• M. Tuncer, M. Aytekin, N. Bilgin, “Ahlat taşının restorasyondaki önemi ve uygulama örnekleri,” Restorasyon ve Konservasyon Çalışmaları Dergisi, c. 5, ss. 82–90, 2010.
• Standard Test Method for Resistance to Degradation of Small-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine, ASTM C131/C131M-20, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2020, https://doi.org/10.1520/C0131_C0131M-20.
• Standard Test Method for Resistance to Degradation of Large-Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine, ASTM C535-16, ASTM International, West Conshohocken, PA, 2016, https://doi.org/10.1520/C0535-16.
• Tests for mechanical and physical properties of aggregates, Part 2: Methods for the determination of resistance to fragmentation, TS EN 1097-2, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2010.
• S. Kahraman. “Evaluation of simple methods for assessing uniaxial compressive strength of rock,” International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, vol. 38, no. 7, pp. 981–994, 2001, doi: https://doi.org/10.1016/S1365-1609(01)00061-0.
• R. Ulusay and J. A. Hudson, Commission on Testing Methods. ISRM (International Society for Rock Mechanics and Rock Engineering). Compilation Arranged by the ISRM Turkish National Group, Ankara, Turkey, pp. 628. 2007.
• Beton Agregaları, TS 706 EN 12620+A1, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2009.
• D. V. Deere and R. L. Miller, Engineering Classicifation and Index Properties of Intact Rock. Urbana, U.S.: Department of Civil and Environmental Engineering, University of Illinois, pp. 90-101, 1996.
• E. Schmidt, “A non-destructive concrete tester,” Concrete, no. 59, pp. 34–35, 1951.
• ISRM, “Suggested methods for determining hardness and abrasiveness of rocks”. Int. J. Rock Mech. Min. Sci. Geomech. Abstr., vol. 15, pp.89–98. 1978.