Thermal and mechanical properties of building stones used in some provinces in the Marmara Region

Öz

In this study, some physical properties of Lefke (Bilecik), Keşan (Edirne), Çan (Çanakkale) and Küfeki (Istanbul) stones, which are used as building materials in their regions, were investigated. Samples were taken from two separate quarries for each stone, and after chemical analysis, thermal conductivity, compressive stress, water absorption, respiration ability and abrasion tests were performed. As a result of the tests, it has been revealed that i) Çan, Tüfekî and Lefke stones, among the ones examined, with low thermal conductivity coefficient values (0.342 W/mK, 0.564, 0.860 W/mK), can be used as briquettes, bricks or wall covering materials for thermal insulation and decoration purposes, ii) Keşan stone can be used in load-bearing wall material and wear-resistant flooring with 81.3 MPa compressive stress and 4.83% wear rate values and iii) four stones have rich reserves and low costs. The results were compared with other building materials especially in terms of energy saving, strength and comfort conditions.

Anahtar Kelimeler

• Lefke stone
• Kesan stone
• Çan stone
• Küfeki stone
• building stones
• building material

Thermal and Mechanical Properties of Building Stones Used in Some provinces in the Marmara Region

Abstract

In this study, some physical properties of Lefke (Bilecik), Keşan (Edirne), Çan (Çanakkale) and Küfeki (Istanbul) stones, which are used as building materials in their regions, were investigated. Samples were taken from two separate quarries for each stone, and after chemical analysis, thermal conductivity, compressive strength, water absorption, respiration ability and abrasion tests were performed. As a result of the tests, it has been revealed that i) Çan, Tüfekî and Lefke stones, among the ones examined, with low thermal conductivity coefficient values (0.342 W/mK, 0.564, 0.860 W/mK), can be used as briquettes, bricks or wall covering materials for thermal insulation and decoration purposes, ii) Keşan stone can be used in load-bearing wall material and wear-resistant flooring with 81.3 MPa compressive stress and 4.83% wear rate values and iii) four stones have rich reserves and low costs. The results were compared with other building materials especially in terms of energy saving, strength and comfort conditions.

Keywords

• Lefke stone
• Keşan stone
• Çan stone
• Küfeki stone
• building stones
• building material

References

1. Referans1. Vardar M. Mermerlerin uygarlık tarihindeki yeri , Mermer Dergisi, Sayı:12, 1990..
2. Referans2. Yüzer E, Angı S, Nerede hangi doğaltaş, Hanlar-Kervansaraylar Geleneksel ve Modern Mimaride Taş Sempozyumu, 29-30 Kasım 2007, 155-164, Antalya.
3. Referans3. Onargan T, Deliormanlı AH. Saydam S, Hacımustafaoğlu SR, Mermerlerde yüzey sertliğinin dayanıma olan etkilerinin araştırılması, II. Mermer Sempozyumu, 29-34, 2000 Afyon.
4. Referans4. Taşlıgil N, Şahin G. Yapı malzemesi olarak kullanılan Türkiye doğal taşlarının iktisadi coğrafya odağında analizi”, Marmara Coğrafya Dergisi, 33, 2016, 607-640
5. Referans5. Pivko D. Natural stones in earth’s history, Acta Geologica, 58, 2003, 3-86.
6. Referans6. Gevrek Aİ, Kazancı N. İgnimbrit oluşumu ve özellikleri, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, Ankara, 38, 1991, 39-42.
7. Referans7. Kazancı N, Gürbüz A. Jeolojik miras nitelikli Türkiye doğal taşları, Türkiye Jeoloji Bülteni. 57: 1. 2014
8. Referans8. Dinçer İ, Özvan A, Akın M, Tapan M, Oyan V. İgnimbritlerin kapiler su emme potansiyellerinin değerlendirilmesi. Ahlat taşı örneği, Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17 (2), 2012, 64-71.

9. Referans9. Duran F. Erciyes volkanizmasının oluşumu, Koçcağız Köyü (Kayseri) dolayının stratigrafisi ve tüflerin yapı-kaplama taşı olarak kullanılabilirliği. Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2009, Adana.
10. Referans10. Kaygısız H. Kayseri yöresindeki yapıtaşlarının fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi, Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Yüksek Lisans Tezi, 2010, Adana.
11. Referans11. Türkdönmez O, Bozcu M, The geological, petrographical and engineering properties of rhyolitic Tuffs (Çan stone) in Çan-Etili Area (Çanakkale), NW Turkey: Their Usage as Building and Covering Stones”, Open Journal of Geology, 2, 2012, 25-33.
12. Referans12. Devecioglu AG. An investigation on the heat conduction parameters of porous building stones, Master Thesis, 2001, Firat University.
13. Referans13. Bakış A, Işık E, Hattatoğlu F, Akıllı A. Jeolojik miras nitelikli Ahlat Taşı’nın inşaat sektöründe kullanımı, III. Uluslararası Ahlat-Avrasya Bilim, Kültür ve Sanat Sempozyumu Bildiriler Kitabı (Editörler Doğru M. ve Aksoy E.), 46-59, 22-24 Eylül 2014, Ahlat- Bitlis.
14. Referans14. Bicer A. Ahlat ve Malazgirt yapı taşlarının bazı fiziksel özellikleri, Fırat Üniversitesi Müh. Bil. Dergisi, 31(2), 2019, 301-307.
15. Referans15. Bicer A. Some physical properties of the building stones from southeastern Anatolia region, Bartın University International Journal of Natural and Applied Sciences, 2(1), 2019, 9-15.
16. Referans16. Bicer A. Some physical properties of the building stones from Elazıg-Nevsehir region, Nevşehir Bilim ve Teknoloji Dergisi, 8(2), 2019, 96-102.
17. Referans17. Demir I., The usage properties of Kırşehir regional rocks as crushed stone aggregate”, Journal of Polytechnic,, 8(1). 2005, 111-121.
18. Referans18. Çavumirza M, Kılıç Ö, Anıl M. Mucur (Kırşehir) yöresi kireçtaşı mermerleri ve travertenlerinin fiziko-mekanik özellikleri, Türkiye ıv. Mermer Sempozyumu (mersem'2003) bildiriler kitabı 18-19 Aralık 2003.
19. Referans19. Daloğlu G, Emir E. The assessment of tuffs located at Eskisehir-Derbent region as the natural building stone , Journal of Engineering and Architecture Faculty of Eskişehir Osmangazi University, Vol: XXIII, No:1, 2010
20. Referans20. Kılıç I., Edirne (Keşan) Bölgesi Kumtaşlarının Yapı Taşı Olarak Kullanılabilirliği, Doktora Tezi, Trakya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Mimarlık Anabilim Dalı, 2009, Edirne.
21. Referans21. Kılıç İ, Gültekin AH.. Sürdürülebilir bir yapı malzemesi olarak kumtaşı, Uluslararası Sürdürülebilir Yapılar Sempozyumu (ISBS 2010), Gazi Üniversitesi, Ankara, 26-28 Mayıs 2010, 51-54.
22. Referans22. URL1-https://www.dogrulukpayi.com/dogrulama/ataturk-un-eskisehir-valilik-binasini-liseye-tahsis-ettigi-iddiasi
23. Referans23. Selim HH, Karakaş A, Coruk Ö. Tarihi eserlerde doğal yapıtaşı olarak kullanılan Lefke taşının (Osmaneli/Bilecik) jeolojik ve mühendislik özellikleri, DÜMF Mühendislik Dergisi 10:(3), 2019), 1019-1032
24. Referans24. URL-2- https://www.kesan.bel.tr/projegoster/kunduracilar-carsisi.html
25. Referans25. Avsaroglu N. Anadolu'nun binlerce yıllık doğal taşları, “Küfeki taşı”, MTA Genel Müd., February-2020, 114-124
26. Referans26. URL-3, https://www.islamveihsan.com/topkapi-sarayi-tarihi.html
27. Referans27. Kolay İ., Çelik S. Ottoman stone acquisition in the Mid-Sixteenth Century: The Süleymaniye Complex in Istanbul”, MUQARNAS, .23, Brill Academic Pub., 2006, 251-272.
28. Referans28. URL-4, https://www.istanbultasi.com/istanbul-kufeki-tasi-kategori/dis-cephe-kufeki-tasi kaplama.
29. Referans29. Vysnıauskas VV, Zıkas AA. Determination of the thermal conductivity of ceramics by the Hot-Wire Technique. Heat Transfer Soviet Research, 20 (1): 1988, 137-142. Referans30. Denko S. Shotherm Operation Manual No 125-2. K.K. Instrument products department, 13-9, Shiba Daimon, Tokyo, 105, 1990, Japan
30. Referans31. TS 699, The test and experiment methods of natural building stones, TSE, 2009, Ankara
31. Referans32. Biçer A., Investigation of waste EPS foams modified by heat treatment method as aggregates, Journal of Building Engineering, Volume 42, October, 2021, 102472.
32. Referans33. TS 11145, Konglomera Yapı ve Kaplama Taşı olarak Kullanılan, TSE,1993, Ankara
33. Referans34. Toksoy M. Thermal conductivity coefficients of industrial materials, Journal of Engineers and Machinery, 347, 1988, 12-15.