Characteristics of artificial building stones produced from tectonomagmatic/metamorphic and sedimentary rocks from Doğanşehir-Malatya region

Year 2023, Volume: 58 Issue: 1, 75 - 106, 31.12.2023

Oğuzhan Yazıcı , Tamer Rızaoğlu

Abstract

In this study, new materials were produced by combining different geomaterials with binders such as polyester and cement and applying gelcoat to their surfaces, and the physical, mechanical and aesthetic properties of these produced materials were investigated. Unit volume weight, water absorption, thermal conductivity coefficient, ultrasound speed, bending strength, compressive strength, Schmidt rebound, Böhme abrasion loss and freeze-thaw resistance tests were performed on the produced materials. The highest bending and compressive strength and lowest water absorption values were observed in materials created with 0.150-0.250 mm grain size aggregates. While a texture close to nature was observed in products produced from medium-coarse grained geomaterials, a doughy structure was observed in materials produced with fine grained aggregates. It has been observed that the geomaterials used in the study can be used as artificial building material sources due to the low water absorption and high compressive/flexural strength properties obtained in the final products.

Keywords

Artificial stone, Building material, Geomaterial, Mechanical Properties

Doğanşehir-Malatya bölgesindeki tektonomagmatik/metamorfik ve sedimanter kayalardan üretilen suni yapı taşlarının özellikleri

Abstract

Bu çalışmada farklı jeomateryallerin polyester ve çimento gibi bağlayıcılarla birleştirilmesiyle ve yüzeylerine jelkot uygulanmasıyla yeni malzemeler üretilmiş ve üretilen bu malzemelerin fiziksel, mekanik ve estetik özellikleri araştırılmıştır. Üretilen malzemeler üzerinde birim hacim ağırlığı, su emme, ısıl iletkenlik katsayısı, ultrasonik ses hızı, eğilme mukavemeti, basınç mukavemeti, Schmidt geri tepmesi, Böhme aşınma kaybı ve donma-çözülme direnci testleri yapılmıştır. En yüksek eğilme ve basınç dayanımı ile en düşük su emme değerleri 0,150-0,250 mm tane büyüklüğündeki agregalardan oluşturulan malzemelerde gözlenmiştir. Orta-iri taneli jeomateryallerden üretilen ürünlerde doğala yakın bir doku gözlenirken, ince taneli agregalarla üretilen malzemelerde hamurlu bir yapı gözlenmiştir. Nihai ürünlerde elde edilen düşük su emme ve yüksek basınç/eğilme mukavemeti özelliklerinden dolayı çalışmada kullanılan jeomateryallerin yapay yapı malzemesi kaynağı olarak değerlendirilebileceği görülmüştür.

Keywords

Jeomateryal, Yapı Malzemesi, Suni Taş, Mekanik özellikler

References

• Agrizzi,C.P., Carvalho, E.A.S., Gadioli, M.C.B., Barreto, G.N.S., Azevedo, A.R.G., Monteiro, S.N., 2022. Comparison between synthetic and biodegradable polymer matrices on the development of quartzite waste-based artificial stone. Sustainability.14,6388.
• Anonim, 2008. Polipol 3456 genel amaçlı döküm tipi polyester [online]. Poliya Polyester ve Yard. Mad. San. URL(erişim tarihi: 10.10.2021). http://www.poliya.com.tr
• Arıcan, G., ve Rızaoğlu, T., 2017. Arenitten Granite Dönüşüm ‘Jelkotlu Döküm Granit Üretim Metodu’. 40. Yıl Jeoloji Sempozyumu, 3-6 Mayıs 2017, Adana, Türkiye, 191-192.
• ASTM C, 1113-90., 1990. Test method for thermal conductivity of refractories by hot wire, Platinum Resistance Thermometer Technique. American Society for Testing and Materials, Philadelphia. ASTM International, West Conshohocken, PA.
• ASTM 1994. Annual Book of ASTM Standarts-Construction: Soil and Rock. ASTM Publications, 4(8), s978.
• ASTM C 666/C 666M., 2003. Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing. Annual Book of ASTM Standards: USA, 6.
• Barani, K., Esmaili., H., 2026. Production of artificial stone slabs using waste granite and marble stone sludge samples. Journal of Mining & Environment, 7 (1), 135-141.
• Barreto, G.N.S., Carvalho, E.A.S., Souza, V.S., Gomes, M.L.P.M., Azevedo, A.R.G., Monteiro, S.N., 2022Engineered stone produced with glass packaging waste, quartz powder, and epoxy resin. Sustainability.14,7227.
• Carvalho, E.A.S., Vilela, N.F., Monteiro, S.N., Vieira, C.M.F., Silva, L.C., 2018. Novel artificial ornamental stone developed with quarry waste in the epoxy composite. Mater Res. 21(1),1-6.
• ÇİMSA 2019. Çimentonun Fiziksel, Kimyasal Ve Mekanik Özellikleri. URL(erişim tarihi 10.10.2021). http://www.cimsa.com.tr
• Çelik, M. Y., Emrullahoğlu, Ö. F.,1999. Mermer artıklarından polyester bağlayıcılı suni mermer blok ve levha üretiminin araştırılması. Afyon Kocatepe Üniversitesi, Fen Bilimleri Dergisi,1(1),35-50.
• Deere, D.U., Miller, R.P., 1966. Engineering classification and Index Properties of Intact Rock”, Air Force Weapons Laboratory. Technical Report No:AFNL-TR. 65-116.
• Gomes, M. L. P., Carvalho, E. A., Sobrinho, L. N., Monteiro, S. N., Rodriguez, R. J., Vieira, C. M. F.,2018. Production and characterization of a novel artificial stone using brick residue and quarry dust in epoxy matrix. Journal of materials research and technology, 7(4), 492-498.
• Gomes, M. L. P., Carvalho, E. A., Demartini, T. J., de Carvalho, E. A., Colorado, H. A., & Vieira, C. M. F., 2021. Mechanical and physical investigation of an artificial stone produced with granite residue and epoxy resin. Journal of Composite Materials, 55(9), 1247-1254.
• ISRM, 2007. “Suggested Method for Determining the Abrasivity of Rock by the Cerchar Abrasivity Test”, ISRM Suggested Method for Rock Characterization, Testing and Monitoring:2007-2014, R. Ulusay edt., Springer, USA, 101-106. TS 699, 1987. “Tabi Yapı Taşları Muayene Deney Metotları”, TSE, Ankara, 2015.
• Lee, M. Y., Ko, C. H., Chang, F. C., Lo, S. L., Lin, J. D., Shan, M. Y., & Lee, J. C., 2008. Artificial stone slab production using waste glass, stone fragments and vacuum vibratory compaction. Cement and Concrete Composites, 30(7), 583-587.
• Özdemir, Z., 2006. Degisik Uç Sekline Sahip Fiberlerle Güçlendirilmis Polyester Kalsit Kompozitin Dayanımına Farklı Kür ( Fırınlama ) Sartlarının Etkisi. Yüksek Lisans Tezi. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. Ankara. 88s.
• Pişkin, A., 2010. Polimer Beton Üretiminde Cam Tozu Kullanımının Araştırılması. Yüksek Lisans Tezi. Sakarya Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Yapı Eğitimi Anabilim Dalı. 89s.
• Rızaoğlu, T., Arıcan, G., 2015. The production of polyester binding molded granitoid from the arenitized Esence Granitoyid. Annual International Conferences on Earth, Geology and Geography, Athens, Greece, 47-48.
• Rızaoğlu, T., Çoşkun, C. 2017. A New Insight Into The Productıon Of Artificial Stone: Gel Coated Polyester Binding Molded Stone From Different Sourced Geological Unıts. International Multidisciplinary Scientific GeoConference: SGEM, 17(1.1), 727-734.
• Shishegaran, A., Saeedi, M., Mirvalad, S., & Korayem, A. H., 2021. The mechanical strength of the artificial stones, containing the travertine wastes and sand. Journal of Materials Research and Technology, 11, 1688-1709. Silva, T. L. D. C., Carvalho, E. A. S., Barreto, G. N. S., Agrizzi, C. P., de Azevedo, A. R., & Vieira, C. M. F., 2023. Characterization of Artificial Stone Developed with the Incorporation of Granite and Mirror Wastes in an Epoxy Matrix. Materials Research, 26, e20220561.
• TS 213-1 EN 13748-1, 2005. Terrazo Karolar: İç Mekanlarda Kullanım İçin, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS 213-2 EN 13748-2, 2005. Terrazo Karolar: Dış Mekanlarda Kullanım İçin, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS 1936, 2001. Dogal Taslar-Gerçek Yogunluk, Görünür Yogunluk, Toplam Ve Açık Gözeneklilik Tayini Föyü. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS 13755, 2003. Dogal taslar-deney metotları-atmosfer basıncında su emme tayini föyü. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS EN 196-1, 2009. Çimento deney metotları - Bölüm 1: Dayanım tayini” Türk standartları Enstitüsü, Ankara.
• TS 699, 1981. Sürtünme ile Aşınma Kaybı Deneyi (Böhme Metodu), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
• www.googleearth.com.
• Yazıcı,O., 2022. Doğanşehir-Malatya Bölgesindeki Tektonomagmatik/Metamorfik Kayaçlardan Üretilen Suni Yapıtaşlarının Fiziko-Mekanik ve Estetik Özellikleri. Kahramanmaraş Sütçü İmam Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Yüksek Lisans Tezi, 116s, Yayınlanmamış.
• Yeşilkaya, L., Ersoy, M., Sarıçam, F. 2010. Suni Mermer Üretiminde Traverten Artığı Ve Volkanik Tüf Katkısının Etkileri.2010.Conference: 7th International Marble and Natural Stone Congress, Afyon/Turkey.