Dedeyolu köyü (Sivrice-Elazığ) civarındaki geç kretase yaşlı bazaltların kırmataş olarak kullanılabilirliğinin araştırılması

Abstract

Bu çalışmada, Geç Kretase yaşlı Elazığ Magmatitleri’ne ait bazaltların kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiş ve bazaltların kırmataş olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Çalışma arazi ve laboratuvar çalışmaları olmak üzere iki aşamada gerçekleştirilmiştir. Arazi çalışmaları sırasında, bazaltların ayrışma derecesi, süreksizlik aralığı ve RQD değerleri belirlenmiş, laboratuvar çalışmaları için 7 farklı lokasyondan blok bazalt örnekleri derlenmiştir. Bazaltların kimyasal, fiziksel ve mekanik özelliklerini belirlemek için ISRM, ASTM, BS, CA ve TS standartlarına göre laboratuvar deneyleri gerçekleştirilmiştir. Arazi ve laboratuvar ve çalışmalarından elde edilen sonuçlara göre bazaltların beton agregası, mıcır, balast, tahkimat malzemesi ve anroşman olarak kullanılabilirliği irdelenmiştir. Laboratuvar deney sonuçları, bazaltların beton agregası, mıcır, balast ve tahkimat malzemesi olarak kullanılabileceğini göstermektedir. Ancak, bazaltlar yavaş reaktif özelliktedir ve alkali silis reaksiyonunun oluşumuna engel olmak için beton üretiminde düşük alkaliniteli çimento ve puzzolanik katkı maddeleri kullanılmalıdır. Bazaltlar, içerdikleri eklemlerin ara uzaklığı düşük olduğu için anroşman olarak kullanılmaya uygun değildir.

Keywords

• Anroşman,Balast,Elazığ magmatitleri,Kırmataş,Mıcır

The investigation of usability of late cretaceous aged basalts near Dedeyolu village (Sivrice-Elazig) as crushed stone

Abstract

In this study, chemical and geomechanical properties of basalts of Late Cretaceous aged Elazig Magmatits were examined and the usability of basalts as crushed stone was investigated. Research was carried out in two stages including field and laboratory studies. During the field studies, weathering degree of basalts, joint spacing and RQD values were determined and blocks of basalt samples were collected from 7 different locations. Laboratory tests were carried out in accordance with the ISRM, ASTM, BS, CA and TS standards to determine physical, chemical and mechanics properties of basalts. Usability of basalts as concrete aggregate, gravel, ballast, support material and armourstone were examined using results obtained from laboratory tests and field investigations. Laboratory test results show that basalts can be used as concrete aggregate, gravel, balast and support material. However, the basalts are slow reactive characteristic and low alkalinity cement and pozzolanic additives should be used in concrete production to prevent alkali-silica reaction. The basalts do not have suitable properties for use as armourstone since spacing of joints are closed.

Keywords

• Armourstone,Ballast,Crushed stone,Elazig Magmatits,Gravel

References

1. Hartle A. “A Review of the geological factors influencing the mechanical properties on road surface aggregates”. Geoscience: Engineering Geology, 7(1), 69-100, 1974.
2. Ramsay DM, Dhir RK, Spence IM. “The role of rock and clast fabric in the physical performance of crushed-rock aggregate”. Engineering Geology, 8(3), 267-285, 1974.
3. Lees G, Kennedy CK. “Quality, shape and degradation of aggregates”. Quarterly Journal of Engineering Geology, 8, 28-35, 1975.
4. Kazi A, Al-Mansour ZR. “Influence of geological factors on abrasion and soundness characteristics of aggregates”. Engineering Geology, 15(3-4), 195-203, 1980.
5. Özturan T, Çeçen C. “Effect of coarse aggregate type onmechanical properties of concretes with different strengths”. Cement and Concrete Research, 27(2), 165-170, 1997.
6. Tasong WS, Lynsdale CJ, Cripps JC. “Aggregate-cementpaste interface: II. Influence of aggregate physical properties”. Cement and Concrete Research, 28 (10), 1453-1465, 1998.
7. Zarif IH, Tuğrul A, Dursun G. “İstanbul’daki kireçtaşlarının agrega kalitesi yönünden değerlendirilmesi”. İstanbul Yerbilimleri Dergisi, 16(1), 61-70, 2003.
8. Zarif IH, Tuğrul A. “Aggregate properties of Devonian limestones for use in concretein Istanbul, Turkey”. Bulletion Engineering Geology and the Environment, 62(4), 379-388, 2003.

9. Korkanç M, Tuğrul A. “Evaluation of selected basalts from Niğde, Turkey, as source of concrete aggregate”. Engineering Geology, 75(3-4), 291-307, 2004.
10. Fookes PG. “An introduction to the influence of naturalaggregates on the performance and durability of concrete”. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 13(4), 207-229, 1980.
11. Postacıoğlu B. Beton, Bağlayıcı Maddeler, Agregalar, Beton. 2. basım. İstanbul, Türkiye, Teknik Kitaplar Yayınevi, 1987.
12. Neville AM. Properties of Concrete. 4th ed. Pitman, London, 1995.
13. Bell FG. Engineering Geology. 3rd ed. Blackwell, Oxford, 1998.
14. Smith MR, Collis L. Aggregates: Sand, Gravel and Crushed Rock Aggregates for Construction Purposes, Geological Society, Engineering Geology Special Publication 17. The Geological Society, London, 2001.
15. Arnould M. “Alkali-reaction with silica alkaline aggregates result of recent researches in France”. Proceedings of the International Three Gorges Project Technical Seminar, Yichang, China, 26-28 November 1997.
16. Wakizaka, Y. “Alkali-silica reactivity of Japanese rocks”. Engineering Geology, 56(1-2), 211–221, 2000.
17. Çetin H, Laman M, Ertunc A. “Settlement and slaking problems in the world’sfourth largest rock-fill dam, the Ataturk Dam in Turkey”. Engineering Geology, 56(3-4), 225–242, 2000.
18. Özvan A, Dinçer İ, Acar A. “Quality assessment of geo-materials for coastal structures (Yumurtalık, Turkey)”. Marine Georesources & Geotechnology, 29(4), 299-316, 2011.
19. CIRIA/CUR. “The Rock Manual: The Use of Rock in Hydraulic Engineering”. Construction Industry Research and Information Association Publication, London, 2007.
20. Ketin İ. “Anadolu’nun tektonik birlikleri”. MTA Dergisi, 66, 20-34, 1966.
21. Perinçek D. “Palu-Karabegan-Elazığ-Sivrice-Malatya Alanının Jeolojisi ve Petrol İmkânları”. TPAO, Ankara, Türkiye, 1361, 1979.
22. Perinçek D, Özkaya İ. “Arabistan kıtası kuzey kenarının tektonik evrimi”. Yerbilimleri, 8, 91-102, 1981.
23. Yazgan E. “Doğu Toroslar’da etkin bir paleo-kıta kenarı etüdü”. Yerbilimleri, 7, 83-104, 1981.
24. Bingöl AF. “Elazığ-Pertek-Kovancılar arası volkanik kayaçlarının petrografik ve petrolojik incelenmesi”. Fırat Üniversitesi, Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, 1, 9-21, 1982.
25. Bingöl AF. “Geology of the Elazığ area in the Eastern Taurus Region”. International Symposion on the Geology of the Taurus Belt, Ankara, Türkiye, 26-29 September 1983.
26. Bingöl AF. “Petrographical and petrological features of intrusive rocks of Yüksekova Complex in the Elazığ region (Eastern Taurus, Turkey)”. Journal of Fırat University Science and Technology, 3 (2), 1-17, 1988.
27. Turan M. Baskil-Aydınlar (Elazığ) Yöresinin Stratigrafisi ve Tektoniği. Doktora Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye, 1984.
28. Sungurlu O, Perinçek D, Kurt G, Tuna E, Dülger S, Çelikdemir E, Naz H. “Elazığ-Palu-Hazar alanının jeolojisi”. Petrol İşleri Genel Müdürlüğü Dergisi, 29, 83-191, 1985.
29. Gürocak Z. Sivrice (Elazığ) Çevresinin Jeolojisi. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye, 1993.
30. Kaya A. Gezin-Maden (Elazığ) Çevresinde Jeolojik Araştırmalar. Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi, Elazığ, Türkiye, 1993.
31. Kaya A. Keban (Elazığ) Civarındaki Metamorfitlerin Yapısal Analizi ve Tektonik Evrimi. Fırat Üniversitesi, Doktora Tezi, Elazığ, Türkiye, 2001.
32. Kaya A. “Gezin (Maden-Elazığ) çevresinin jeolojisi”. Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 10 (1), 41-50, 2004.
33. Kaya A. “Keban metamorfitlerinin stratigrafisine ilişkin yeni yaş bulguları”. Pamukkale Universitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 22(3), 189-199, 2016.
34. Kaya A. “Tectono-stratigraphic reconstruction of the Keban metamorphites based on new fossil findings, Eastern Turkey”. Journal of African Earth Sciences, 124, 245-257, 2016.
35. Perinçek D. The geology of Hazro-Korudağ-Çüngüş-Maden-Ergani-Hazar Malatya area. Ankara, Turkey, Geological Society of Turkey, 1979.
36. Perinçek D. “Arabistan kıtasında kuzeyindeki tektonik evrimin, kıta üzerine çökelme istifteki etkileri”. Türkiye 5. Petrol Kongresi, Ankara, Türkiye, 14-17 Nisan 1987.
37. Turan M, Bingöl AF. “Kovancılar-Baskil (Elazığ) arası bölgenin tektono-stratigrafik özellikleri”. Ahmet Acar Jeoloji Sempozyumu, Adana, Türkiye, 16-18 Ekim 1989
38. Bingöl AF, Beyarslan M. “Elazığ Magmatitleri'nin jeokimyası ve petrolojisi”. KTÜ 30. Yıl Sempozyumu, Trabzon, Türkiye, 16-20 Ekim 1995.
39. ISRM. “The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006”. Kozan Ofset, Ankara, 2007.
40. Palmström A. “Measurements of and correlations between block size and rock quality designation (RQD)”. Tunnelling and Underground Space Technology, 20(4), 362-377, 2005.
41. Yazgan E, Chessex R. “Geology and tectonic evolution of the Southeastern Taurides in the region of Malatya”. Türkiye Petrol Jeologları Derneği Bülteni, 3(1), 1-42, 1991.
42. Rigo De Righi M, Cortesini A. “Gravity tectonics in foothill structure of southeast Turkey”. American Association Petroleum Geologist Bulletion, 48(12), 1911-1937, 1964.
43. Özkaya İ. “Ergani-Maden yöresinin stratigrafisi” Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 21, 129-139, 1978.
44. Erdoğan B. “Ergani-Maden yöresindeki Güneydoğu Anadolu Ofiyolit Kuşağının jeolojisi ve volkanik kayaları”. Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 25, 49-60, 1982.
45. Yazgan E. “A geotraverse between the Arabian platform and the Munzur nappes”. Proceedings of the International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, Ankara, Turkey, 26-29 September 1983.
46. Yazgan E. “Geodynamic evolution of the Eastern Taurus region”. International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, Ankara, Turkey, 1984.
47. Hempton MR. “Results of detailed mapping near Lake Hazar (Eastern Taurus Mountains)”. International Symposium on the Geology of the Taurus Belt, Ankara, Turkey, 1984.
48. Aktaş E, Robertson AHF. The Maden Complex SE Turkey; evolution of the Neotethiyan active margin. Editors: Dixon, JE, Robertson AHF. The Geological Evolution of the Eastern Mediterranean, London, UK, The Geology Society Publishing House, 1984.
49. Hempton MR. “Structure and deformation history of the Bitlis suture zone near Lake Hazar south-eastern Turkey”. Geological Society of American Bulletin, 96(2), 233-243, 1985.
50. Swamy RN. “Expansion of concrete due to alkali-silica reaction”. ACI Materials Journal, 85(1), 33-40, 1988.
51. Katayama T, St John DA, Futagawa T. The petrographic comparison of rocks from Japan and New Zealand-Potential reactivity related to interstitial glass and silica minerals. 8th International Conference on Alkali-Aggregate Reaction, Kyoto, Japan, 17-20 July 1989.
52. CSA, A23.2-94. “Test Method for Detection of Alkali-Silica Reactive Aggregate by Accelerated Expansion of Mortar Bars. Methods of Test for Concrete”. Canadian Standards Association, Ontario, Canada, 1994
53. Ozol MA. Alkali-carbonate rock reaction, significance of tests and properties of concrete and concrete-making materials, West Conshohocken, Pennsylvania, 2006.
54. Swenson EG, Gillott JE. “Alkali reactivity of dolomitic limestone aggregate”. Magazine of Concrete Research, 19(59), 95-104, 1967.
55. TS EN 1097-6. “Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler Bölüm 6: Tane Yoğunluğuve Su Emme Oranının Tayini”. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2013.
56. TS EN 1367-1. “Beton Agregalarında Dona Dayanıklılık Tayini”. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2001.
57. TS EN 1097-2. “Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri için Deneyler Bölüm 2: Parçalanma Direncinin Tayini için Metotlar”. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2010.
58. ASTM D1664-80. “Test Method for Coating and Stripping of Bitumen-Aggregate Mixture”. American Society for Testing and Materials Standards. PA-USA, 1985.
59. TS EN 933-10. “Beton Agregalarında İnce Madde Oranı Tayini”. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2010.
60. TS 706 EN 12620. “Beton Agregaları”. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2003.
61. BS 812-105.2. “Testing Aggregates. Methods for Determination of Particle Shape. Elongation Index of Coarse Aggregate” British Standards Institution, London, UK, 1990.
62. Arıoğlu E, Kurt G, Yoldaş R, Yalçın H. “Kimi kayaçların çok yüksek devirli (>500) Los Angeles aşınma değerleri”. 5. Ulusal Kırmataş Sempozyumu, İstanbul, Türkiye, 1-2 Aralık 2009.
63. Huang H. Discrete Element Modeling of Railroad Ballast Using Imaging Based Aggregate Morphology Characterization. PhD thesis, Department of Civil and Environmental Engineering, University of Illinois, 2010.
64. TS EN 13450. “Demiryolu Balastları için Agregalar”. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, Türkiye, 2013.
65. Karayolları Teknik Şartnamesi. “Yol Altyapısı, Sanat Yapıları, Köprü ve Tüneller, Üst Yapı ve Çeşitli İşler”. Karayolları Genel Müdürlüğü, Ankara, Türkiye, 2006.
66. CIRIA/CUR. “Manual on the use of rock in ccoastal and shoreline engineering”. Construction Industry Research and Information Association, CIRIA Special Publication 83/ CUR Report 154, 1991.
67. Lienhart DA. “Rock engineering rating system for assessing the suitability of armourstone sources”. Engineering Geology Special Publication, 13, 91–106, 1998.
68. Winkler EM. “A durability index for stone”. Bulletion of the Association of Engineering Geology, 30, 99–101, 1986.
69. Fookes PG, Gourley CS, Ohikere C. “Rock weathering in engineering time”. The Quarterly Journal of Engineering Geology, 21(1), 33-57, 1988.
70. Acır Ö. Doğu Karadeniz Limanlarında Anroşman Olarak Kullanılan Bazaltların Kalite ve Dayanıklılığının Değerlendirilmesi. Doktora Tezi, Ankara Üniversitesi, Ankara, Türkiye, 2010.