Travertenlerin Donma-Çözülme Döngüsü Sonrasındaki Tek Eksenli Basınç Dayanımı Kaybının Fiziko-Mekanik Parametreler Kullanılarak Tahmin Edilmesi

Year 2024, Volume: 16 Issue: 2, 520 - 529, 30.06.2024

Mert Mutlu , Murat Kalkan

https://doi.org/10.29137/umagd.1400082

Abstract

Doğal taşların inşaat sektöründe bir yapı malzemesi olarak kullanımı günden güne bir artış trendi içerisindedir. Travertenin yapısı gereği dayanıklı olması, aşınmaya karşı dirençli olması, ucuz olması, kolay işlenebilmesi ve hafif olması nedeniyle diğer doğal taşlara göre iç ve dış kaplamalarda kullanılabilirliği daha fazladır. Özellikle zorlu atmosferik koşullara sahip soğuk bölgelerde bu taşların dayanıklılığın belirlenebilmesi için donma-çözülme testinin yapılması gerekmektedir. Yapılan bu test sonucu eğer bir doğal taşın tek eksenli basınç dayanımı değeri kaybı %20’den fazla ise bu malzemenin yapı sektöründe kullanılması tavsiye edilmemektedir. Yapılan bu çalışmada Denizli travertenleri için literatürdeki çeşitli fiziko-mekanik parametreler kullanılarak kurulan çoklu regresyon modeliyle bu değer kaybı oranının donma-çözme deneyi yapmadan tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Çoklu regresyon analizi tekniği olarak geriye doğru eleme tekniği tercih edilmiştir. Model denkleminin güvenilirlik değeri (R^2) 0,98 olarak hesaplanmış olup, oldukça yüksektir. Çalışma kapsamında geliştirilen bu model, araştırmacılara Denizli bölgesi travertenlerinin donma-çözülme testi yapmadan tek eksenli basınç dayanımındaki kaybın önceden kolayca, minimum maliyetle kestirebilmesi açısından çok yararlı olacaktır.

Keywords

Traverten, Tek eksenli basınç dayanımı, Donma-çözülme, Çoklu regresyon analizi, Geriye doğru eleme tekniği

Estimating the Uniaxial Compressive Strength Loss of the Travertines by Using Physico-Mechanical Parameters After Freeze-Thaw Cycle

Abstract

The use of natural stones as a building material in the construction industry is in an increasing trend day by day. Since travertine is durable due to its structure, resistant to abrasion, cheap, easy to process and lightweight, it can be used more in interior and exterior coatings than other natural stones. A freeze-thaw test is required to determine the durability of these stones, especially in cold-regions with harsh atmospheric conditions. As a result of this test, if the percentage loss of uniaxial compressive strength value of a natural stone is more than 20%, it is not recommended to use this material in the construction sector. In this study, it was aimed to estimate this depreciation rate without performing a freeze-thaw experiment with a multiple regression model established using various physico-mechanical parameters in the literature for Denizli travertines. Backward elimination technique was preferred as the multiple regression analysis technique. The model equation’s reliability value (R^2) was calculated as 0.98, which is quite high. This model developed within the scope of the study will be very useful for researchers to predict the loss of uniaxial compressive strength of Denizli region travertines easily and at minimum cost without performing freeze-thaw tests.

Keywords

Travertine, Uniaxial compressive strength, Freeze–thaw, Multiple regression analysis, Backward elimination technique

References

• Ağca, V., & Böyükaslan, H.D. (2016). Aile işletmelerinde iç girişimciliğin sosyal girişimciliğe etkisi: Afyonkarahisar’da bir araştırma. Kastamonu Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi Dergisi, 13(3), 200-220.
• Akgül, A., & Çevik, O. (2003). İstatistiksel Analiz Teknikleri “SPSS’te İşletme Yönetimi Uygulamaları”, Emek Ofset, Ankara
• Amirkiyaei, V., Ghasemi, E., & Faramarzi, L. (2021). Estimating uniaxial compressive strength of carbonate building stones based on some intact stone properties after deterioration by freeze–thaw. Environmental Earth Sciences, 80(9), 352. doi: 10.1007/s12665-021-09658-8
• Bayram, F. (2012). Predicting mechanical strength loss of natural stones after freeze–thaw in cold regions. Cold Regions Science and Technology, 83, 98-102. doi: 10.1016/j.coldregions.2012.07.003
• Çelik S.B., & Çobanoğlu İ. (2019). Denizli travertenlerinde P ve S dalga hızları ile bazı fiziksel ve tek eksenli sıkışma dayanımı özellikleri arasındaki İlişkilerin araştırılması, Politeknik Dergisi, 22(2), 341-349. doi:10.2339/politeknik.444370
• Çobanoğlu, İ., Atatanır L., Çelik, S.B., & Kaya, M. (2010). Denizli travertenlerinin fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerinin incelenmesi ve traverten bilgi sisteminin oluşturulması, Tübitak Proje Sonuç Raporu, Proje No: 107Y213, Ankara.
• Efe, E., Bek, Y., & Şahin, M. (2000) SPSS'de çözümleri ile istatistik yöntemler II, Kahramanmaraş Sütçüimam Üniversitesi Rektörlüğü Yayın No:10, Kahramanmaraş.
• Ercan, T., Dinçel, A., Günay, E., & Türkecan, A. (1977). Uşak yöresinin jeolojisi ve volkanitlerinin petrolojisi. MTA Derleme, No: 6354, Ankara.
• Erguvanlı, K. (1995). Mühendislik Jeolojisi. Seç Yayın Dağıtım, İstanbul.
• Fener, M., & İnce, İ. (2015). Effects of the freeze–thaw (F–T) cycle on theandesitic rocks (Sille-Konya/Turkey) used in construction building, Journal of Africian Earth Sciences, 109, 96–106. doi:10.1016/j.jafrearsci.2015.05.006
• Guo, L., & Riding, R. (1998). Hot-spring travertine facies and sequences, Late Pleistocene Rapolano Terme, central Italy: Sedimantology, 41, 499-520. doi:10.1046/j.1365-3091.1998.00141.x
• Huang, S., He, Y., Yu, S., & Cai, C. (2022). Experimental investigation and prediction model for UCS loss of unsaturated sandstones under freeze-thaw action. International Journal of Mining Science and Technology, 32(1), 41-49.
• Jamshidi, A., Nikudel, M. R., & Khamehchiyan, M. (2017). A novel physico-mechanical parameter for estimating the mechanical strength of travertines after a freeze–thaw test. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 76, 181-190. doi:10.1016/j.jafrearsci.2015.05.006
• Kahraman, E., & Eser, A. (2016). Elazığ bölgesi travertenlerinin kaplama taşı olarak kullanılabilirliğinin belirlenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dergisi, 30(2), 243-254. doi: 10.21605/cukurovaummfd.242764
• Kayaalp, G.T., Güney, M.Ç., & Cebeci, Z. (2015). Çoklu doğrusal regresyon modelinde değişken seçiminin zootekniye uygulanışı. Çukurova Üniversitesi Ziraat Fakültesi Dergisi, 30(1), 1-8.
• Kaymakcı, N. (2006). Kinematic development and paleostress analysis of the Denizli Basin (Western Turkey): Implications of spatial variation of relative paleostress magnitudes and orientations. Journal of Asian Earth Sciences, 27(2), 207-222. doi:10.1016/j.jseaes.2005.03.003
• Koçyiğit, A. (2005). Denizli-graben horst system: basin fill, structure, deformational mode, throw amount and episodic evolutionary history, SW Turkey, Geodinamica Acta, 18(3-4), 167-208. doi: 10.3166/ga.18.167-208
• Liu, Q., Huang, S., Kang, Y., & Liu, X. (2015). A prediction model for uniaxial compressive strength of deteriorated rocks due to freeze-thaw. Cold Regions Science and Technology, 120:96–107. doi: 10.1016/j.coldregions.2015.09.013
• Momeni, A., Abdilor, Y., Khanlari, G.R., Heidari, M., & Sepahi, A.A. (2016). The effect of freezethaw cycles on physical and mechanical properties of granitoid hard rocks. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 275(4):1649–56. doi: 10.1007/s10064-015-0787-9
• Okay, A.İ. (1989). Denizli’nin güneyinde Menderes Masifi ve Likya Naplarının jeolojisi, MTA Dergisi, 109, 45-58.
• Özpınar, Y., Heybeli, H., Semiz, B., Baran, H.A. & Koçan B. (2001). Kocabaş (Denizli) travertenleri ve Kömürcüoğlu (Kocabaş) travertenlerinin jeolojik, petrografik özellikleri ve oluşumunun incelenmesi, teknik açıdan değerlendirilmesi. Türkiye 3. Mermer Sempozyumu bildiriler kitabı, 133-148.
• Özdamar, K. (2018). SPSS uygulamalı temel istatistik, Nisan Kitabevi, 230.
• Pedley, H.M. (2009). Tufas and travertines of the Mediterranean region: a testing ground for freshwater carbonate concepts and developments. Sedimentology, 56, 221–246. doi: 10.1111/j.1365-3091.2008.01012.x
• Pentecost, A. (2005). Travertine. Springer, Berlin, 445.
• Polat, S. (2013). Türkiye’de traverten oluşumu, yayılış alanı ve korunması. Marmara Coğrafya Dergisi, 23:389-428.
• Sun, S. (1990). Denizli-Uşak arasının jeolojisi ve linyit olanakları, MTA Rap. No: 9985, 92 s. (yayınlanmamış).
• Şimşek, Ş. (1982). Denizli, Sarayköy-Buldan alanının jeolojisi ve jeotermal enerji olanakları, İstanbul Üniversitesi Yer Bilimleri Fakültesi Yayın Organı, 3(1-2), 145-162.
• Tan, X., Chen, W., Tian, H., & Cao, J. (2011). Laboratory investigations on the mechanical properties degradation of granite under freeze–thaw cycles. Cold Regions Science and Technology, 68, 130–138. doi:10.1016/j.coldregions.2011.05.007
• Taner, G. (1975). Denizli bölgesi Neojen’inin paleontolojik ve stratigrafik etüdü III: MTA Bull., 85, 45-66.
• Taner, G. (2001). Denizli Bölgesi Neojen’ine ait katların stratigrafik konumlarında yeni düzenleme, 54. Türkiye Jeoloji Kurultayı Bildirileri, No:54-79, Ankara
• Tagliassachi, T.E. (2018). Orta-Geç pleyistosen yaşlı Gürlek-Kocabaş (Denizli) ve Örtülü (Afyon) travertenlerinin sedimantolojik özellikleri ve paleoortamsal gelişimine ait ilk bulgular (GB-Türkiye), Türkiye Jeoloji Bülteni, 61, 1-22. doi:10.25288/tjb.358160
• Topal, S. (2003). Denizli neojen istifinin stratigrafisi ve tektonik özellikleri, Yüksek Lisans Tezi, Pamukkale Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Denizli.
• TS 699, Tabii Yapı Taşları – Muayene ve Deney Metotları, TSE Yayını, (1987), 81. s.
• TS EN 1925. Doğal Taşlar – Deney Metotları – Kılcal Etkiye Bağlı Su Emme Katsayısının Tayini. TSE Yayını. Ankara. (2000). 7 s.
• TS EN 1926. Doğal Taşlar – Deney Metotları – Basınç Dayanımı Tayini. TSE Yayını. Ankara. (2007). 17 s.
• TS EN 1936. Doğal Taşlar – Deney Metotları – Gerçek Yoğunluk, Görünür Yoğunluk, Toplam ve Açık Gözeneklilik Tayini. TSE Yayını. Ankara. (2007). 11 s.
• TS EN 12371. Doğal Taşlar-Deney Metotları-Dona Dayanım Tayini. TSE Yayını. Ankara. (2003). 7 s.
• TS EN 12372. Doğal Taşlar – Deney Metotları – Yoğun Yük Altında Bükülme Dayanımı Tayini. TSE Yayını. Ankara. (2001). 8 s.
• TS EN 13161. Doğal Taşlar – Deney Metotları –Sabit Moment Altında Eğilme Dayanımı Tayini. TSE Yayını. Ankara. (2003). 8 s.
• Westaway, R., Guillou, H., Yurtmen, S., Demir, T., Scaillet, S., & Rowbotham, G. (2005). Constraints on the timing and regional conditions at the start of the present phase of crustal extension in western Turkey, from observations in and around the Denizli region. Geodinamica Acta 18, 209–238. doi: 10.3166/ga.18.209-238
• Yavuz, H., Altindag, R., Sarac, S., Ugur, I., & Sengun, N. (2006). Estimating the index properties of deteriorated carbonate rocks due to freeze–thaw and thermal shock weathering. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences 43, 767–775. doi:10.1016/j.ijrmms.2005.12.004