Termal ısınma-soğuma döngülerine maruz bırakılan mermerlerde soğuma şeklinin fiziksel ve mekanik özellikler üzerindeki etkisinin araştırılması

Yıl 2021, Cilt: 11 Sayı: 4, 1295 - 1303, 15.10.2021

Engin Özdemir

https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.936065

Cited By: 1

Öz

Doğal taşların kullanım alanları belirlenirken yalnız fiziksel ve mekanik özelliklerine değil aynı zamanda maruz kalacağı ortamın da dikkate alınması gerekmektedir. Özellikle, ani hava değişimi yaşanan bölgelerde doğal taşların parçalanması ve ayrışma mekanizmalarını anlamak için termal değişikliklerin etkisinin araştırılması gerekmektedir. Bu çalışmada, ani ve yavaş gelişen ısı değişimlerinin Elazığ Vişne ve Petrol Yeşili mermerlerine ait fiziko-mekanik özelliklerinde meydana gelen değişimler araştırılmıştır. Öncelikle üç test grubu oluşturulmuş ve bunlardan birincisi doğal, ikincisi havada yavaş soğuma sonuncusuna ise ani soğuma çevrimlerine tabi bırakılmıştır. Bu amaçla, termal döngülere (ani ve yavaş soğuma) maruz kalan mermerlerin ağırlık kaybı, ağırlıkça-hacimce su emme ve nokta yükleme dayanım değerlerinde meydana gelen değişimler belirlendi. Elde edilen bulgular değerlendirildiğinde, her iki mermer için, ani soğumanın yavaş soğumaya nazaran daha fazla tahrip ettiği tespit edildi. Fakat termal döngüler sonrasında Hazar petrol yeşili mermerindeki dayanım kaybı Elazığ vişneye nazaran daha olduğu tespit edildi. Benzer olarak, Hazar petrol yeşili mermerindeki porozite ve su emme artışı Elazığ vişne mermerinden daha fazladır.

Anahtar Kelimeler

Elazığ vişne mermeri, Hazar petrol yeşili, Nokta yükleme dayanımı, Termal döngü

Investigation of the effect of cooling type on physical and mechanical properties of marbles exposed to thermal heating-cooling cycles

Öz

While determining the usage areas of natural stones, not only physical-mechanical properties but also environment to which it will be exposed should be taken into account. Especially, to understand the mechanisms of rock breakdown and weathering in regions with sudden air changes, the effect of thermal changes on natural stones should be investigated. In this study, physico-mechanical changes of sudden and slow temperature changes of Elazig Rosso Levanto and Hazar Verde Antico marbles were investigated. First of all, three test groups were formed, the first of which was natural, the second was slow cooling in air and the last was sudden cooling cycles. For this purpose, changes in weight loss, weight-volume water absorption and point load strength values of marbles exposed to to thermal cycles (sudden and slow cooling) were determined. When findings were evaluated, it was determined that for both marbles, sudden cooling damaged more than slow cooling. However, after thermal cycles, it was determined that strength loss in Hazar Verde Antico marble was higher than in Elazığ Rosso Levanto. Similarly, the increase in porosity and water absorption in Hazar Verde Antico marble is higher than Elazig Rosso Levanto

Anahtar Kelimeler

Elazığ rosso levanto, Hazar verde antico, Point load strength, Thermal cycle

Kaynakça

• Akbay, D., Efe, T., Şengün, N. and Demirdağ, S. (2012). Donma-çözülme ve termal şok koşullarının bazı mermerler üzerindeki etkilerinin incelenmesi. Uluslararası 8. Mermer ve Doğaltaş Kongresi, Afyon.
• Cantisani, E., Pecchioni, E., Fratini,F., Garzonio, C.A., Malesani, P. and Molli, G. (2009). Thermal stress in the Apuan marbles: Relationship between microstructure and petrophysical characteristics. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 46, 128-137. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2008.06.005
• Careddu, N. and Marras, G. (2013). The effects of solar UV radiation on the gloss values of polished stone surfaces. Construction and Building Materials, 49, 828-834. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.09.010
• Chen, T.C., Yeung, M.R. and Mori, N. (2004). Effect of water saturation on deterioration of welded tuff due to freeze–thaw action. Cold Regions Science and Technology, 38, 127–36. https://doi.org/10.1016/j.coldregions.2003.10.001
• Demiroğlu, İ. (2018). Alacakaya ilçesi (Elazığ) ve yakın çevresinin yeraltı kaynakları ve bunların kullanım durumu, Yüksek Lisans Tezi, Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Elazığ.
• Ersoy, H., Atalar, C., Sünnetci, M.O., Kolaylı, H., Karahan, M. and Ersoy, A.F. (2021). Assessment of damage on geo-mechanical and micro-structural properties of weak calcareous rocks exposed to fires using thermal treatment coefficient, Engineering Geology, 284. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2021.106046
• Ersoy, H., Karahan, M., Kolaylı, H. and Sünnetci, M.O. (2021b). Influence of mineralogical and micro-structural changes on the physical and strength properties of post-thermal-treatment clayey rocks, Rock Mechanics And Rock Engineering, 54, 679-694. https://doi.org/10.1007/s00603-020-02282-1
• Koca, M.Y., Ozden, G., Yavuz, A.B., Kincal, C., Onargan, T. and Kucuk, K. (2006). Changes in the engineering properties of marble in fire-exposed columns. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 43, 520–530. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2005.09.007
• Lam dos Santos, J.P., Rosa, L.G. and Amaral P.M. (2011). Temperature effects on mechanical behavior of engineered stones, Construction and Building Materials, 25, 171-174. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.042
• Mutlutürk, M., Altindag, R. and Türk, G. (2004). A decay function model for the integrity loss of rock when subjected to recurrent cycles of freezing–thawing and heating–cooling. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 41, 237–244. https://doi.org/10.1016/S1365-1609(03)00095-9.
• Özgüven, A. and Özcelik. Y. (2014). Effects of high temperature on physico-mechanical properties of Turkish natural building stones. Engineering Geology, 83, 127-136. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2014.10.006
• Royer-Carfagni, G.F. (1999). On the thermal degradation of marble. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 36, 119- 126.
• Sarıcı, D.E. and Özdemir E. (2017). Determination of effects of thermal changes on color and surface roughness at marbles, Bulletin of the Earth Sciences Application and Research Centre of Hacettepe University, 38(1), 57-70.
• Sousa, L.M.O., Suarez del Rio, L.M., Calleja, L., Ruiz de Argondona, V.G. and Rey, A.R. (2005). Influence of microfractures and porosity on the physico-mechanical properties and weathering of ornamental granites. Engineering Geology, 77, 153–168. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2004.10.001
• TS 6809. (2012). Mohs sertlik cetveline göre sertlik tayini. TSE. Ankara.
• TS 699. (2009). Tabii yapı taşları-muayene ve deney metotları. TSE. Ankara.
• TS EN 14066. (2004). Doğal taşlar-deney metotları termal şok etkisiyle yıpranmaya direncin tayini. TSE. Ankara.
• TS EN 1926, (2007). Doğal Taşlar - Deney Metotları - Basınç Dayanımı Tayini. TSE. Ankara.
• TS EN 1936. (2010). Doğal taşlar-deney metotları gerçek yoğunluk, görünür yoğunluk toplam ve açık gözeneklilik tayini. TSE. Ankara.
• Türkmenoğlu Z. F., Özvan A., Erdeve Özvan E., Türkmenoğlu M., Akkaya İ., Varol O. O., Tapan M. ve Kahraman E. (2020). Yüksek Sıcaklığın Doğal Taşların Petrografik, Parlaklık ve Pürüzlülük Özelliklerine Etkisi, Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi. 35(4), 937-947. https://doi.org/10.21605/cukurovaummfd.868785
• Uysal, M. (2018). The use of waste maroon marble powder and ıronoxide pigment in the production of coloured self-compacting concrete. Advances in Civil Engineering. 2018, 1-10 https://doi.org/10.1155/2018/8093576
• Vázquez, P., Luque, A., Alonso, F.J. and Carlota M.G. (2012). Surface changes on crystalline stones due to salt crystallisation. Environ Earth Science, 69, 1237–1248. https://doi.org/10.1007/s12665-012-2003-6
• Yavuz, H. (2011). Effect of freeze–thaw and thermal shock weathering on the physical and mechanical properties of an andesite stone. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 70, 187–192. https://doi.org/10.1007/s10064-010-0302-2
• Yavuz, H., Altindag, R., Sarac, S., Ugur, I. and 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. https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2005.12.004