Comparative Analysis of Bitlis Region (Ahlat and Güroymak) Ignimbrites in Terms of Civil Engineering

Abstract

In this study, the physical properties of ignimbrites obtained from the Ahlat and Güroymak districts of Bitlis province were experimentally investigated. According to TS 699 and related EN standards, tests such as unit weight, specific gravity, water absorption, porosity, capillary water absorption, ultrasonic pulse velocity (UPV), compressive strength, and flexural strength were conducted on the samples. The findings enabled a comparative evaluation of the physical performances of ignimbrites from both regions. Results revealed that Güroymak ignimbrites exhibit lower water absorption and porosity values, while achieving significantly higher compressive and flexural strength compared to Ahlat ignimbrites. These outcomes indicate that Güroymak ignimbrites have strong potential for use in the construction industry, particularly for non-load-bearing walls, cladding stones, and decorative purposes.

Keywords

• Ignimbrite
• Ahlat stone
• Güroymak stone
• physical properties
• strength properties

Bitlis Yöresi (Ahlat ve Güroymak) İgnimbritlerinin İnşaat Mühendisliği Açısından Karşılaştırmalı Analizi

Öz

Bu çalışmada, Bitlis ilinin Ahlat ve Güroymak ilçelerinden temin edilen ignimbiritlerin fiziksel özellikleri deneysel olarak araştırılmıştır. Numuneler üzerinde TS 699 ve ilgili EN standartları çerçevesinde birim hacim ağırlık, özgül ağırlık, su emme oranı, porozite, kapiler su emme, ultrasonik ses geçirgenlik (USG), basınç dayanımı ve eğilme dayanımı testleri gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar, her iki yöreye ait taşların fiziksel performanslarını karşılaştırmalı olarak değerlendirmeye imkân vermiştir. Bulgular, Güroymak ignimbiritlerinin daha düşük su emme oranı ve daha az poroziteye sahip olduğunu, buna karşın basınç ve eğilme dayanımı değerlerinde Ahlat ignimbiritlerine göre belirgin üstünlük gösterdiğini ortaya koymuştur. Sonuçlar, Güroymak ignimbiritlerinin inşaat sektöründe özellikle taşıyıcı olmayan duvar elemanları, kaplama taşları ve dekoratif uygulamalarda yüksek potansiyele sahip olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

• Ignimbirit
• Ahlat taşı
• Güroymak taşı
• fiziksel özellikler
• dayanım özellikleri

Kaynakça

1. Akıncı, H, Yıldız, A, & Kara, M (2018). Investigation of ultrasonic pulse velocity and its relationship with mechanical properties of natural stones. Periodica Polytechnica Civil Engineering, 62(4): 893-900.
2. Aygun, Z, Aygun, M (2016). Spectroscopic analysis of Ahlat stone (ignimbrite) and pumice formed by volcanic activity. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 166 (2016):73-78
3. Bakis, A (2020). Increasing Mechanical Strength of Ignimbrite Rocks. European Journal of Science and Technology, (18):621-635.
4. Balci, MC (2025). Evaluation of Deterioration in Cultural Stone Heritage Using Non-Destructive Testing Techniques: The Case of Emir Ali Tomb (Ahlat, Bitlis, Türkiye). Appl. Sci., 15(19):10404.
5. Bozkurt, N, & Yazıcıoğlu, S (2010). Strength and capillary water absorption of lightweight concrete under different curing conditions. Indian Journal of Engineering & Materials Sciences, 17(2):145-151.
6. Bozkurt, N ve Karaca, E. O (2019). Atık Taş Tozları ile Üretilen Harçların Dayanım ve Durabilite Özelliklerinin Araştırılması. Fırat Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 31(1), 11-20.
7. Bustamante, R, Vazquez, P, Prendes, N (2021). Properties of the Ignimbrites in the Architecture of the Historical Center of Arequipa, Peru. Appl. Sci., 11:10571.
8. Dinçer, İ, Kaya, A, Arslan, M (2014). Ahlat taşının kapiler su emme potansiyelinin belirlenmesi. Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, 17(2):64-71.

9. Dinçer, İ, Özvan, A, Akın, M, Tapan, M, Oyan, V (2012). İgnimbiritlerin Kapiler Su Emme Potansiyellerinin Değerlendirilmesi: Ahlat Taşı Örneği. YYUFBED, 17(2): 64-71.
10. EN 1925. (1999). Natural stone test methods-Determination of water absorption coefficient by capillarity.European Committee for Standardization.
11. Gonen, T, Yazicioglu, S, & Demirel, B (2015). The influence of freezing-thawing cycles on the capillary water absorption and porosity of concrete with mineral admixture. KSCE Journal of Civil Engineering, 19:667-671.
12. Işık, E, Antep, B, Büyüksaraç, A, Işık, MF (2019). Observation of behavior of the Ahlat Gravestones (TURKEY) at seismic risk and their recognition by QR code. Structural Engineering and Mechanics, 72(5):643-652.
13. Işık, E, Büyüksaraç, A, Avşar, E, Kuluöztürk, MF, Günay, M (2020). Characteristics and properties of Bitlis ignimbrites and their environmental implications. Materiales de Construcción, 70 e214.
14. Kiliç, AD, Çakmak, B (2021). Elemental analysis of ignimbirite by Raman spectroscopy methods and instrumental neutron activation analysis. Spectrochimica Acta Part A: Molecular and Biomolecular Spectroscopy, 251(2021): 119406.
15. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü (MTA). (2015). Bitlis-Güroymak yöresi volkanik kayaç raporu. Ankara: MTA Yayınları.
16. Özvan, A, Dinçer, İ, Akın, M, Oyan, V, Tapan, M (2015). Experimental studies on ignimbrite and the effect of lichens and capillarity on the deterioration of Seljuk Gravestones. Engineering Geology, 185: 81-95.
17. Özvan, A, & Kaya, O (2019). Fiziksel özellikleri farklı doğal taşların su emme ve donma-çözülme davranışları. Bulletin of Engineering Geology and the Environment, 78(6):4545-4558.
18. Rivera-Calderón, E, Sereno, H, Castro-Colin, A, Pola, A, Soto-Rodríguez, AN, Hernández-Hernández, VA, Domínguez-Mota, FJ (2025). Mechanical Behavior and Numerical Modeling of La Escalera Ignimbrites: Experimental and Comparative Insights. Geotech Geol Eng, 43:282.
19. Şimşek, O, & Erdal, M (2004). Ahlat taşının (ignimbirit) bazı mekanik ve fiziksel özelliklerinin araştırılması. Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 17(4):71-78.
20. TS 699 (2019). Tabii Yapı Taşları-Muayene ve Deney Metotları. Türk Standartları Enstitüsü, Ankara. Valido, JA, Cáceres, JM, Freire-Lista, DM, Sousa, LMO (2023). Effect of Salt Mist Ageing on the Physical and Mechanical Properties of Two Ignimbrites from the Canary Islands (Spain). Materials 2023, 16:7061.
21. Valido, JA, Cáceres, JM, Sousa, L (2024). Mechanical properties of ignimbrites of Tenerife Island employed as building stone and their correlation with some physical properties. Journal of Building Engineering, 82:108222.
22. Valido, JA, Cáceres, JM, Sousa, LMO (2023). Physical and mechanical properties of Ignimbrite from Arucas, Canary Islands. Environmental Earth Sciences, 82:342.