Limestones of Kocaeli-Gebze Tavşanlı Region Investigation of Usage as Concrete Aggregate

Abstract

In this study, the usability of Triassic aged limestones, which are widely distributed in Kocaeli - Gebze Tavşanlı region, as concrete aggregate was investigated. In addition to the geological and petrographic properties of the rock samples taken from the outcrop of the crushed stone quarry, the chemical, physical and mechanical properties of the aggregate samples obtained by subjecting the rock samples to size reduction and classification in crushing and screening plants were investigated by performing standard aggregate tests. In addition, in order to investigate the effect of aggregate properties on concrete, concrete experiments were carried out and their use as aggregate in normal strength concrete was investigated. In addition to the petrographic properties of the examined limestone aggregates, it is appropriate to use them as concrete aggregate because the aggregate properties and concrete test results are within the acceptable limits specified in the standards.

Keywords

• Limestone
• Aggregate Properties
• Concrete Properties

KOCAELİ-GEBZE TAVŞANLI BÖLGESİ KİREÇTAŞLARININ BETON AGREGASI OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Abstract

Bu çalışmada, Kocaeli - Gebze Tavşanlı bölgesinde geniş yayılım gösteren Triyas yaşlı kireçtaşlarının beton agregası olarak kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. Kırmataş ocağının mostrasından alınan kaya numunelerinin jeolojik ve petrografik özelliklerinin yanı sıra kırma eleme tesislerinde kaya numuneleri boyut küçültme ve sınıflandırma işlemine tabii tutulması ile elde edilen agrega numunelerinin kimyasal, fiziksel ve mekanik özellikleri standart agrega deneyleri yapılarak incelenmiştir. Ayrıca agrega özelliklerinin betona etkisini araştırmak amacıyla beton deneyleri yapılarak normal dayanımlı betonda agrega olarak kullanılabilirlikleri araştırılmıştır. İncelenen kireçtaşı agregalarının petrografik özelliklerinin yanı sıra agrega özellikleri ve beton deneyleri sonucunun standartlarda belirtilen kabul edilebilir limitler aralığında bulunması nedeniyle beton agregası olarak kullanılmaları uygundur.

Keywords

• Kireçtaşı
• Agrega Özellikleri
• Beton Özellikleri

Thanks

İSMAİL DEMİRTAŞ Beton A.Ş.’ye ve laboratuvar çalışmaları sırasında vermiş oldukları katkılardan dolayı İSMAİL DEMİRTAŞ Beton A.Ş.’nin çalışanlarına, özellikle bilgi ve deneyimlerini aktaran Sn. Hakkı YILDIRIM ve Koray TUĞ’a teşekkür eder.

References

1. Al-Jassar, S., Hawkins, A.B., 1991, “The Carboniferous limestone of the Bristol area: a reviev of the influence of the lithology and chemistry on its use as a geomaterial.”, Quarterly Journal of Engineering Geology, 24, pp. 143-158
2. Arsoy, Z., Ersoy, B., Sert, M., Çiftçi, H., Çelik, M.Y., Evcin, A., Yentürk, F., 2018, “ Afyonkarahisar Organize Sanayi Bölgesi Mermer Atıklarının Beton Agregası Olarak Dayanım Özelliklerinin Belirlenmesi” , Araştırma Makalesi, 1st İnternational Engineering and Technology Symposium, Batman University, Sayı:1, 1020-1024, Batman.
3. ASTM C 1260-14 (2014). Standard Test Method for Potential Alkali Reactivity of Aggregates (Mortar-Bar Method). ASTM International, West Conshohocken, PA.
4. Çelik, M.Y., Arsoy, Z., Sert, M., Ersoy, M., Şahbaz, A., 2018, “İscehisar (Afyonkarahisar) Andezitinin Beton Agregası Olarak Kullanılabilirliğinin İncelenmesi” , Araştırma Makalesi, 1st İnternational Engineering and Technology Symposium, Batman University, Sayı:1, 948-954, Batman.
5. Eep, Ş., 1987, “Tavşanlı-Demirci (Gebze-Adapazarı) Köyleri Çevresinin Jeolojisi”, Bitirme Tezi, İTÜ Maden Fakültesi, Jeoloji Mühendisliği Bölümü.
6. Elçi, H., 2011, “Karaburun Yöresi Doğal Yapı Taşlarının Mühendislik Jeolojisi” , Doktora Tezi, D.E.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Bölümü, 287-302, İzmir.
7. Elçi, H., Türk, N., İşintek, İ., 2014, “İzmir Karaburun Yarımadasındaki Farklı Kireçtaşlarının Beton Agregası Olarak Değerlendirilmesi” , Araştırma Makalesi, Jeoloji Mühendisliği Dergisi, Sayı:38, 118-127, Ankara.
8. Erdoğan, T.Y., 2003, Beton, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş. Yayını, Ankara.

9. Eren, H., Nasuf, E., Ökten, G., Energen, T., 1996, “Kocaeli-Gebze İlçesi, Tavşanlı Köyü Civarındaki Kireçtaşı Sahalarının Jeolojisi, Rezerv Analizi ve İstanbul Metropolü Yönünden Önemi”, 1. Ulusal Kırmataş Sempozyomu, 53-68, İstanbul.
10. Folk, R. L., 1962, Spectral Subdivision of Limestone Types. In: W.E. Ham (ed.), Classification of Carbonate Rocks, American Association Petroleum Geologist, 1, 62-84.
11. Fookes, P.G., 1980, “An Introduction to the Influence of Natural Aggregates on the Performance and Durability of Concrete”, Quarterly Journal of Engineering Geology, 123, 207-229.
12. Gutierrez, P., and Canovas, M.F., 1996, “High Performance Concrete Requirements for Constituent Materials and Mix Proportioning”, ACI Materials Journal, 93, 233-241.
13. Güler, B., Tuğrul, A., Hasdemir, S., Şahin, S.Y., 2010, “İstanbul’da Üretilen Farklı Kökenli Agregaların Beton Özelliklerine Etkileri”, Mühendislik Jeolojisi Bülteni, Sayı:30, 53-72, Ankara.
14. Gürsel, E., Erenson, C., 2017, “Kayaç Türünün Betonun Yüksek Dayanımına Etkisinin Petrografik Olarak İncelenmesi”, Ulusal Mühendislik Jeolojisi-Jeoteknik Sempozyumu, Adana.
15. Halili, A., Gözübol A.M., 1999, “Hereke Formasyonunun (Gebze Kireçtaşı) Kırmataş Özelliği ve Kırma Eleme Tesislerindeki Davranışı”, 2. Ulusal Kırmataş Sempozyumu, 89-98, İstanbul.
16. Hasdemir, S., 2007, “Marmara Bölgesindeki Farklı Kökenli Doğal Kumların Beton Özelliklerine Etkisi”, Doktora Tezi, İstanbul Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
17. Keskin, G., 2011, “Cendere Vadisi Kayaçlarının Beton Agregası Olarak Değerlendirilmesi”, Yüksek Lisans Tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, İstanbul.
18. Poitevin, P., 1999, “Limestone Aggregate Concrete, Usefulness and Durability”, Cement and Concrete Composites, 21, 89-97.
19. Sayar, C., 1976, “Haliç ve Civarının Jeolojisi” B.Ü. İstanbul Haliç Sorunları ve Çözüm Yolları Ulusal Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 355-374, İstanbul.
20. Taşdemir, C., 1998, “The Influence of Aggregate Type on the Mechanical Properties of Concrete”, Proceedings of the 12th European Ready Mixed Concrete Congress, Lisbon, pp. 633-640.
21. Tosun, K., Yazıcı, H., Yiğiter, H., Baradan, B., 2003, “Uçucu Kül İçeren Çimento Harçlarının Sülfat Dayanıklılığının İncelenmesi”, 5. Ulusal Beton Kongresi, 17-26, İstanbul.
22. TS EN 197-1, 2012, Genel Çimentolar – Bileşim, Özellikler ve Uygunluk Kriterleri, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
23. TS EN 933-1, 2012, Agregaların Geometrik Özellikleri İçin Deneyler – Bölüm 1: Tane Büyüklüğü Dağılımı Tayini – Eleme Yöntemi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
24. TS EN 933-3, 2012, Agregaların Geometrik Özellikleri İçin Deneyler – Bölüm 3: Tane Şekli Tayini – Yassılık Endeksi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
25. TS EN 933-9+A1, 2014, Agregaların Geometrik Özellikleri İçin Deneyler – Bölüm 9: İnce Tanelerin Tayini – Metilen Mavisi Deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
26. TS EN 1097-1, 2011, Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler – Bölüm 1: Aşınmaya Karşı Direncin Tayini (Mikro-Deval), Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
27. TS EN 1097-2, 2010, Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler – Bölüm 2: Parçalanma Direncinin Tayini İçin Yöntemler, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
28. TS EN 1097-6, 2013, Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler – Bölüm 6: Tane Yoğunluğunun ve Su Emme Oranının Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
29. TS EN 1744-1+A1, 2013, Agregaların Kimyasal Özellikleri İçin Deneyler – Bölüm 1: Kimyasal Analiz, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
30. TS EN 12350-2, 2019, Taze Betonda Çökme (Slump) Deneyi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
31. TS EN 12350-6, 2019, Taze Betonda Yoğunluk Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
32. TS EN 12390-3, 2019, Deney Numunelerinin Basınç Dayanımı Tayini, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
33. TS 706 EN 12620, 2003, Beton Agregaları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.
34. Tuğrul, A., Yılmaz, M., Ündül, Ö., Kara, G., ve Buldum, M., 2008, “İstanbul’un Anadolu Yakasındaki Kumtaşlarının Beton Üretiminde Kullanılabilirlikleri”, Beton 2008 Kongre Bildirileri, 130-144, İstanbul.
35. Uribe-Afif, R., 1994, Study of petrous aggregates for concrete in Zimapan arch dam in Mexico, Proceedings of 7th International IAEG Congress, pp. 3229-3233.
36. Williams, D.M., and McNamara, K., 1992, “Limestone to dolomite to dedolomite conversion and its effect on rock strength: a case study.”, Quarterly Journal of Engineering Geology, 24, pp. 131-135.
37. Yılmaz, F., Koltka, S., Sabah, E., 2011, “Emirdağ-Adaçal (Afyonkarahisar) Kireçtaşlarının Beton Agregaları Standardına Uygunluğunun Araştırılması”, Araştırma Makalesi, Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, Sayı:11, 1-12, Afyonkarahisar.
38. Zarif, İ.H., Tuğrul, A., ve Dursun, G., 2003, “İstanbul’daki Kireçtaşlarının Agrega Kalitesi Yönünden Değerlendirilmesi”, İstanbul Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yerbilimleri Dergisi, 16, 61-70.