Investigation of the Usability of Eastern Black Sea Region Natural Stones as Aggregate in Concrete Production

Year 2024, Volume: 12 Issue: 1, 49 - 62, 26.01.2024

Ercüment Koç , Tekin Yılmaz , Ali Osman Yılmaz

https://doi.org/10.29130/dubited.1206778

Abstract

Aggregate is found in a very high amount (65-80%) in concrete, which is one of the most substantial building materials of the construction sector. In this sense, this research was designed on the investigation of the usability of natural stones (andesite, basalt, mudstone and travertine) brought from different locations of the Eastern Black Sea Region as aggregates in concrete production. Within this scope, some physical and mechanical tests were implemented on the natural stone samples prepared at different sample shapes (cylindrical core, cube and crushed aggregate), and the findings obtained from tests were evaluated in terms of aggregate standards determined by TS 706 EN 12620+A1 (2009). The findings showed that basalt rock, which provides the most favorable physical and mechanical performance, is suitable for usage as concrete aggregate.

Keywords

Eastern Black Sea region, Natural stones, Aggregate, Concrete

Doğu Karadeniz Bölgesi Doğal Taşlarının Beton Üretiminde Agrega Olarak Kullanılabilirliğinin İncelenmesi

Abstract

Agrega, inşaat endüstrisinin en önemli yapı malzemelerinden birisi olan beton içerisinde oldukça yüksek miktarda (%65-80) bulunur. Bu bağlamda, bu çalışma, Doğu Karadeniz Bölgesi’nin farklı lokasyonlarından getirilen doğal taşların (andezit, bazalt, çamurtaşı ve traverten) beton üretiminde agrega olarak kullanılabilirliklerinin araştırılması üzerine kurgulanmıştır. Bu amaçla, farklı numune şekillerinde (silindirik karot, küp ve kırılmış agrega) hazırlanan doğal taş numuneleri üzerinde bazı fiziksel ve mekanik testler gerçekleştirilmiş ve testlerden elde edilen bulgular TS 706 EN 12620+A1 (2009) tarafından belirlenen agrega standartları açısından değerlendirilmiştir. Bulgular, fiziksel ve mekanik özellikler açısından en yüksek performansı sağlayan bazalt kayacının beton agregası olarak kullanımının uygun olduğunu göstermiştir.

Keywords

Doğu Karadeniz bölgesi, Doğal taş, Agrega, Beton

References

• [1] S. Usta, "Agrega granülometrisinin beton bileşimindeki teorik malzeme miktarları ile betonun kompasite ve porozite değerleri üzerindeki etkilerinin incelenmesi," Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, c. 8, s. 1, ss. 1-15, 2012.
• [2] A. Solak, "Manisa-Gürle köyü yöresinde bulunan kayaçların sınıflandırılarak beton agregası olarak kullanılabilirliğinin araştırılması," Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 11, s. 4, ss. 974-981, 2022. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1123351
• [3] H. Akyıldırım ve A. Karakaş, "Kocaeli-Gebze Tavşanlı bölgesi kireçtaşlarının beton agregası olarak kullanılabilirliğinin araştırılması," Konya Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 9, s. 4, ss. 1088-1108, 2021. https://doi.org/10.36306/konjes.925801
• [4] A. Çüçen ve Y. T. Altuncı, "Yüksek yapıların yapım tekniklerinin incelenmesi," Sürdürülebilir Mühendislik Uygulamaları ve Teknolojik Gelişmeler Dergisi, c. 5 s. 1, ss. 20-32, 2022. https://doi.org/10.51764/smutgd.1039161
• [5] C. Özel, "Kendiliğinden yerleşen betonda mermer–granit ve andezit’in agrega olarak kullanılabilirliğinin araştırılması," Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, c. 10, s. 1, ss. 19-30, 2018.
• [6] E. Koç, "Trabzon ili ve çevresinden alınan doğal taşların agrega malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması," Yüksek Lisans Tezi, Maden Mühendisliği Bölümü, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Trabzon, Türkiye, 2014.
• [7] K. Güçlüer, O. Günaydın, Ö. F. Tekin ve M. F. Şahan, "Farklı tipte agrega kullanımının betonun mekanik özeliklerine etkisinin araştırılması," Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 6, s. 1, ss. 107-114, 2017. https://doi.org/10.28948/ngumuh.297962
• [8] İ. Çobanoğlu, S. B. Çelik, O. Çam, H. Etiz ve M. Kurşun, "Denizli bölgesi traverten artıklarının beton agregası olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi," Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 20, s. 3, ss. 92-99, 2014. https://doi.org/10.5505/pajes.2014.52824
• [9] M. Y. Çelik ve A. Şahbaz, "Ilıca (Kütahya) bazaltının beton agregası olarak kullanılabilirliğinin araştırılması," Politeknik Dergisi, c. 20, s. 4, ss. 887-898, 2017. https://doi.org/10.2339/politeknik.369061
• [10] T. Yılmaz, "Agrega elek analizi ve granülometri eğrisi," Maden İşletme Laboratuvarı Deney Föyü, Karadeniz Teknik Üniversitesi, Maden Mühendisliği Bölümü, 2017.
• [11] L. Gündüz, N. Şapcı, M. Bekar ve S. Yorgun, "Genleşmiş kilin hafif agrega olarak kullanılabilirliği," Kil Bilimi ve Teknolojisi Dergisi, c. 1, s. 2, ss. 43-49, 2006.
• [12] A. Köken, M. A. Köroğlu ve F. Yonar, "Atık betonların beton agregası olarak kullanılabilirliği," Selçuk-Teknik Dergisi, c. 7, s. 1, ss. 86-97, 2008.
• [13] A. Tolgay, E. Yaşar ve Y. Erdoğan, "Nevşehir pomzasının agrega olarak betonda kullanılabilirliğinin araştırılması," 5. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu. İzmir, Türkiye, 2004, ss. 345-354.
• [14] H. Ceylan ve S. Mança, "Mermer parça atıklarının beton agregası olarak değerlendirilmesi," Teknik Bilimler Dergisi, c. 3, s. 2, ss. 21-25, 2013.
• [15] A. Yılmaz, M. Saltan ve A. Akıllı, "Göller yöresinde işletilen kireçtaşı agregalarının yol inşaatı malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması," Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 18, s. 3, ss. 199-207, 2012. https://doi.org/10.5505/pajes.2012.41636
• [16] E. Tuncay, F. Yağmurlu ve H. Ceylan, "Karaöz (Antalya-Türkiye) civarındaki dolomitik kireçtaşlarının beton agregası olarak kullanılabilirliği," Teknik Bilimler Dergisi, c. 5, s. 1, ss. 48-57, 2015.
• [17] O. O. Varol, M. Türkmenoğlu ve Z. F. Türkmenoğlu, "Van ili tabanlı mevkii kireçtaşlarının agrega olarak kullanılabilirliğinin incelenmesi," Yüzüncü Yıl Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 21, s. 2, ss. 146-151, 2016.
• [18] Beton agregaları, Türk Standartları Enstitüsü TS 706 EN 12620+A1, 2009.
• [19] Rock characterization, testing and monitoring, ISRM Suggested Methods, ISRM, 1981.
• [20] Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler, Bölüm 6: Tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 1097-6, 2013.
• [21] Agregaların fiziksel ve mekanik özellikleri için deneyler, Bölüm 3: Gevşek yığın yoğunluğunun ve boşluk hacminin tayini, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 1097-3, 1999.
• [22] Agregaların geometrik özellikleri için deneyler - Bölüm 8: İnce tanelerin tayini-Kum eşdeğeri tayini, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 933-8+A1, 2015.
• [23] Doğal taşlar-Deney yöntemleri-Dona dayanım tayini, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 12371, 2011.
• [24] Standard test method for laboratory determination of pulse velocities and ultrasonic elastic constants of rock, Annual Book of ASTM Standards, ASTM International, ASTM D2845, 2017.
• [25] O. H. Anon, "Classification of rocks and soils for engineering geological mapping. Part 1-rock and soil materials," Bulletin of the International Association of Engineering Geology, vol. 19, pp. 364-371, 1979.
• [26] D. U. Deere and R. P. Miller, "Engineering classifications and index properties of intact rock," University of Illinois, Urbana, Illinois, Tech. Memo. AFWL-TR 65-116, Dec. 01, 1966.
• [27] Standard test methods for compressive strength and elastic moduli of intact rock core specimens under varying states of stress and temperatures, Annual Book of ASTM Standards, ASTM International, ASTM D 7012, 2014.
• [28] Zemin döşemesi için beton kaplama blokları–Gerekli şartlar ve deney metotları, Türk Standartları Enstitüsü TS 2824 EN1338/AC, 2009.
• [29] Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-Bölüm 1: Aşınmaya karşı direncin tayini (mikro- Deval), Türk Standartları Enstitüsü EN 1097-1, 2011.
• [30] Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-Bölüm 2: Parçalanma direncinin tayini için yöntemler, Türk Standartları Enstitüsü TS EN 1097-2, 2020.
• [31] F. Dahl, A. Bruland, P. D. Jakobsen, B. Nilsen and E. Grøv, "Classifications of properties influencing the drillability of rocks, based on the NTNU/SINTEF test method," Tunnelling and Underground Space Technology, vol. 28, pp. 150-158, 2012. https://doi.org/10.1016/j.tust.2011.10.006
• [32] T. Yılmaz, "Bazalt kayacının tek eksenli sıkışma dayanımının tahribatsız test yöntemleri ile tahmini: Trabzon-Maçka bölgesi," 8. Uluslararası Kırmataş Sempozyumu, Kütahya, Türkiye, 2016, ss.2-8.
• [33] F. Altınsoy, N. Ş. Karahan, R. Çankaya ve A. Karabayır, "Çanakkale Elmacık yöresi kalker taşlarının beton agregası olarak uygunluğunun araştırılması," Çanakkale Onsekiz Mart Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, c. 3, s. 1, ss. 48-58, 2017. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1123351
• [34] Beton-Özellik, performans, imalat ve uygunluk. Türk Standartları Enstitüsü TS EN 206+A2, 2021.
• [35] F. Yılmaz, S. Koltka ve E. Sabah, "Emirdağ‐Adaçal (Afyonkarahisar) kireçtaşlarının beton agregaları standardına uygunluğunun araştırılması," Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi, c. 11, s. 1, ss. 1-12, 2011.