Investigation of Physical and Mechanical Properties of Travertine Stones in the Kars-Ani Ruins Region

Year 2025, , 299 - 313, 17.01.2025

Metehan Ardahanlı , Türkay Kotan

https://doi.org/10.47495/okufbed.1500638

Abstract

Historical buildings built with the use of natural stones can be damaged over time due to many factors. Restoration is needed to preserve the current condition of these historical buildings. In this study, two different red and black travertine stones in the Kars-Ani ruins area; unit weight, density, porosity, compressive strength, splitting tensile strength, ultrasound velocity, dynamic elasticity module, capillary water absorption, Böhme abrasion resistance were examined. According to the results obtained; It was determined that black travertine stone has higher compressive and tensile strength, lower porosity and capillary water absorption than red travertine stone. In addition, the Bohme abrasion loss amounts of both travertine stones were obtained as approximately equivalent.

Keywords

Travertine, Physical properties, Mechanical properties, Abrasion resistance

Kars-Ani Harabeleri Bölgesindeki Traverten Taşların Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

Abstract

Doğal taşların kullanılması ile inşa edilen tarihi yapılar zamanla birçok faktöre bağlı olarak zarar görebilmektedir. Bu tarihi yapıların mevcut durumlarının korunması için restorasyon işlemine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu çalışmada, Kars-Ani harabeleri bölgesindeki kırmızı ve siyah renge sahip 2 farklı traverten taşın; birim ağırlık, yoğunluk, porozite, basınç dayanımı, yarmada çekme dayanımı, ultrases hızı, dinamik elastisite modülü, kılcal su emme, Böhme aşınma dayanımı incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; siyah traverten taşın, kırmızı traverten taşına göre yüksek basınç ve çekme dayanımına, düşük porozite ile kılcal su emme miktarına sahip olduğu belirlenmiştir. Ayrıca her iki traverten taşının Böhme aşınma kayıp miktarları yaklaşık eş değer olarak elde edilmiştir.

Keywords

Traverten, Fiziksel özellikler, Mekanik özellikler, Aşınma direnci

References

• Adam Mohammed AA., Fener M., Comakli R., İnce İ., Balci MC., Kayabalı K. Investigation of the relationships between basic physical and mechanical properties and abrasion wear resistance of several natural building stones used in Turkey. Journal of Building Engineering 2021; 42.
• Anonim. Ani Katedrali kültür envanteri. https://kulturenvanteri.com/yer/?p=11952 2023. Erişim 9 Mayıs 2024. Anonim. Ani. https://tr.wikipedia.org/wiki/Ani 2024.
• Anonim. Kars. https://tr.pinterest.com/pin/56928382798031780/ 2024.
• Anonim. TS 10449: Mermer-kalsiyum karbonat esaslı-yapı ve kaplama taşı olarak kullanılan. Türk Standartları Enstitüsü 1992; Ankara.
• Anonim. TS 11143: Traverten-yapı ve kaplama taşı olarak kullanılan. Türk Standartları Enstitüsü 1993; Ankara.
• Anonim. TS 11443: Oniks mermeri- kalsiyum karbonat esaslı-yapı ve kaplama taşı olarak kullanılan tadil 1. Türk Standartları Enstitüsü 1994; Ankara.
• Anonim. TS 2824 EN 1338: Zemin döşemesi için beton kaplama blokları-gerekli şartlar ve deney metotları. Türk Standartları Enstitüsü 2005; Ankara.
• Anonim. TS EN 1097-6: Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler-bölüm 6: tane yoğunluğunun ve su emme oranının tayini, Türk Standartları Enstitüsü 2022; Ankara.
• Anonim. TS EN 12390-3: Beton-sertleşmiş beton deneyleri-bölüm 3: deney numunelerinin basınç dayanımının tayini. Türk Standartları Enstitüsü 2019; Ankara.
• Anonim. TS EN 12390-6: Beton-sertleşmiş beton deneyleri-bölüm 6: deney numunelerinin yarmada çekme dayanımının tayini. Türk Standartları Enstitüsü 2024; Ankara.
• Anonim. TS EN 12504-4: Yapılarda beton deneyleri- bölüm 4: ultrasonik atımlı dalga hızının tayini. Türk Standartları Enstitüsü 2021; Ankara.
• Anonim. TS EN 13057: Beton yapılar- koruma ve tamir için mamul ve sistemler-deney metotları- kılcal su emmeye direncin tayini. Türk Standartları Enstitüsü 2004; Ankara.
• Anonim. TS EN 1936: Doğal taşlar- deney yöntemleri- gerçek yoğunluk, görünür yoğunluk, toplam ve açık gözeneklilik tayini. Türk Standartları Enstitüsü 2007; Ankara.
• Ayaz E., Karacan E. Sivas batısındaki traverten oluşumlarının yapı ve yüzey kaplama taşı olarak kullanılabilirliklerinin incelenmesi. Jeoloji Mühendisliği 2000; 24(1): 87-99.
• Brotons V., Tomás R., Ivorra S., Grediaga A., Martínez-Martínez J., Benavente D., Gómez-Heras M. Improved correlation between the static and dynamic elastic modulus of different types of rocks. Materials and Structures 2015; 49: 3021-3037.
• Chentout M., Alloul B., Rezouk A., Belhai D. Experimental study to evaluate the effect of travertine structure on the physical and mechanical properties of the material. Arabian Journal of Geosciences 2015; 8: 8975-8985.
• Çobanoğlu İ. Prediction and identification of capillary water absorption capacity of travertine dimension stone. Arabian Journal of Geosciences 2015; 8: 10135-10149.
• Demir BG., Özdoğan AK., Akbulut A. Türkiye’deki travertenlerin tarih, turizm, madencilik ve doğal taş ihracatı açısından değerlendirilmesi. Aurum Mühendislik Sistemleri ve Mimarlık Dergisi 2023; 7(2): 291-302.
• Demirdağ S. The effect of using different polymer and cement based materials in pore filling applications on technical parameters of travertine stone. Construction and Building Materials 2009; 23(1): 522-530.
• Distelhorst G. The beauty of natural stone–elegant, enchanting, enduring and more affordable than ever before. Architectural Record Continuing Education Series, Marble Institute of America Setting the Standards in the Natural Stone Industry 2002.
• Doležel T., Drdácký M., Konvalinka P., Kopecký L. Experimental analysis of sandstone and travertine. Acta Polytechnica 2004; 44(5-6).
• Erdoğan Y. Engineering properties of Turkish travertines. Scientific Research and Essay 2011; 6(21): 4551-4566.
• Gürdal E. Özgünler AS. Tarihi yapıların onarımında doğal taş seçimi ve kullanımı. Restorasyon ve Konservasyon Çalışmaları Dergisi 2016; 16: 27-35.
• Gürocak Z., Alemdağ S. Pelte (Elazığ) bölgesindeki traverten ve oniks mermerlerin yapı ve kaplama taşı olarak kullanılabilirliği. Fırat Üniv. Mühendislik Bilimleri Dergisi 2009; 21(1): 85-94.
• Huertas BS. El travertino rojo de Mula, (Murcia) definición de un mármol local1. Regıón De Murcıa 2005; 141.
• Jackson MD., Marra F., Hay RL., Cawood C., Winkler EM. The Judicious selection and preservation of tuff and travertine building stone in ancient Rome. Archaeometry 2005; 47(3): 485-510.
• Kahraman E., Eser A. Elazığ bölgesi travertenlerinin kaplama taşı olarak kullanılabilirliğinin belirlenmesi. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi 2015; 30(2): 243-253.
• Li T., Tang X., Xia J., Gong G., Xu Y., Li M. Investigation of mechanical strength, permeability, durability and environmental effects of pervious concrete from travertine waste material. Construction and Building Materials 2024; 426.
• Özdemir E. Farklı pH çözeltileri ve donma çözülmenin travertenlerin fiziko-mekanik özelliklerine birlikte etkisi. Avrupa Bilim ve Teknoloji Dergisi 2021; 32: 1-6.
• Palchik V. Influence of porosity and elastic modulus on uniaxial compressive strength in soft brittle porous sandstones. Rock Mechanics and Rock Engineering 1999; 32: 303-309.
• Pentecost A. Travertine. Springer 2005.
• Süer M., Yakar, F. Alaşehir (Manisa) bölgesi traverten atıklarının yol alttemel ve temel tabakalarında kullanılabilirliğinin araştırılması. Academic Platform Journal of Engineering and Science 2020; 8(2): 388-395.
• Török Á., Vásárhelyi B. The influence of fabric and water content on selected rock mechanical parameters of travertine, examples from Hungary. Engineering Geology 2010; 115(3-4): 237-245.