Van-Süphan Dağı bölgesinde bulunan bazalt kayaçlarının demiryolunda balast malzemesi olarak kullanımının değerlendirilmesi

Yıl 2024, , 495 - 502, 30.06.2024

Fırat Kıpçak

https://doi.org/10.24012/dumf.1367888

Öz

Bazalt, doğada çok yaygın bulunan volkanik bir kayaç türüdür. Volkanik bir olay sonucu sıcaklık ve basınç altında eriyen kayaçlar soğuyarak bazalt kayaçlarını oluşturmaktadır. Bazalt yüksek dayanımlı ve aşınmaya karşı dirençli olması nedeniyle demiryolu, alt ve üst yapılar, tarihi yapılar gibi birçok alanda yapı malzemesi olarak kullanılmaktadır. Bazalt kayaç özelliklerinin yüksek olması nedeniyle bu çalışmada Türkiye'nin Doğu Anadolu bölgesinde bulunan Van-Süphan Dağı arasında yer alan bazalt kayaçlarının araştırılması amaçlanmıştır. Bölge ile ilgili literatürde yeterli veri bulunmaması nedeniyle bu çalışmanın bilgi açıklığını gidereceği görülmüştür. Bu bağlamda bazaltın hızlı ve yüksek hızlı tren hatlarında balast malzemesi olarak kullanımı ve arazi durumu değerlendirilmiştir. Çalışmanın kapsadığı bölgede bazalt gelişigüzel dağılmış ve Süphan Dağının bulunduğu coğrafyada çok geniş alanları kaplamıştır. Bölgede incelemeler yapılmış ve kaya örnekleri alınmıştır. Bu amaçla bazalt malzemesinin tek eksenli basınç, Los Angeles parçalanma, donma-çözülme, su emme oranı ve özgül kütle deneyleri yapılmıştır. Deneysel ve gözlemsel çalışmalar bölgede bulunan bazaltın demiryolu yapımında balast malzemesi olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Bölgenin Süphan Dağı dışında dağlık arazi olmaması ve uygun rezerv barındırması nedeniyle değerlendirilebileceği sonucu çıkarılmıştır. Ayrıca bazalt malzemesinin araziler üzerinden kaldırılmasıyla arazilerin daha verimli kullanılmasına imkân sağlayacağı konusu değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Arazi kullanımı, bazalt, balast, demiryolu

Kaynakça

• [1] M. Kozak, “Demiryolunda rayların birleşim noktaları ve özelliklerinin araştırılması,” Yapı Teknolojileri Elektronik Dergisi, 7(2), 40-49, 2011.
• [2] T. Koralay, İ. Çobanoğlu ve M. Demir, “Ofiyolitler içerisindeki gabro dayklarının balast malzemesi olarak kullanılabilirliği: inceler (Bozkurt-Denizli) örneği,” KSU Mühendislik Dergisi, 17(2), 2014.
• [3] E. Kahraman ve N. Yapıcı, “Kurtpınar (Ceyhan) bazaltlarının demiryolu balastı olarak kullanımının değerlendirilmesi,” Demiryolu Mühendisliği, no. 16, pp. 14-22. doi: 10.47072/demiryolu. 1082366, 2022.
• [4] M. Ç. Bayrak, “Altyapı özelliklerinin demiryolu üstyapısının performansına etkisi,” Yayınlanmamış doktora tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta, 176s, 2018.
• [5] W. L. Lim, “Mechanics of railway ballast behaviour,” Yayınlanmamış doktora tezi, University of Nottingham, 2004.
• [6] R. Roberts, J. Rudy, I. A. Qadi, E. Tutumluer ve J. Boyle, “Railroad Ballast Fouling Detection Using Ground Penetrating Radar-A New Approach Based on Scatte-ring from Voids,” ECNDT 2006 Symposium, Berlin, 2006.
• [7] K. V. Çelik and H. Karaşin, "Karbon elyaf ile betonun güçlendirilmesi", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 5, no. 1, pp. 1-11, Jun. 2014
• [8] TCDD Balast Teknik Şartnamesi, TCDD 2020, Türkiye Cumhuriyeti Ulaştırma ve Altyapı Bakanlığı Devlet Demir Yolları İşletmesi Genel Müdürlüğü Araştırma ve Geliştirme Dairesi Başkanlığı, Ankara, 22s, 2020.
• [9] Demiryolu Balastları için Agregalar, TS 7043 EN 13450, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2006.
• [10] Doğal yapı taşları- inceleme ve laboratuvar deney yöntemleri, TS 699, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2009.
• [11] O. Kenan, İ. Topal ve E. Poşluk, “Ankara-İstanbul yüksek hızlı tren demiryolunda balast hammaddesi olarak granit ve bazaltın birlikte kullanılabilirliğinin araştırılması ve aşınma dayanımlarına etkisi,” MT Bilimsel, (1), 81-89, 2012.
• [12] A. Yılmaz, “Demiryolu üstyapısında balast kirliliği,” Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi 6(1): 11-17, 2015.
• [13] M. Bozkurt, “Demiryolu I,” İstanbul Teknik Üniversitesi İnşaat Fakültesi Matbaası, İstanbul, 1989.
• [14] Standard Method of Test for Resistance to Degradation of Small- Size Coarse Aggregate by Abrasion and Impact in the Los Angeles Machine, AASHTO T 96-02, 2019.
• [15] M. Saltan ve A. A. EL, “Farklı bölgelerden temin edilen bazalt agregasının temel ve alt temel malzemesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılması,” Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi. 28(3), 346-353, 2022.
• [16] M. Kozak, “Demiryolu balastının ve özelliklerin araştırılması,” Demiryolu Mühendisliği, no. 13, pp. 86-96, doi: 10.47072/demiryolu.831684, 2021.
• [17] A. Binal, K. E. Kasapoglu, ve C. Gokceoglu, “The surficial physical deterioration behaviour of Neogene volcano-sedimentary rocks of Eskiehir-Yazihkaya, NW Turkey,” Proc. Int. Symp. On Engineering Geology and Environment, Athens, Greece, A.A. Balkema, Rotterdam, V3, 3065-3069, 1997.
• [18] K. Oğul, İ. Topal ve E. Poşluk, “Ankara-İstanbul yüksek hızlı tren demiryolunda balast hammaddesi olarak granit ve bazaltın birlikte kullanılabilirliğinin araştırılması ve aşınma dayanımlarına etkisi,” Yer Altı Kaynakları Dergisi, s:1, 2012.
• [19] M. T. Şengün ve M. Siler, “Harput Platosu’ndaki Genç Volkanik Alanlar ve Bu Arazilerin Kullanımı” Fırat Üniversitesi Harput Araştırmaları Dergisi Cilt: I, Sayı:1, Elâzığ, 2014.
• [20] Wikipedia, Süphan dağı, (08.2023). https://tr.wikipedi a.org/wiki/S%C3%BCphan_Da%C4%9F%C4%B1.
• [21] J. A. Pearce, J. F. Bender, S. E. De Long, W. S. F. Kidd, P. J. Low, Y. Güner, F. Şaroğlu, Y. Yılmaz, S. Moorbath ve J. J. Mitchell, “Genesis of collision volcanism in Eastern Anatolia Turkey,” Journal of Volcanology and Geothermal Research, 44, 189-229, 1990.
• [22] S. Kılıçaltan and U. Demir, "Hafif Blok Üretiminde Çanakkale Ayvacık Volkanik Tüfünün Agrega Olarak Kullanılabilirliğinin Araştırılması", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 12, no. 5, pp. 821-828, Dec. 2021. doi:10.24012/dumf.1051469.
• [23] M. Derman, Ö. Adıgüzel, E. Zengin ve Z. A. Ergüler, “Sabuncular-Kütahya arasındaki demiryollarında balast malzemesi olarak kullanılan volkanik kayacın fizikseli mineralojik ve aşınma özellikleri üzerinde bozunma süreçlerinin etkisi,” Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi, ISSN-1302-3055, 2012.
• [24] M. Akatay, “Diyarbakır bazaltlarının bazı önemli malzeme özelliklerinin tahribatsız yöntemlerle belirlenebilirliğinin araştırılması,” Yayınlanmamış yüksek lisans tezi, Dicle Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014.
• [25] J. A. Hudson, “Engineering properties of rocks,” volume 4, Elsevier, 2005.
• [26] İ. Güzel and A. Benli, "Bazalt Agregalı Bitümlü Sıcak Karışım Tabakalarının Dinamik Rijitlik Modülünün Hesaplanması Ve Marshall Tasarım Kriterleriyle Karşılaştırılması", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 11, no. 3, pp. 1373-1384, Sep. 2020, doi:10.24012/dumf.712090.
• [27] O. O. Varol, M. Ayhan and V. Oyan, "Van İli Kuzeyinde Yer Alan Ortaç Volkanik Agregalarda ASR Etkilerinin İncelenmesi", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 9, no. 2, pp. 817-827, Sep. 2018.
• [28] E. Işık, A. Karaşin ve Y. Kayan, "Pomzadan imal edilmiş çelik lif katkılı bims blokların mekanik özelliklerinin araştırılması", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, c. 11, sayı. 2, ss. 723-730, Haz. 2020, doi:10.24012/dumf.493530.
• [29] M. Ozburan, "Kütahya ve Çevresinin Neotektonik İncelemesi," Doktora Tezi, Kocaeli Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, 209s, 2009.
• [30] V. Abdullah, E. Aydın and İ. Bedirhanoğlu, "Beton elasatisite modülünün ultrasonik ses dalgası yayılma hızı ile tahmin edilmesi", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 8, no. 3, pp. 475-484, Jul. 2017.
• [31] Z. Zebari, İ. Bedirhanoğlu and E. Aydın, "Beton basınç dayanımının ultrasonik ses dalgası yayılma hızı ile tahmin edilmesi", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 8, no. 1, pp. 43-52, Mar. 2017.
• [32] J. C. Dixon, C. E. Thorn, R. G. Darmody ve P. Schlyter, “Weathering rates offine pebbles at the soil surface in Karkevagge,” Swedish Lapland. Catena 45, 273-286, 2001.
• [33] Agregaların Mekanik ve Fiziksel Özellikleri İçin Deneyler Bölüm 2: Parçalanma Direncinin Tayini İçin Metotlar, TS EN 1097-2, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2020.
• [34] Doğal taşlar-Deney yöntemleri-Basınç dayanımı tayini, TS EN 1926, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2007.
• [35] Basınç dayanımının yapılar ve öndökümlü beton bileşenlerde yerinde tayini, TS EN 13791, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2019.
• [36] S. Yılmaz Çetin and R. İnce, "Küp numunelerin yarmada-çekme dayanımında agrega granülometrisinin boyut değişimi üzerine etkisi", Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol. 8, no. 3, pp. 443-451, Jul. 2017
• [37] C. Demirel ve A. Gökdemir, “Çeper etkisi oluşmayan farklı biçim ve boyuttaki beton numunelerin basınç dayanımlarının deneysel karşılaştırılması,” Uluslararası Teknolojik Bilimler Dergisi, 6(3), 29-48, 2014.
• [38] Agregaların mekanik ve fiziksel özellikleri için deneyler bölüm 6: Tane yoğunluğu ve su emme oranının tayini, TS EN 1097-6, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2022.
• [39] M. Ş. Yön ve M. Karataş. "Evaluation of the mechanical properties and durability of self-compacting alkali-activated mortar made from boron waste and granulated blast furnace slag." Journal of Building Engineering 61, 105263, 2022. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2022.105263.
• [40] M. Ş. Yön, F. Arslan, M. Karatas & A. Benli, “High-temperature and abrasion resistance of self-compacting mortars incorporating binary and ternary blends of silica fume and slag”. Construction and Building Materials, 355, 129244, 2022. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.129244.
• [41] F. Li, D. Chen, Y. Lu, H. Zhang ve S. Li, "Influence of mixed fibers on fly ash based geopolymer resistance against freeze-thaw cycles." Journal of Non-Crystalline Solids 584, 121517, 2022, https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2022.121517.
• [42] Agregaların Termal ve Bozunma Özellikleri İçin Deneyler- Bölüm 1: Donmaya ve Çözülmeye Karşı Direncin Tayini, TS EN 1367‐1, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 2009.
• [43] H. K. Hamzah, G. F. Huseien, M. A. Asaad, D. P. Georgescu, S. K. Ghoshal ve F. Alrshoudi, “Effect of waste glass bottles-derived nanopowder as slag replacement on mortars with alkali activation: Durability characteristics”. Case Studies in Construction Materials, 15, e00775, 2021. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2021.e00775.
• [44] F. Moodi, N. Sepehr ve D. Pooria. "Mechanical properties and durability of alkali-activated slag repair mortars containing silica fume against freeze-thaw cycles and salt scaling attack." Advances in concrete construction 11.6, 493-505. 2021. https://doi.org/10.12989/acc.2021.11.6.493.
• [45] K. Mermerdaş, İ. Süleyman ve M. Zana "Visual inspection and mechanical testing of fly ash-based fibrous geopolymer composites under freeze-thaw cycles." Construction and Building Materials, 283, 122756, 2021. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.122756.
• [46] G. Sarıışık, “Volkanik Kayaçların Endüstriyel Kullanımı Üzerine Bir Araştırma”. MT Bilimsel (23), 1-14, 2023.
• [47] Le Bas, M.J., Le Maitre, R.W., Streckeisen, A., Zanettin, B, “A chemical classification of volcanic rocks based on the total alkali-silica diagram”. J Petrol. 27, 74–750, 1986.