Mermerlerin yapı ve kaplama taşı olarak kullanım alanlarını etkileyen jeolojik parametrelerin araştırılması
Investigation of geological parameters affecting usage areas of marbles as building and ornamental stone
- Tez No: 995651
- Danışmanlar: PROF. DR. ATİYE TUĞRUL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Durabilite, Duvar kaplamaları, Mekan kullanımı, Mekan tercihleri, Mekansal değerlendirme, Mermer, Mühendislik jeolojisi, Zemin kaplama, İndeks seçimi, Wall claddings, Space usage, Spatial preferences, Spatial evaluation, Marble, Engineering geology, Floor coating, Index selection
- Yıl: 2026
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, mermerlerin yapı ve kaplama malzemesi olarak seçiminde yaygın kullanılan tek parametre temelli yaklaşımların yetersizliğini ele alarak, bütüncül ve çok kriterli bir değerlendirme modeli geliştirmeyi amaçlamaktadır. Mevcut uygulamalarda tek eksenli basınç dayanımı veya su emme gibi tekil parametrelere dayalı seçimlerin yanıltıcı olduğu ve mermerlerin kullanım alanlarına göre performansını belirleyen kritik parametrelerin anlamlı biçimde değiştiği vurgulanmaktadır. Çalışmanın temel sorusu“hangi mermer, hangi kullanım alanı için daha uygundur?”sorusuna teknik ve sayısal bir yanıt sunmaktır. Araştırma kapsamında dokuz farklı mermer türü detaylı olarak incelenmiş ve petrografik, mineralojik, kimyasal, fiziksel, mekanik ve durabilite testlerine tabi tutulmuştur. Renk ölçümleri için ∆L*, ∆a*, ∆b* parametreleri ve toplam renk farkı (∆E*) kullanılarak renk değişimleri nicel olarak değerlendirilmiştir. Yüzey pürüzlülüğü Ra değeri ile ölçülmüş, P-dalgası hızı (Vp), kayaçların mineralojik bileşimi, mikro çatlak içeriği ve dokusal sıkılığı yansıtan tahribatsız ölçümler gerçekleştirilmiştir. Mekanik testler kapsamında tek eksenli basınç dayanımı (UCS), eğilme dayanımı, Böhme ve disk aşınma kayıpları ölçümleri yapılmıştır. Durabilite testleri olarak ıslanma-kuruma, donma-çözülme, tuz kristallenmesi (Na₂SO₄ ve MgSO₄), SO₂ buharı ve UV yaşlandırma deneyleri uygulanmıştır. Elde edilen bulgular, tuz kristallenmesi ve sülfatlaşma süreçlerinin mermerlerde en büyük ve kalıcı renk değişimlerine neden olduğunu göstermiştir. Özellikle Na₂SO₄ ve MgSO₄ ile yapılan kristalizasyon deneyleri, yüzey pürüzlülüğünde en belirgin artışı oluşturmuştur. Na₂SO₄ tuzu en güçlü bozunma etkisini yaratırken, donma-çözülme ve MgSO₄ testleri orta düzeyde mikroyapısal hasara yol açmıştır. Porozite artışı ile P-dalgası hızı düşüşü arasında tam bir uyum gözlenmiştir. Su emme değerlerinde belirgin ve kalıcı artışlar meydana gelmiş, birçok numunenin ASTM ve TS standartlarındaki sınır değerlerini aşması söz konusu olmuştur. Bazı mermer türlerinde eğilme dayanımında %70-98'e varan dramatik azalmalar tespit edilmiştir. Aşınma direnci üzerindeki etkilerin büyüklük sıralaması Na₂SO₄ > MgSO₄ > Donma-çözülme > Derişik SO₂ > Isıl şok > UV şeklinde ortaya çıkmıştır. Çalışmada geliştirilen Mermer Seçim İndeksi (MSI), her kullanım türü için parametre setleri ve ağırlıklar tanımlayarak normalize edilmiş performans puanları (0-1 arasında) hesaplamaktadır. Bu deterministik formül, kullanım alanına özgü ağırlıklar kullanmakta ve radar (örümcek) diyagramları ile görselleştirilmektedir. MSI yaklaşımı, mermer performansının yalnızca başlangıç dayanımıyla değil, kullanım süreci boyunca çevresel ve mekanik zorlanmalar altında göstereceği davranışla birlikte ele alınması gerektiğini ortaya koymuştur. Farklı kullanım senaryoları (dış cephe, dış zemin, ıslak hacimler, iç zemin, dekoratif objeler, sanat/heykel) için yapılan değerlendirmeler, aynı mermerin farklı mekânlarda anlamlı ölçüde değişen uygunluk profilleri sergilediğini göstermiştir. Bu çalışma, mermer türlerinin“iyi-kötü”sınıflamasıyla ifade edilemeyeceğini, her bir mermerin farklı mekansal senaryolar altında kendine özgü güçlü ve sınırlı yönler sergilediğini bilimsel verilerle ortaya koymuştur. Geliştirilen MSI yaklaşımı, karar sürecini şeffaflaştıran ve gerekçelendiren analitik bir değerlendirme çerçevesi sunarak, mimar, mühendis ve tasarımcılar için uygulamaya dönük, rasyonel ve izlenebilir bir karar destek sistemi oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis addresses the inadequacy of single-parameter-based approaches commonly used in selecting marbles as structural and cladding materials, aiming to develop a holistic and multi-criteria evaluation model. Current practices relying on singular parameters such as uniaxial compressive strength or water absorption are emphasized as misleading, and it is highlighted that critical parameters determining marble performance vary significantly according to usage areas. The fundamental question of the study is to provide a technical and numerical answer to“which marble is more suitable for which usage area?”Within the scope of the research, nine different marble types were examined in detail and subjected to petrographic, mineralogical, chemical, physical, mechanical, and durability tests. Color measurements were quantitatively evaluated using ∆L*, ∆a*, ∆b* parameters and total color difference (∆E*). Surface roughness was measured with Ra value, and non-destructive measurements reflecting the mineralogical composition, density, micro-crack content, and textural compactness of rocks were performed using P-wave velocity (Vp). Mechanical tests included uniaxial compressive strength (UCS) and flexural strength measurements. Durability tests consisted of wetting-drying, freeze-thaw, salt crystallization (Na₂SO₄ and MgSO₄), SO₂ vapor, and UV aging experiments. The findings revealed that salt crystallization and sulfation processes caused the most significant and permanent color changes in marbles. Crystallization experiments with Na₂SO₄ and MgSO₄ particularly produced the most pronounced increase in surface roughness. Na₂SO₄ salt created the strongest deterioration effect, while freeze-thaw and MgSO₄ tests led to moderate microstructural damage. A perfect correlation was observed between porosity increase and P-wave velocity decrease. Significant and permanent increases occurred in water absorption values, with many samples exceeding the limit values in ASTM and TS standards. Dramatic reductions of 70-98% in flexural strength were detected in some marble types. The magnitude ranking of effects on abrasion resistance emerged as Na₂SO₄ > MgSO₄ > Freeze-thaw > Concentrated SO₂ > Thermal shock > UV. The Marble Selection Index (MSI) developed in the study calculates normalized performance scores (between 0-1) by defining parameter sets and weights for each usage type. This deterministic formula uses usage-specific weights and is visualized through radar (spider) diagrams. The MSI approach revealed that marble performance should be considered not only with initial strength but also with the behavior it will exhibit under environmental and mechanical stresses throughout the usage process. Evaluations conducted for different usage scenarios (exterior facades, exterior floors, wet areas, interior floors, decorative objects, art/sculpture) showed that the same marble exhibits significantly varying suitability profiles in different spaces. The thesis scientifically demonstrated that marble types cannot be expressed with“good-bad”classification, and each marble exhibits its own unique strengths and limitations under different spatial scenarios. The developed MSI approach provides an analytical evaluation framework that makes the decision process transparent and justified, creating an application-oriented, rational, and traceable decision support system for architects, engineers, and designers.
Benzer Tezler
- Burdur ili mermer sektörünün kurumsal ve ekonomik yapısı
İnstitutional and economic structure of marble sector in burdur
AHMET SARITAŞ
- Yeni Cami'nin akustik açıdan performans değerlendirmesi
Evaluation of the acoustical performance of the New Mosque
EVREN YILDIRIM
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEVTAP YILMAZ DEMİRKALE
- Diyarbakır Karacadağ bazaltlarının endüstriyel amaçlı kullanım alanları
Investigations into the industrial utilization of Karacadağ basalts in Diyarbakır
AYŞE GÜL ACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2002
Maden Mühendisliği ve MadencilikDicle ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN ZEKİ HEKİMOĞLU
- Manyetik katı faz ekstraksiyon metodu kullanılarak altının adsorpsiyonu ve ICP-OES ile belirlenmesi
Adsorption of gold using magnetic solid phase extraction method and determination by ICP-OES
MİRAÇ SALPAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
KimyaSakarya ÜniversitesiKimya Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSEYİN ALTUNDAĞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ CELAL CANER
- Uşak yöresi doğal yapı taşlarının fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi
Determination of physical-mechanical properties of natural building stones in Uşak region
AYŞE NUR ALPEREN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Maden Mühendisliği ve MadencilikUşak ÜniversitesiMaden Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK ÇELİK