Mermerlerin basınç altındaki davranışlarının incelenmesi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Dokuz Eylül Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Maden Mühendisliği Ana Bilim Dalı, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2002
Tezin Dili: Türkçe
Öğrenci: ZEKİ KARACA
Danışman: TURGAY ONARGAN
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:in ÖZET Metamorfizma geçirmiş kristalize mermer, gerçek mermer örneklerinin (GM1, GM2, GM3) ve metamorfizma geçirmemiş kireçtaşı, mikritik mermer örneklerinin (KÇT1, KÇT2, KÇT3) farklı yüklerde basınç altındaki davranışları strain gauge (deformasyon ölçer) kullanılarak araştırılmıştır. Deneylerde, B 66 ve h=2R ölçülerinde karotlar, tabakalanmaya dik yönde alınmış silindir örnekler ve FLA 10- 1 1, 120 Q, 2.12 gauge faktör özelliklerine sahip dinamik strain gauge kullanılmıştır. Araştırma konusu yükler, örneklerin tek eksenli basınç dayanım değerleri, mermer kesme ve işleme makinalarının mermer blok ve ürünlerine uyguladığı maksimum yük değeri olan 5000 kgf ve örneklerin tek eksenli basınç dayanım değerlerinin % 75' ine karşılık gelen yük değerleridir. Örneklerin tek eksenli basınç dayanım yükü altındaki deformasyon değişimleri düşey ve yatay strain gauge ile izlenmiştir. Çalışmanın esas amacım oluşturan "Zamana Bağlı Deformasyon" deneylerinde, farklı yükler altında ve yedi saat süre ile örneklerde oluşan deformasyon araştırılmıştır. Zamana bağlı deformasyon deneylerinde, sadece düşey yönde strain gauge kullanılmış ve düşey deformasyon ölçülmüştür. Strain gauge ile örneklerden alınan deformasyon değerleri kaydediciye aktarılmış ve burada sayısallaştırılmıştır. Kaydediciden okunan değerlere bağlı olarak her örnek için deformasyon grafiği çizilmiştir. Zamana bağlı deformasyon deneylerinde, 5000 kgf yük altında yapılan II. grup deneylerin deformasyon grafiklerinde az sayıda elastik bölge gözlenmiştir. II. grup ve III. grupta (örneklerin tek eksenli basınç dayanım değerlerinin % 75' ine karşılık gelen yük grubu) yapılan tüm deneylerin deformasyon grafiklerinde I. bölge (geçiş bölgesi) ve II. bölge (kararlı bölge) gözlemlenmiştir. Deney süresi nedeniyle, her iki örnek grubuna ait deformasyon grafiklerinde III. bölge, kırılma bölgesiIV gözlemlenmemiştir. Bununla birlikte, zamana bağlı deformasyon deneylerinin tamamında olağan II. bölge akması devamlılık göstermiştir. Her iki örnek grubunda II. bölgeye, 2 tonf/dk' lık yükleme hızı ile, genellikle ilk 100 dakikada girilmiştir. Zamana bağlı deformasyon deneylerinde, daha büyük yük altında oluşan deformasyonun daha az yük altında oluşan deformasyondan büyük geliştiği, yük ve deformasyonun doğru orantılı olduğu gözlemlenmiştir. Aynı mermere ait örneklerde, daha büyük yük değerine sahip tek eksenli basınç dayanım değerinin % 75' ine karşılık gelen yük altında oluşan deformasyon, 5000 kgf de oluşan deformasyondan daha büyük ölçülmüştür. Zamana bağlı deformasyon deneylerinde, mermer ve yük özelliklerine bağlı olarak yer yer düzenli deformasyon düşüşleri gözlemlenmiş ve bu durum ilgili deformasyon grafiklerinde gösterilmiştir. Düzenli düşüşler içeren deformasyon grafiklerinde, II. bölge' de normal devam eden seviye "dinamik seviye", deformasyon seviyesinin düştüğü ve en alt noktalarının oluşturduğu seviye, "stabil seviye" olarak tanımlanmıştır (az sayıda örnekte, I. bölge' de görülen deformasyon iniş ve çıkışları söz konusu değerlendirmenin dışında tutulmuştur). II. bölge' de, karalı bölgede görülen deformasyon düşüşleri zamanla sonlanmış, dinamik seviye ile stabil seviye bir süre sonra eşit hale gelmiştir. Dinamik ve stabil seviye eş hale geldikten sonra deformasyon hareketi II. bölge' de düzenli bir yol izlemiş, örnek, göreceli olarak kararlı bir akma hali göstermiştir. Zamana bağlı deformasyon deney grafiklerinde, II. bölge' de doğrusal akma gösteren veya nispeten kararlı hareket eden örnekler "duraylı", stabil seviyenin dinamik seviyeye oram "duraylılık oram" olarak tanımlanmıştır. Duraylılık oram 1' e yaklaştıkça mermerin kararlılığı da artmıştır. Duraylılık oranının 1 olması durumunda, deformasyon aşamasında örnek, mümkün olan en kararlı akma hali içerisinde gözlenmiştir. Örneklerin tek eksenli basınç dayarımı değerlerinin % 75' ine karşılık gelen yükler altında (III. grup) belirlenen duraylılık oranlan GM2 dışında 1' dir. III. grupta oluşanakmaların, 5000 kgf yük altında yapılan II. grup deneylerden sonra örneklerde gelişen akmalardan daha kararlı olduğu görülmüştür. Yük arttıkça kararlılık da artmıştır. Örnekler arası duraylılık oranı farkı kristalize mermer örneklerinde (GM1, GM2, GM3) daha azdır. Buna karşılık, kireçtaşı örneklerinde (KÇT1, KÇT2, KÇT3) daha kararlı bir akma gözlemlenmiştir. Strain gauge ile yapılan deformasyon araştırması sonrası örneklerden yatay ve dikey yönde ince kesitler alınmıştır. İnce kesitler, örneklerdeki deformasyon sonrası genel durumu (400 büyültmeli) ve kristalize mermer örneklerinde (GM1, GM2, GM3) kristal boyutta deformasyon hareketlerini (1250 büyültmeli) görmek amacıyla farklı iki ölçekte mikroskopta incelenmiş ve fotoğraflanmıştır. Kireçtaşı örnekleri (KÇT1, KÇT2, KÇT3), sadece genel durumu görmek amacıyla mikroskopta incelenmiş ve fotoğraflanmıştır. înce kesitlerde, aynı koşullar içerisinde, deformasyon ve diğer yükler altında tane boyu çok daha küçük olan kireçtaşı örneklerinde (en büyük tane boyuna sahip KÇT31 ün tane boyu, 57.82 um) oluşan kırık açıklıklarının, kristalize mermer örneklerinde (en küçük tane boyuna sahip GM1' in tane boyu, 616.32 um) oluşan kırık açıklıklarından daha küçük geliştiği görülmüştür. Kristalize mermer örneklerinde de kristal boyu arttıkça kırık açıklığı artmıştır. Söz konusu bulgular, tane boyu arttıkça kırık açıklığının arttığım göstermiştir. Ayrıca, aynı mermere ait örneklerin farklı yükler altında gelişen kırıklarında yük arttıkça kırık açıklığının arttığı gözlemlenmiş, yük artışı ile birlikte kırık oluşumu artmıştır. Zamana bağlı deformasyon deneyleri sonrasında örneklerden alman ince kesitlerin 400 büyültmeli mikroskop araştırmasında, örneklerin genel yapılarında herhangi bir kırık izine rastlanmamıştır. Bu sonuçla, incelen kristalize mermer ve kireçtaşı örneklerinin kesilmesi, işlenmesi ve kullanını süreçlerinde, yüke bağlı olarak mikro yapılarında kullanımlarını etkileyecek herhangi bir deformasyonun gelişmediği görülmüştür.VI İnce kesitlerin mikroskop araştırmasında, örneklerde akma veya tanelerde şekil değişimi gözlemlenmemiştir. Kireçtaşı örneklerinde (KÇT1, KÇT2, KÇT3), fosil ve eski kırıklarına ait kalsit dolgularında da herhangi bir değişim görülmemiştir. Örneklere ait fiziko-mekanik deney sonuçlan ve üç eksenli deney sonrası ince kesit fotoğrafları Ek. 1' de verilmiştir.