T.C. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AKÇADAĞ (MALATYA) BATISINDAKİ EOSEN YAŞLI MERMERLERİN OPTİMUM İŞLEME KOŞULLARININ BELİRLENMESİ

Transkript

1 T.C. İNÖNÜ ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ AKÇADAĞ (MALATYA) BATISINDAKİ EOSEN YAŞLI MERMERLERİN OPTİMUM İŞLEME KOŞULLARININ BELİRLENMESİ Didem EREN SARICI DOKTORA TEZİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI MALATYA-2011

2 Tezin Başlığı : Akçadağ (Malatya) Batısındaki Eosen Yaşlı Mermerlerin Optimum İşleme Koşullarının Belirlenmesi Tezi Hazırlayan : Didem EREN SARICI Sınav Tarihi : Yukarıda adı geçen tez jürimizce değerlendirilerek Maden Mühendisliği Anabilim Dalında Doktora Tezi olarak kabul edilmiştir. Sınav Jürisi Üyeleri Prof Dr. Mehmet ÖNAL (Danışman) İnönü Üniversitesi Prof Dr. Ahmet SAĞIROĞLU Fırat Üniversitesi Doç. Dr. Turhan AYYILDIZ Ankara Üniversitesi Doç. Dr. Bülent TÜTMEZ İnönü Üniversitesi Doç. Dr. Hikmet SİS İnönü Üniversitesi İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Onayı Prof. Dr. Asım KÜNKÜL Enstitü Müdürü

3 AİLEM e

4 ONUR SÖZÜ Doktora Tezi olarak sunduğum Akçadağ (Malatya) Batısındaki Eosen Yaşlı Mermerlerin Optimum İşleme Koşullarının Belirlenmesi başlıklı bu çalışmanın bilimsel ahlak ve geleneklere aykırı düşecek bir yardıma başvurmaksızın tarafımdan yazıldığını ve yararlandığım bütün kaynakların, hem metin içinde hem de kaynaklar bölümünde yöntemine uygun biçimde gösterilenlerden oluştuğunu belirtir, bunu onurumla doğrularım. Didem EREN-SARICI

5 ÖZET Doktora Tezi AKÇADAĞ (MALATYA) BATISINDAKİ EOSEN YAŞLI MERMERLERİN OPTİMUM İŞLEME KOŞULLARININ BELİRLENMESİ Didem EREN-SARICI İnönü Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Anabilim Dalı xiv Sayfa 2011 Danışman: Prof. Dr. Mehmet ÖNAL Bu çalışmada Malatya (Akçadağ) yöresinde işletilmekte olan mermerlerin mermercilik açısından önemli olan mineralojik-petrografik, fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinin ve bu mermer birimi için ekonomi ve kalite açısından en uygun işleme (kesme, aşındırma, cilalama) koşullarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Arazi çalışmalarında, örnek derleme, jeolojik kesit ölçme, katman kalınlığı, çatlak ve kırık ölçümü ile kireçtaşının blok verme özelliği saptanmıştır. Çalışılan mermerlerden seri ve nokta örnekler derlenmiştir. Derlenen örnekler ile mermerlerin fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri belirlenmiş ve bu özellikler mermercilikte yaygın olarak kullanılan TSE ve ISRM standartlarına göre yorumlanmıştır. Çalışılan mermerlerin birim hacim ağırlığı, özgül ağırlığı, su emme özelliği, suda dağılma dayanımı, porozite, sertlik, doluluk oranı deneyleri TSE, tek eksenli basınç dayanımı ise ISRM standartlarına göre uygun sonuçlar vermiştir. Yapılan XRD, XRF analizlerinde mermerlerin kalsit bileşimli olduğu saptanmıştır. Mermerlerin uygun işleme koşullarının belirlenmesi için yapılan deneysel çalışmalar sonucunda kesim aşamasında düşük enerji kullanımı için en etkili parametrenin kesim hızı olduğu ve kesim hızı artışının düşük enerji tüketimine olanak sağladığı ve pürüzlülük üzerinde dar alanda dalgalanmalar şeklinde değişiklik yarattığı belirlenmiştir. İstatistiksel analizler sonucunda geliştirilen modellerin performansları değerlendirilmiş belirleme katsayısı (R 2 ) % 90 ın üzerinde bulunmuştur. Yapılan aşındırarak parlatma deneylerinde pürüzlülüğü maksimum düzeyde azaltabilmek için en etkili faktörün aşındırıcı serinin tane boyu olduğu görülmüştür. Tane boyutu birbirinin iki katı olan ve serinin sonunda oldukça küçük tane boyutlu aşındırıcıların bulunduğu serinin kullanımının uygun olduğu belirlenmiştir. Aynı koşullarda yapılan deneyler sonucunda en düşük pürüzlülük değerini Best Krem, en yüksek pürüzlülük değerini ise Rozalya Mermeri vermiştir. Geliştirilen modeller değerlendirildiğinde, başarılı sonuçlar (R 2 >0,95) elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Akçadağ (Malatya) batısı, Eosen, Mermer, Optimum işleme i

6 ABSTRACT Ph. D. Thesis DETERMINATION OF OPTIMAL PROCESSING CONDITIONS OF EOCENE OLD MARBLES IN THEEAST OF AKCADAG (MALATYA) Didem EREN-SARICI Inonu University Graduate School of Naturel and Applied Science Department of Mining Engineering xiv pages 2011 Supervisor: Prof. Dr. Mehmet ÖNAL In this study, it is aimed to determine the mineralogical-petrographical, physical, chemical and mechanical properties, which are significant in terms of mining, of marbles which are processed in Malatya (Akcadag) area and the most economic and the most appropriate processing (cutting, grinding, polishing) conditions for this marble unit in terms quality. In field works, block feeding property of limestone was determined with sample compilation, geological section measurement, layer thickness, crack and break measurement. Serial and point samples were collected from the studied marbles. Physical, chemical and mechanical properties of the collected samples and marbles were determined and these properties were interpreted in accordance with the standards of TSE and ISRM which are used widely in marble. Bulk unit weight, specific weight, water absorption property, shatter strength in water, porosity, rigidity and duty cycle properties of the studied marbles are inside the appropriate limits of TSE and uniaxial compressive strength are inside the appropriate limits of ISRM. In the applied XRD and XRF analysis, it was determined that marbles are calcited composition. In consequence of the committed experimental studies, for the determination of the appropriate processing condition of marbles, it was determined that in cutting phase for low electricity usage the most effective parameter was cutting speed. Increase in cutting speed application provided low energy consumption and created fluctuations in roughness. The performance of the models produced from statistical analysis was evaluated and determination of coefficient (R 2 ) was found higher than 90%. In the committed abrasively polishing experiments, it was seen that the most effective factor was the grain size of the serial in order to decrease the roughness in maximum level. It was determined that the usage of the serial of which grain size is two fold of each other and in which there are very small grain abrasives at the end of the serial was appropriate. Experiments performed in the same conditions revealed that the highest roughness was measured for Best Krem, and the lowest measured for Rozalya marble. When the developed models evaluated, successful results (R 2 >0.95) were obtained. Keywords: East of Akcadag (Malatya), Eocene, Marble, Optimal processing ii

7 TEŞEKKÜR Bu çalışmanın planlanmasında ve yürütülmesinde bana yön vererek destek ve bilgilerini esirgemeyen danışman hocam Sayın Prof. Dr. Mehmet ÖNAL a, Doktora tezi jüri üyelerim Prof Dr. Ahmet SAĞIROĞLU, Doç. Dr. Turhan AYYILDIZ, Doç. Dr. Hikmet SİS, Doç. Dr. Bülent TÜTMEZ e; ayrıca değerli görüşleri ile çalışmamı destekleyen Doç. Dr. Hakan BAŞARIR a, Çalışmayı 2009/51 nolu proje ile maddi açıdan destekleyen İnönü Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi ne; Tezin deneysel aşamalarında laboratuar imkanlarından faydalanmamı sağlayan KTÜ Maden mühendisliği Bölümü nden Prof. Dr. Ayhan KESİMAL, Yrd. Doç. Dr. Kerim AYDINOĞLU, Arş. Grv. İzzet KARAKURT a, Analizlerin yapılmasında ve yorumlanmasındaki katkılarından dolayı İnönü Üniversitesi Kimya Mühendisliği Bölümü nden Yrd. Doç. Dr. Yunus ÖNAL, Yrd. Doç. Dr. A.Mehmet YÜCEER, Yrd. Doç. Dr. Çiğdem SARICI-ÖZDEMİR e, İnönü Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümünden Öğr. Grv. Erkan BAHÇE ye, İnönü Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi Kimya Bölümü nden Doç. Dr. Meltem ASİLTÜRK e; Deneylerim sırasındaki yardımlarından dolayı değerli arkadaşlarım, İnönü Üniversitesi Güzel Sanatlar Fakültesinden Öğr. Grv. Bedriye GÖZGÖR, Uzman Eda DEMİR-TOSUNOĞLU, Mühendislik Fakültesi nden Arş.Grv. Tuğçe BİLENLER e; Tezin yazım aşamasındaki katkılarından dolayı Maden Müh. Nilgün KIZILKAYA ve Öğr. Grv. Çiğdem DAĞDEVİREN e; Örneklerin temininde ve kestirilmesinde gösterdikleri yardımlardan ötürü başta Maden Müh. Cengiz SÖNMEZ, Yusuf SÖNMEZ, M.Ali SÖNMEZ olmak üzere tüm ALTIOLUK Mermer AŞ., ve başta Muhammet KARAKUŞ olmak üzere tüm ÖZ KARAKUŞ Mermer A.Ş. çalışanlarına; Tüm yaşamımda olduğu gibi doktora çalışmamda da beni destekleyerek yücelten sevgili Anne ve Babam a, teyzem M.Binnur KALAFATOĞLU ve dayım Tayfur KALAFATOĞLU na; Tez çalışmamın her aşamasında gösterdikleri sabır ve hoşgörü için eşim K.Barış SARICI ya ve oğlum ARDA ya ; Teşekkür ederim... iii

8 İÇİNDEKİLER ÖZET... i ABSTRACT... ii TEŞEKKÜR... iii İÇİNDEKİLER... iv ŞEKİLLER DİZİNİ... viii ÇİZELGELER DİZİNİ... x SİMGELER VE KISALTMALAR... xiii 1. GİRİŞ Amaç Kapsam KURAMSAL TEMELLER Çalışma Sahasının Jeolojik Konumu Stratigrafi Semah Tektonik Dilimi Gedik Formasyonu (Orta-Üst Eosen) Ballıçay Formasyonu (Alt-Üst Oligosen) Akyar Formasyonu (Alt Miyosen) Doğal Taşlar Mermerlerin fiziksel, petrografik, kimyasal ve mekanik özellikleri Fiziksel özellikler Petrografik özellikler Kimyasal özellikler Mekanik özellikler Mermer Yataklarının Aranması ve Üretimi Mermer üretim yöntemleri İlkel mermer üretim yöntemleri Modern yöntemler Mermer İşleme Teknikleri Fayans hattı Levha hattı Mermer bloklarının kesilmesinde kullanılan makineler Dairesel testereli kesme makineleri Katraklar Köprü kesme makinesi Boyutlandırma makineleri Aşındırma-parlatma makineleri Plaka yüzey parlatma-cilalama makineleri Doğal taş silim hatları Silme-parlatma makineleri Aşındırıcılar (abrasivler) Aşındırıcı türleri Mermer işlemeciliğinde kullanılan aşındırıcı ürünler Doğal Taş - Mermer Kesme-Aşındırma-Parlatma Teorileri Mermer kesme mekanizması Dairesel testerelerle kesme işlemi kinematiği Aşındırma-Parlatma Mekanizmaları Aşındırma ve Cilalama İşleminde Etkili Olan Parametreler iv

9 Zımpara kağıdı gibi malzemeler kullanıldığında gelişen aşınma ve parlatma mekanizmaları MATERYAL VE YÖNTEM Arazi Çalışmaları Deneysel Çalışmalar Örnek Hazırlama Kullanılan araç- gereç ve kimyasallar Mermerlerin fiziksel özelliklerini belirleyen deneyler Birim hacim ağırlığı deneyi Su emme deneyi Porozite tayini Özgül Ağırlık deneyi Doluluk oranı tayini Sertlik tayini Suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi tayini Mermerlerin kimyasal ve petrografik özelliklerini belirleyen deneyler Pas tehlikesi tayini Asit etkilerine dayanıklılık deneyi Kimyasal bileşim Mineralojik bileşim Kızdırma kaybı tayini Mermerlerin mekanik özelliklerini belirleyen deneyler Tek eksenli basma dayanımı deneyi Darbe dayanımı deneyi Sürtünme ile aşınma kaybı deneyi (Böhme metodu) Sonik hız deneyi Nokta yükleme dayanımı deneyi Mermerlerin kesilebilirliğini belirlemeye yönelik deneyler Deney düzeneği Deneysel çalışmalarda kullanılan testere Kesme deney tasarımı Deneyin Aşamaları Mermerlerin aşınma ve parlama özelliklerini belirlemeye yönelik deneyler Aşındırma-parlatma deney düzeneği Aşındırma parlatma deneylerinin aşamaları Yüzey kalitesinin belirlenmesi Deneysel tasarım Faktöriyel deneyler Tam faktöriyel deney tasarımı Kesirli faktöriyel deney tasarımı Taguchi metodu k faktöriyel deney tasarımı ARAŞTIRMA BULGULARI Arazi Çalışmaları Bulguları Çatlak sistemleri Blok verimliliği Deneysel Çalışmaların Sonuçları Çalışılan mermerlerin fiziksel özellikleri Birim hacim ağırlığı deneyi sonuçları Su emme deneyi sonuçları v

10 Özgül ağırlık deneyi sonuçları Doluluk oranı Porozite Sertlik Suda dağılma dayanımı deneyi sonuçları Çalışılan mermerlerin mineralojik-petrografik özellikleri İnce kesit analizi sonuçları XRD analizi sonuçları Çalışılan mermerlerin kimyasal özellikleri XRF analizi sonuçları SEM sonuçları Pas tehlikesi tayini deneyi neticeleri Asit etkilerine dayanıklılık deneyi Çalışılan mermerlerin mekanik özellikleri Tek eksenli basma dayanımı Sürtünme ile aşınma kaybı deneyi (Böhme metodu) Sonik hız deneyi sonuçları Darbe dayanımı deneyi sonuçları Nokta yükleme dayanımı deneyi sonuçları Mermerlerin Kesilebilirliğini Belirlemeye Yönelik Yapılan Deneyler Kesme hızı-pürüzlülük (R a ) ilişkisi Kesme hızı-spesifik enerji ilişkisi Yapılan istatistiksel analizler Kesme sürecinde faktör etkilerinin grafiksel olarak gösterimi Mutlak ortalama hata hesabı Oluşturulan modellerin performans analizi Mermerlerin Aşındırma- Parlatma Deneyi Sonuçları Best Krem Mermeri aşındırıcı serisi ile pürüzlülük değerleri ilişkisi Best Krem Mermeri aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrasında çekilen optik mikroskop görüntüleri Perlato Giello Mermeri aşındırıcı serisi ile pürüzlülük değeri (R a ) arasındaki ilişki Perlato Giello Mermeri aşındırma - parlatma deneyi öncesi ve sonrasında çekilen optik mikroskop görüntüleri Rozalya Mermeri aşındırıcı serisi ile pürüzlülük değeri (Ra) arasındaki ilişki Rozalya Mermeri nin aşındırma deneyi öncesi ve sonrasında çekilen optik mikroskop görüntüleri Aşındırma deneylerinin istatistiksel değerlendirmesi Aşındırma-parlatma sürecine etki eden faktörlerin grafiksel olarak gösterimi Oluşturulan modellerin performans analizi Best Krem Mermeri nin optimum kesme koşulları Best Krem Mermeri nin optimum aşındırma-parlatma koşulları Perlato Gieollo Mermeri nin optimum kesme koşulları Perlato Giello Mermeri nin optimum aşındırma-parlatma koşulları Rozalya Mermeri nin optimum kesme koşulları Rozalya Mermeri nin optimum aşındırma-parlatma koşulları SONUÇLAR VE ÖNERİLER Sonuçlar vi

11 5.2. Öneriler KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ vii

12 ŞEKİLLER DİZİNİ Şekil 2.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası... 5 Şekil 2.2. Çalışma alanının basitleştirilmiş jeoloji haritası... 6 Şekil 2.3. Çalışma alanının genelleştirilmiş kolon kesiti... 7 Şekil 2.4. Elmas telli kesme yönteminin doğal taş blok yüzeyinde yanal şematik görünümü Şekil 2.5. Doğal taş parlatma-cilalama makinalarının aşındırma yapan kısmının şematik görünümü Şekil 2.6. Talaş oluşumu sırasında meydana gelen üç aşama Şekil 2.7. Yukarı yönlü kesme işlemi kinematiği Şekil 2.8. Aşağı yönlü kesme işlemi kinematiği Şekil 3.1. Fiziksel ve mekanik özellikleri belirlemek için yapılan deneylerde kullanılan örnekler Şekil 3.2. Deneysel çalışmalarda kullanılan bilgisayar kontrollü otomatik yan kesme makinesi Şekil 3.3. Kesme deneylerinde kullanılan testere Şekil 3.4. Ölçüm yapılan yüzeyin profili Şekil 3.5. Ölçüm yapılan yüzeyin planimetre ile hesaplanan alanlarının gösterimi.. 74 Şekil 3.6. Pürüz yüksekliklerinin gösterimi Şekil 3.7. Bir modelleme süreci örneği Şekil 4.1. Ölçülen çatlak ve fayların doğrultularına göre yapılmış gül diyagramı Şekil 4.2. a-b Karstik boşluk ve çatlakların görünümü Şekil 4.3.a-b Pasa ve blok stok sahasından bir görünüm Şekil 4.4. Üretim yapılan ocak ağızlarından bir görünüm Şekil 4.5. Best Krem Mermerine ait ince kesit fotoğrafı Şekil 4.6. Perlato Giello Mermerine ait ince kesit fotoğrafı Şekil 4.7. Rozalya mermerine ait ince kesit fotoğrafı Şekil 4.8. Best Krem Mermeri nin X-Ray difraktogramı Şekil 4.9. Perlato Giello Mermeri nin X-Ray difraktogramı Şekil Rozalya Mermeri nin X-Ray difraktogramı Şekil Best Krem Mermeri ne ait SEM görüntüleri Şekil Perlato Giello Mermeri ne ait SEM görüntüleri Şekil Rozalya Mermeri ne ait SEM görüntüleri Şekil Best Krem Mermeri ne ait kesme hızı-pürüzlülük (Ra) değerleri ilişkisi Şekil Perlato Giello Mermeri ne ait kesme hızı-pürüzlülük (Ra) değerleri ilişkisi Şekil Rozalya Mermeri ne ait kesme hızı-pürüzlülük (Ra) değerleri ilişkisi. 104 Şekil Best Krem Mermeri ne ait kesme hızı-spesifik enerji değerleri ilişkisi Şekil Perlato Giello Mermeri ne ait kesme hızı-spesifik enerji değerleri ilişkisi Şekil Rozalya Mermeri ne ait kesme hızı-spesifik enerji değerleri ilişkisi Şekil Best Krem Mermeri kesme sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği Şekil 4.21.Best Krem Mermeri kesme sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Şekil Perlato Giello Mermeri kesme sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği viii

13 Şekil Perlato Giello Mermeri kesme sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Şekil Rozalya Mermeri kesme sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği Şekil Rozalya Mermeri kesme sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Şekil Best Krem Mermeri kesme sürecinde elde edilen deneysel değerlerle modelden tahmin edilen değerlerin ilişkisi Şekil Perlato Giello Mermeri kesme sürecinde elde edilen deneysel değerlerle modelden tahmin edilen değerlerin ilişkisi Şekil Rozalya Mermeri kesme sürecinde elde edilen deneysel değerlerle modelden tahmin edilen değerlerin ilişkisi Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Best Krem Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (Ra) değişimi Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Best Krem Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (Ra) değişimi Şekil 4.31.a-o Best Krem Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrası mikroskop görüntüleri Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Perlato Giello Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Perlato Giello Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi Şekil 4.34.a-o Perlato Giello Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrası mikroskop görüntüleri Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Rozalya Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (Ra) değişimi Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Rozalya Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (Ra) değişimi Şekil a-o Rozalya Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrası mikroskop görüntüleri Şekil Best Krem Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği Şekil Best Krem Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Şekil Perlato Giello Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği Şekil Perlato Giello Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Şekil Rozalya Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği Şekil Rozalya Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Şekil Best Krem Mermeri aşındırma-parlatma sürecinde elde edilen pürüzlülük değerleri ile modelden tahmin edilen pürüzlülük değerlerinin ilişkisi Şekil Perlato Giello Mermeri aşındırma-parlatma sürecinde elde edilen pürüzlülük değerleri ile modelden tahmin edilen pürüzlülük değerlerinin ilişkisi Şekil Rozalya Mermeri aşındırma-parlatma sürecinde elde edilen pürüzlülük değerleri ile modelden tahmin edilen pürüzlülük değerlerinin ilişkisi ix

14 ÇİZELGELER DİZİNİ Çizelge 2.1. Tarhan (1989) a göre kayaçların porozite değerlerine göre sınıflandırılması Çizelge 2.2. Mermerlerin Mohs Sertlik Ölçeğine göre sınıflandırılması Çizelge 2.3. ISRM 1978 e göre kayaçların Schmidt sertlik çekicine göre sınıflaması Çizelge 2.4.Kireçtaşlarının Dokusal Sınıflandırması Çizelge 2.5. Kireçtaşlarının Bileşimsel Sınıflaması Çizelge 2.6. Kayaçların tek eksenli basınç dayanımına göre sınıflaması Çizelge 2.7. Anon 1979 a göre kayaçların P dalga hızlarına (V p ) göre sınıflaması.. 21 Çizelge 2.8. Bieniawski (1975) e göre kayaçların nokta yük dayanım indekslerine göre sınıflaması Çizelge 2.9. Gamble, 1971 e göre kayaçların suda dağılma dayanımına göre sınıflaması Çizelge Doğal aşındırıcı mineral ve kayaç türleri Çizelge Aşındırıcıların kodlanmış isimleri, numaraları ve tane boyları Çizelge tam faktöriyel deney tasarımına göre hazırlanan kesme deney prosedürü Çizelge tam faktöriyel dizayna göre hazırlanan aşındırma-parlatma deney prosedürü Çizelge 3.3. Yüzey kalite sınıflaması Çizelge seviyeli tam faktöriyel deney tasarımında faktör sayısına bağlı deney sayıları Çizelge tam faktöriyel deney tasarımının farklı notasyonlarda gösterimi Çizelge 4.1. Çatlaklara ait doğrultu ve eğim değerleri Çizelge 4.2. Faylara ait doğrultu ve eğim değerleri Çizelge 4.3. Best Krem Mermeri nin birim hacim ağırlığı değerleri Çizelge 4.4. Perlato Giello Mermeri nin birim hacim ağırlığı değerleri Çizelge 4.5.Rozalya Mermeri nin birim hacim ağırlığı değerleri Çizelge 4.6. Best Krem Mermeri nin su emme değerleri Çizelge 4.7. Perlato Giello Mermeri nin su emme değerleri Çizelge 4.8. Rozalya Mermeri nin su emme değerleri Çizelge 4.9. Çalışılan mermerlerin özgül ağırlık değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin doluluk oranı değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin görünür porozite değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin hakiki porozite değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin Mohs sertlik değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin Shore Sclereskobu sertlik değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin Schmidt çekici sertlik değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin I d1 ve I d2 değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin XRF analizi sonuçları Çizelge Best Krem Mermeri nin tek eksenli basınç dayanımı değerleri Çizelge Perlato Giello Mermeri nin tek eksenli basınç dayanımı değerleri Çizelge Rozalya Mermeri nin tek eksenli basınç dayanımı değerleri Çizelge Best Krem Mermeri nin sürtünme ile aşınma kaybı değerleri Çizelge Perlato Giello Mermeri nin sürtünme ile aşınma kaybı değerleri Çizelge Rozalya Mermeri nin sürtünme ile aşınma kaybı değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin P&S dalga hızları x

15 Çizelge Çalışılan mermerlerin darbe dayanımı değerleri Çizelge Çalışılan mermerlerin nokta yükü dayanım indeksi değerleri Çizelge Best Krem Mermerinin 2 4 faktöriyel dizayna göre yapılan kesme deneyi prosedürü ve deney verileri Çizelge Perlato Giello Mermerinin 2 4 faktöriyel dizayna göre yapılan kesme deneyi prosedürü ve deney verileri Çizelge Rozalya Mermerinin 2 4 faktöriyel dizayna göre yapılan kesme deney prosedürü ve deney verileri Çizelge Kesme sürecinde etkisi araştırılan faktörlerin isimleri ve kodları Çizelge Best Krem Mermeri nin kesme sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Çizelge Perlato Giello Mermeri nin kesme sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Çizelge Rozalya Mermeri nin kesme sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Çizelge İki faktörlü faktöriyel deney tasarımına ait varyans analizi tablosu Çizelge Best Krem Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu 114 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu Çizelge Rozalya Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu Çizelge Best Krem Mermeri nin indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu. 115 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Çizelge Rozalya Mermeri nin indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Çizelge Deneylerden elde edilen spesifik enerji değerleri ile modellerden elde edilen spesifik enerji değerleri Çizelge Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nin kesme süreci için mutlak ortalama hata değerleri Çizelge Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya mermerlerinde 2 4 faktöriyel deney tasarımına göre yapılan aşındırma- parlatma deneyi prosedürü Çizelge Best Krem Mermeri nde yapılan aşındırma - parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değerleri Çizelge Best Krem Mermeri nde yapılan aşındırma-parlatma deneyinde aşındırma işlemleri sonrası pürüzlülük (R a ) değerleri Çizelge Perlato Giello Mermerinde yapılan aşındırma - parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değeri Çizelge Perlato Giello Mermer inde yapılan aşındırma - parlatma deneyinde aşındırma işlemleri sonrası pürüzlülük (Ra) değerleri Çizelge Rozalya Mermeri nde yapılan aşındırma- parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değerleri Çizelge Rozalya Mermeri nde yapılan aşındırma-parlatma deneyinde aşındırma işlemleri sonrası pürüzlülük (R a ) değerleri Çizelge Aşındırma-parlatma sürecinde etkisi araştırılan faktörlerin isimleri ve kodları Çizelge Best Krem Mermeri nin aşındırarak parlatma sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Çizelge Perlato Giello Mermeri nin aşındırma parlatma sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri xi

16 Çizelge Rozalya Mermeri nin aşındırma - parlatma sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Çizelge Best Krem Mermeri nin indirgenmiş model varyans analiz tablosu. 151 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu Çizelge Rozalya Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu Çizelge Best Krem Mermeri indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Çizelge Perlato Giello Mermeri indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Çizelge Rozalya Mermeri indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Çizelge Deneylerden elde edilen pürüzlülük değerleri ile modelden elde edilen pürüzlülük değerleri Çizelge Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nin aşındırmaparlatma süreci için mutlak ortalama hata değerleri Çizelge Best Krem Mermeri nin kesme sürecinin optimizasyonu Çizelge Best Krem Mermeri nin aşındırma-parlatma sürecinin optimizasyonu Çizelge Perlato Giello Mermeri nin kesme sürecinin optimizasyonu Çizelge Pelato Giello Mermeri nin aşındırma-parlatma sürecinin optimizasyonu Çizelge Rozalya Mermeri nin kesme sürecinin optimizasyonu Çizelge Rozalya Mermeri nin aşındırma parlatma sürecinin optimizasyonu xii

17 SİMGELER VE KISALTMALAR DİZİNİ Derece < Küçük > Büyük Küçükeşit Büyükeşit Å Angstrom C Santigrat Derece AAS Atomik Absorpsiyon spektrofotometresi arccos Arccosinüs B Batı cm Santimetre cm 3 Santimetreküp CNC Computer Numerical Control cos Cosinüs D Doğu Dev/dk Devir/dakika dk Dakika erg 1 erg = 10-7 joule G Güney g Gram HP Beygir gücü ICP İndüktif Eşleşmiş Plazma ISRM International Society of Rock Mechanics J Joule JIS Japanese Industrial Standards K Kuzey kg Kilogram kgf Kilogramkuvvet KHz Kiloherz K.K. Kızdırma Kaybı km Kilometre KN Kilo Newton KW Kilowatt Lt Litre L/D Boy/ Çap m Metre max Maksimum mhz Miliherz min Minimum ml Millilitre mm Milimetre mm 2 Milimetrekare mm 3 Milimetreküp MPa Mega Pasgal N Newton NX Çapı 54mm olan karot xiii

18 PC Personel Computer SEM Scanning electron microscope SiC Silisyum Karbür sin Sinüs sn Saniye TS Türk Standartları USD Amerikan Doları µ Mikron(10-6 m) µm Mikro metre µs Mikro saniye XRF X-Ray Floresans XRD X-Ray Diffraction xiv

19 1. GİRİŞ Doğal taşların yapı ve süsleme malzemesi olarak kullanılışı insanlığın varoluşu ile başlar. Doğal taşlar, sağlam olmaları, cazip renk ve desen özelliklerine sahip olmaları, şekillendirilip parlatılabilmeleri gibi nedenlerle tercih edilmiş, yaşam standartlarının yükselmesi ve teknolojideki gelişmelere bağlı olarak kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu durumun bir sonucu olarak da ülkemiz ve dünya için önemli bir sektör olan doğal taş işletmeciliği önemini artırarak güçlü bir sanayi dalı haline gelmiştir. Doğal taşlar grubunda yer alan mermerler ise, binlerce yıl önce ünlü tapınak, anıt ve abidelerin yapımında kullanılmaya başlanmış ve uygarlığın ilerlemesine paralel olarak güncel yaşantımızdaki yerini ve önemini artırarak korumuştur [1]. Günümüzde insanları doğaya yaklaştırmak ve yapay malzemeleri daha az kullanmak eğilimi nedeniyle, doğaltaş ve mermer kullanımı giderek artmaktadır [2]. Alp Dağları Kuşağında yer alan Türkiye, MTA verilerine göre 5 milyar m 3 mermer rezervine (görünür, muhtemel, mümkün) sahiptir. Ülkemizde değişik renk ve desende 120 nin üzerinde mermer çeşidi bulunmaktadır. Bu rezervin büyük bölümü Afyonkarahisar, Balıkesir, Çanakkale, Konya, Muğla, Eskişehir, Denizli, Elazığ, Tokat, Bilecik ve Kırşehir de bulunmaktadır [3-5]. İşlenmiş taş ürünleri için artan talebin sonucunda, Dünyanın birçok yerinde yeni taş ocakları açılmış ve üretilen taş ve taş ürünleri çeşidi de önemli oranda artmıştır [6]. Türkiye de yaklaşık olarak 700 adet mermer ocağı üretim yapmaktadır ve bu ocakların % 90 ı Batı Anadolu da bulunmaktadır. Afyon, Balıkesir, Eskişehir, Uşak, Kütahya, Muğla ve Bursa mermer üretiminde önemli şehirlerimizdendir. Türkiye doğal taş endüstrisi sürekli ve istikrarlı bir gelişme göstermektedir [4]. Doğal taş işletmeciliğinde önemli sorunlardan bir tanesi mevcut hammadde kaynaklarını ortaya çıkarırken meydana gelen maliyetlerdir. Ocaklarda üretilen mermer blokları, mermer işleme tesislerinde istenilen boyutlarda kesilip ham veya parlatılmış olarak satış işlemine hazırlanıncaya kadar birçok aşamadan geçmektedir. Üretilen bu taşların kesilerek şekillendirilmesi işlemi ve uygun kesici alet tasarımı ve seçimi konuları gittikçe önem kazanmaktadır. Fabrikalarda blok kesiminde, değişik tip ve boyutlarda mermer plaka kesme makineleri kullanılmaktadır. Gerek kesme makinelerinin performanslarının ayrıntılı bir şekilde ortaya konulmaması, gerekse de mermer malzeme özelliklerinin yeterince 1

20 dikkate alınmaması nedeniyle, işletme maliyetlerinin arttığı bilinmektedir. Mermer malzeme özellikleri dikkate alınarak uygun kesme koşullarının belirlenmesi, diğer bir deyişle kesme işleminin verimliliğinin arttırılması toplam üretim maliyetinde önemli düşüşler sağlayabilecektir [6]. Mermerin kesilebilirlik özelliklerinin belirlenmesi, mermer ocaklarında ve mermer işleme tesislerinde kesici uçların tayini, iyi bir üretim planlaması yapılması, en düşük enerji gereksinimi olan kesme yönteminin belirlenmesi ile üretim sırasında oluşacak maliyetlerin ve üretim kayıplarının azaltılması için önemlidir [7]. Ayrıca doğal taş üreticileri, fabrika ve üretim planı yaparken ve maliyet analizlerini gerçekleştirirken üretecekleri doğal taşın kesilebilirlik özelliklerini bilmek isterler [8]. Özellikle levha üretimi ile kayacın mekanik özelliklerinin birbirleri ile doğrudan ilişkili olduğu bilinmektedir [9]. Mermer kesimi, kesici makine parametrelerine ve kesilen kayacın özelliklerine bağlı karmaşık bir süreçtir. Her bir kayaç için uygun parametrelerin belirlenmesi ve süreç esnasında bu parametrelerin kontrol altında tutulması oldukça önemlidir. Kesme sürecini anlamak ve kesim performansını geliştirebilmek için pek çok araştırma yapılmıştır [10,11]. Kayaç özelliklerinin belirlenmesi, kesici keskinliği ve diğer kesme koşullarının tespit edilmesinde önemlidir [12]. Kayaç özellikleri ile kesilebilirlik arasında kuvvetli ilişkiler bulunmaktadır. Örneğin kayacın belirgin klivaj yüzeyine sahip mineral içermesi kesimi kolaylaştırırken, yoğunluk artışı ve gözeneklilik azalmasının kesimi zorlaştırdığı belirlenmiştir [13]. Karbonat kökenli doğal taşların tek eksenli basma dayanımı, çekme dayanımı, Schmidt çekici sertlik değeri, nokta yükleme dayanımı, aşınma dayanımı, sonik hız değerlerinin kesilebilirlik özellikleri ile yakından ilişkili olduğu çeşitli istatistik yöntemleri kullanılarak belirlenmiş ve çeşitli modeller geliştirilmiştir [8,14]. Mağmatik kayaçların kesiminde kuvars miktarı ve tane boyunun, ayrıca kuvars mikrosertliğinin etkili olduğu da belirlenmiştir [15,16]. Yüzey kalitesini belirleyen en önemli işlemler, yüzey pürüzlülüğünün giderilmesi ve ürün yüzeyine parlaklık kazandırılmasıdır. Çünkü parlayabilme özellikleri satış için önemlidir. Bu amaçla ürün, aşındırma ve cilalama işlemlerinden geçirilmektedir. Farklı kayaçlar, benzer aşındırıcı tipi ve serisinin kullanıldığı çalışma koşullarında farklı yüzey pürüzlülüğü-parlaklığı ilişkisi verirler. Bazı mermerler; kristal ve mineralojik yapısı, süreksizliklerine uygun kesim tekniği ile kesilmesi ve süreksizliklerinin uygun dolgu ile doldurulmasına bağlı olarak 2

21 mükemmel parlaklık kazanırken, bazıları en ileri parlatma teknikleri kullanılsa bile istenilen şekilde parlamazlar. Ayrıca mermerlerin kısa zaman içinde parlaklıklarında azalma ve bozulmalar meydana gelir. Yüzey parlaklığı yüzey özelliklerine (sertlik, düzensizlikler gibi) bağlıdır [17,19]. Mermer işletmeciliğinde toplam üretim maliyetinin %10-30 unu aşındırmacilalama maliyeti oluşturmaktadır. Günümüzde mermer işleme tesislerinin (atölye ve fabrika) sayılarının ve kapasitelerinin artışı dikkate alındığında maliyet aralığı büyük önem taşımaktadır. Mermer birimlerinin malzeme özelliklerini göz önünde bulundurarak, uygun aşındırıcı türü ve serisinin seçimi ve optimum çalışma koşullarının belirlenmesi, diğer bir deyişle aşındırma verimliliğinin arttırılması toplam üretim maliyetlerinde belirgin düşüşler sağlayacaktır [19]. Ürün haline gelmiş mermerin fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi tanıtım aşamasında da önemlidir. Mermerin mühendislik özelliklerinin evensel kabul görmüş standart ve deney metodları ile belirlenmesi ve elde edilen sonuçların irdelenmesi, mermerin bilinçli ve yaygın kullanımını artıracaktır [20] Amaç Bu çalışmada Akçadağ (Malatya) yöresinde işletilmekte olan üç farklı mermer biriminin; mineralojik-petrografik, fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinin, ekonomi ve kalite açısından en uygun işleme (kesme, aşındırmaparlatma) koşullarının belirlenmesi amaçlanmıştır Kapsam Bu tez çalışması arazi ve laboratuar çalışmaları olmak üzere iki aşamada yürütülmüştür: 1) Arazi çalışmalarında, örnek derleme, jeolojik kesit ölçme, katman kalınlığı, çatlak ve kırık ölçümü ile kireçtaşının blok verme özelliği saptanmıştır. 2) Laboratuar çalışmalarında mermerlerin özgül ağırlığı, birim hacim ağırlığı, su emme, porozite gibi fiziksel özellikleri, tek eksenli basma dayanımı, nokta yükleme dayanımı, darbe dayanımı ve yüzey aşınma dayanımı deneyleri yapılmıştır. Ayrıca mermerlerin kimyasal özellikleri XRF analizi ile mineralojik-petrografik özellikleri XRD ve ince kesit analizleri ile belirlenmiştir. 3

22 Çalışmanın sonraki aşamasında mermer birimi için optimum işleme koşulları belirlenmeye çalışılmıştır. Bu amaçla öncelikle uygun kesme koşullarının belirlenmesi için en düşük spesifik enerji ve kesme hızı tespit edilmiştir. Söz konusu mermer birimi için değişik aşındırma serileri değişik süreler içinde uygulanmış, aşındırma işlemi sonunda kayaçta pürüzlülük ölçümleri yapılarak optimum aşındırma koşulları belirlenmiştir. 4

23 2. KURAMSAL TEMELLER 2.1. Çalışma Sahasının Jeolojik Konumu Çalışma alanı, Akçadağ (Malatya) batısında yer alan Malatya Baseni nin Orta-Geç Eosen yaşlı Gedik Formasyonu içinde açılan mermer ocaklarını kapsamaktadır. Şekil 2.1 de çalışma alanının yer bulduru haritası verilmiştir. Şekil 2.1. Çalışma alanının yer bulduru haritası [21] 5

24 Stratigrafi Çalışma alanının basitleştirilmiş jeoloji haritası Şekil 2.2 de ve genelleştirilmiş kolon kesiti Şekil 2.3 de verilmiştir. Şekil 2.2. Çalışma alanının basitleştirilmiş jeoloji haritası [22] 6

25 Şekil 2.3. Çalışma alanının genelleştirilmiş kolon kesiti [22] Semah Tektonik Dilimi Birim Malatya Ovacık Fayı nın batısında yüzeyler. Tektonik dilim neritik kireçtaşları ve olistrostromdan oluşmaktadır. Ünitenin alt dokanağının yüzeylendiği yerler çalışma sahasında gözlenmezken, üst dokanağı gözlenmiştir. K39-c4 ve L39-1 paftasında Çataltepe (Semah) köyünde tip kesiti yüzeyler. Başvuru kesiti; K39-c3 paftasında Tohma çayı kenarı boyunca, Ebreme Mah. Batısında yüzeyler. K39-c1 paftasının batı kenarı boyunca (Uzunkonak Sr., Göbelek T.) L39-b3 paftasında 7

26 Çıplaklar Mah. Güneyinde, L39-b4 paftasında Kuruçay Dere boyunca, Aşağıköy güneyinde Derin Dere ve Ayı T. Boyunca yüzeylenmektedir [22]. Kayatürü özellikleri: Tektonik dilimin alt düzeyleri gözlenmemektedir. Altta koyu krem, koyu gri renkli, kalın, çok kalın katmanlı, yer yer masif, beyaz kalsit dolgulu, yer yer çok az cört sıvamalı, sert, mikritik dokulu kireçtaşı çok az alanda da olsa dolomitik kireçtaşları olarak yüzeylenen birimin üste doğru krem, açık krem renkli, kalın-çok kalın katmanlı, masif, sert yersel, pelletli ve oolitli, siparitleşmiş kireçtaşlarının üst seviyelerinde orbitoides li kumlu kireçtaşları ve kalın, çok kalın katmanlı rudist içeren kalkarenitler bulunmaktadır. Bunların üzerinde ise kirli sarı renkli orta, kalın katmanlı şeyl-silttaşı, kumtaşı ve rudist içeren kumlu kireçtaşı ardalanımı gelmektedir. En üstte ise volkanik, serpantin ve kireçtaşı olistolit ve olistostromlarından oluşan olistostromal zonla sonlanmaktadır. Birim üzerine gelen naplardan dolayı son derece tektonik, yer yer kristalize olmuş ve son derece kıvrımlı bir yapı kazanmıştır [22]. Dokanak ilişkileri: Çalışma sahasında Semah Tektonik Dilimi nin altı gözlenmemektedir. Fakat güneyde Nurhak Dağları nda Malatya Metamorfikleri nin üzerine tektonik olarak gelmektedir. Olistostrom ile sonlanan birimin üzerine ise tektonik olarak Ozan Tektonik Dilimi ve Hocalıkova Melanjı gelmektedir. Diskordans olarak da Üst Kretase (Üst Meast.), Eosen ve A. Miyosen birimleri gelmektedir [22]. Kalınlık ve yayılım: Çalışma alanında birim tam olarak görülmemektedir. Birimin tahmini kalınlığı 3000 m civarındadır. Birim son derece kıvrımlanmış ve faylanmıştır. Kalınlık çok farklı olabilir [22]. Fosil Kapsamı ve Yaş: Tektonik dilimin yaşı Triyas-Üst Kretase (Kampaniyen- A.O.Meast.) yaş aralığındadır. Petrografik olarak dolomitleşmiş çamurtaşı ve istiftaşından yapılıdır [22]. Çökelme ortamı: Mikrit, biomikritlerin egemen olduğu birim sığ gelgit altı denizel koşullarını yansıtır. Görülen biosparit ve intrasparit ara düzeyler zaman zaman yüksek enerjili ortama geçildiğini gösterir. Kampaniyen den itibaren sıkışmaya bağlı bir bloklaşma ve kalkarenit ve kalsitürbüdit çökelleri ile üst kesimlerde daha derin çökelleri görmekteyiz [22]. 8

27 Gedik Formasyonu (Orta-Üst Eosen) Gedik Formasyonu açık gri renkli, orta-kalın katmanlı, bol numulitli, algli, mercanlı, biyoklastik ve mikritik sığ kireçtaşlarından oluşur. Seyrek olarak kumtaşı ve marn katkıları içeren birim Gözübol ve Önal (1986) tarafından adlanmış ve tanımlanmıştır [23]. Birim adını tipik görünülerinin bulunduğu Gedik (Yeşilyurt- Malatya) mevkiinden almıştır. Birim güneybatı-kuzeydoğu uzanımlı olarak Yeşilyurt ilçesi kuzeyinde Malatya güneyinde, Orduzu-Pınarbaşı dolaylarında ve çalışma alanında yüzeyler ve m kalınlık sunar. Gedik Formasyonu Yeşilyurt kuzeyinde, altta Suludere Formasyonu ile geçişlidir. Buradan doğuya doğru Banaz Gediği kuzeyinden itibaren altta Suludere Formasyonu olmaksızın birim ofiyolitli melanj ve Malatya Metamorfikleri üzerine taban çakıltaşı ile açısal uyumsuz olarak gelir [24]. Daha doğuda Venk Mahallesi nden kuzeydoğuya doğru Gedik Formasyonu tabanında Suludere Formasyonu marnlarıyla geçişlidir. Bu geçişler Pınarbaşı Gölü piknik alanı kuzeyinde, Maltepe nin kuzeydoğu yamaçlarında açık olarak izlenir. Doğuya doğru geçişler Haydarlar Mah. güney ve güneydoğusundan, Fadıltepe güney yamacında iyi izlenir [24]. Birim çalışma alanında Semah Tektonik Dilimi üzerine diskordanslı olarak gelir. Gedik Formasyonu üzerine Oligosen yaşlı Ballıçay Formasyonu geçişli olarak gelir. Fosil kapsamına göre Orta-Üst Eosen yaşındadır [22-25] Ballıçay Formasyonu (Alt-Üst Oligosen) Birim yeşilimsi gri, boz renkli, çok kalın katmanlı çamurtaşı, kumtaşı ardalanması, kumtaşı arakatmanlı çamurtaşı ve kumtaşı arakatmanlı kiltaşından oluşan bir istif için Demir (1997) tarafından adlanmıştır [24]. Çalışma alanında birim kiltaşı arakatmanlı çamurtaşından oluşur. İsmini Ballıçay vadisinden (L40-b2 ¼ GB) almıştır. İçerdiği alt birimler: Formasyonun alt düzeylerinde Taşarkaşı Kireçtaşı Üyesi ve üst düzeylerinde Kuşsalığı Kireçtaşı Üyesi ayırtlanmıştır. Tipik yeri ve tip kesiti: Birimin iyi yüzlek verdiği Ballıçay Vadisi nde (K 40-b2 ¼ GB) bulunur. 9

28 Başvuru kesiti: Muşardağı kuzeyinde (K40-c3 ¼ KB ve K 40-c2 ¼ GB), Matarauşağı kuzeyinde (K40.c2 1/4GD), Zengolar Mahallesi güneydoğusunda (K40- c2 ½ K), Doydum, Sipahiuşağı ve Satikli köyleri ile Fırat Nehri kuzeyinde (K40-b3) ve Baskil vapur iskelesi 500 m kuzeyinde (K40-c3 ½ G) birim tümsel ve bölümsel kesitler sunar. Kayatürü Özellikleri: Çamurtaşları açık-koyu yeşil, ortaç sert, yersel düzlemsel laminalı, genelde som, alt düzeyler karbonatlı ve genelde masif katmanlıdır. Kireçtaşları ak açık gri, sert, kalın-çok kalın katmanlı, yer yer masif, yersel çok iyi gözenekli, bol alg, mercan ve seyrek foraminiferli ve yersel çok iyi gözlenebilen mercan resiflidir. Bazı kireçtaşı alt düzeyleri oluşuk içi breşlidir. Kireçtaşı düzeyleri 1-22 m kalınlıktadır. Orta düzeydeki kireçtaşları bol killidir. Kumtaşları sarı, orta, iyi tutturulmuş, orta-masif katmanlı, düzlemsel laminalı, dereceli, yersel iyi boylanmış, orta düzeylerde türbiditik, üst düzeylerde ise plaj kumtaşı niteliklidir. Kumtaşı düzeyleri 2-10 m kalınlıktadır. Tüffit Muşardağı kuzeyinde yersel olarak bulunur ve sarı, iyi tutturulmuş, ince katmanlı, düzlemsel laminalı ve mercekseldir. Kalınlık: Birim Sipahiuşağı Köyü batısında (K 40- b3 1/2 K) 145 m, Muşardağı kuzeyinde (K 40-c3 ½ KB, K 40- c2 ¼ GB) 360 m, güneydoğusunda (K 40-c3 ½ K) 290,5 m ve Fırat nehri kuzeyinde (K 40-b3 ¼ GD) m kalınlıktadır. Çalışma alanında birimin kalınlığı metredir. Dokanak ilişkisi: Formasyon Muşardağı kuzeyinde (K40-c2 ¼ GB ve K 40-c3 ¼ KB) ve güneydoğusunda (K 40-c3 ½ K) Suludere Formasyonu nu düşük açısal uyumsuzlukla üstler. Fırat Nehri kuzeyinde (K40-b3 ¼ GD) Yıldıztepe Formasyonu ile hem faylı hem de geçişli, Sipahiuşağı ve Satikli köyleri (K40-b3 ½ K) dolayında Yıldıztepe Formasyonu ile geçişlidir. Birim üstteki Akyar Formasyonu ile geçişli, Küseyin ve Parçikan formasyonları tarafından açısal uyumsuzla altlanır. Birimin Muşardağı kuzey ve güneyi nde uyumsuzluk dokanağı yerseldir. Çalışma alanında altlayan Gedik ve üstleyen Ballıçay formasyonları ile geçişlidir. Bunun nedeni, Üst Eosen sonu-oligosen başında gelişen yersel regresyon ve transgresyon sonucu olabilir. Fosil kapsamı ve yaş: Formasyondan derlenen fosillere göre birimin yaşı Alt-Üst Oligosen dir. Çökelme ortamı: Birim fosil kapsamı, litoloji, sedimanter özellikleri ve tortul dolgu özelliklerine göre plaj, şelf, şelf yamacı alanlarında çökelmiştir. Birimin alt düzeyleri 10

29 yüksek enerjili ve sığ, orta düzeyleri şelf içi, üst düzeyler ise şelf yamacı ve plaj ortamını yansıtır [22,26] Akyar Formasyonu (Alt Miyosen) Çakıltaşı, kumtaşı, kiltaşı ve çamurtaşı ile başlayan birim, Ostrea ve Mercan içeren resifal kireçtaşından oluşan istif ilk defa Önal (1995) tarafından adlanmıştır. Birim adını tipik kesit ve görünülerinin bulunduğu Malatya kuzeyinde bulunan Akyar Sırtın dan (Arguvan-Malatya) almıştır. Birim referans kesiti Malatya- Hekimhan yol yarmasında bulunmaktadır. Formasyon genelde ince görünüler şeklindedir. Akyar sırtı dolayında, birim altta faylı dokanaktan itibaren ak-sarı renkli, ince-orta katmanlı, rippilmarklı, peleycypodlu ve iyi gözenekli kalkarenit ve kalsiruditlerden (10-20 m) ve üste doğru, açık yeşil çamurtaşı, kumtaşı ve bol mercan, Ostrea sp. fosilli açık gri kireçtaşından (30-40 cm) oluşur. Çalışma alanında da benzer özellikler gösterir. Formasyon genelde alttaki Oligosen yaşlı Ballıçay Formasyonu ile geçişli üstleyen Orta Miyosen yaşlı Küseyin Formasyonu ile uyumsuzdur [23]. Birimden derlenen çok sayıda makro ve mikro fosillere göre birimin yaşı Alt Miyosen dir [22,24,25]. Litolojik özellikleri, fosil kapsamı, tortul dolgu geometrisi ve sedimanter özelliklerine göre, birim sığ-netritik karbonat şelfi ortamında çökelmiştir [23] Doğal Taşlar Yerkabuğundan büyük bloklar halinde çıkarıldıktan sonra doğrudan veya özel kullanım ve uygulamalar için istenilen boyutlarda işlenerek kullanıma sunulan ve belirli kalite gereksinimlerini karşılayabilen kayaçlara doğal taşlar adı verilir [2,27-28]. Doğal taşlar kullanım amaçlarına göre yapı taşları ve mermerler olarak iki gruba ayrılmaktadırlar. Yapı taşları; bazalt, marn, şist, tüf gibi kayaçları kapsamaktadır. Bu taşlar, doğadan çıkarıldıkları gibi parlatılmadan kullanılmaktadırlar [2]. Mermerler ise, doğadan (ocaktan) çıkarıldıktan sonra çeşitli işlemlere tabi tutularak kesilen, aşındırılarak parlatılan kayaçlardır. Mermerin 11

30 bilimsel ve ekonomik tanımları arasında belirgin farklılıklar bulunmaktadır. Bilimsel anlamda mermer; kireçtaşı ve dolomitik kireçtaşlarının ısı ve basınç altında metamorfizmaya uğrayarak, tekrar kristalleşmesi sonucu yeni bir doku ve yapı kazanması ile oluşan kayaçlara denilmektedir. Petrografik olarak masif, kabaca tekdüze irilikte (geçirdiği metamorfizma derecesine göre) kalsit kristallerinin aralarında boşluk bırakmaksızın dizildiği yapıdır [29]. Endüstriyel anlamda ise mermer; blok ve levha verebilen, kesilip parlatılabilen ve ticari anlamda değer taşıyan her tür kayaca denilmektedir [30] Mermerlerin fiziksel, petrografik, kimyasal ve mekanik özellikleri Mermerin ihraç edilirken veya iç piyasada kullanıma sunulurken bilinmesi gereken bazı özellikleri bulunmaktadır. Bunlar; renk, blok verme, sertlik, özgül ağırlık, birim hacim ağırlığı, porozite, su emme, kimyasal bileşim, çözülme kabiliyeti, asit etkilerine dayanıklılık, basınç dayanımı, aşınma ve eğilme dayanımı gibi özelliklerdir. Bu özelliklere mermerin malzeme özellikleri denir. Mermerlerin kalitesi söz konusu teknolojik özellikler ile yakından ilişkilidir. Bu özellikler kayaç sınıflamalarının yapımında ve diğer mühendislik çalışmalarında kullanılan önemli parametreleri oluşturmaktadır [31]. Mermerleri evrensel kabul gören standartlara göre test ederek elde edilen bilgileri derlemek ve mermer ürünleri için kataloglarda toplamak iç ve dış pazar olanakları açısından büyük gelişme sağlayacaktır [20] Fiziksel özellikler Renk, sertlik, özgül ağırlık, birim hacim ağırlığı, su emme, porozite, doluluk oranı, cila alma kapasitesi, blok verme gibi özellikler fiziksel özellikler grubuna girmektedir [2]. a) Birim hacim ağırlığı Kayacın bir cm 3 ünün gram cinsinden değeri olan birim hacim ağırlığı dokusal özelliklere ve mineralojik bileşime bağlı olarak kayaçtan kayaca farklılık göstermektedir [2]. 12

31 b) Özgül ağırlık Bir kayacın birim hacim ağırlığının + 4 C sıcaklıktaki suyun birim hacim ağırlığına oranına özgül ağırlık denilmektedir [32]. c) Su emme Basınç altında olmadan kayacın ne oranda su emebildiğini gösteren su emme özelliği; kayacın tane yapısına, mineral bileşimine, taneler arası dokanak ve dilinim özelliğine bağlı olarak değişim gösterir. Kayacın heterojen ve iri taneli bir yapıya sahip olması bünyesine daha fazla ve çabuk su almasına neden olacağı için kayaçta daha fazla bozunmaya yol açar. Bu da kayaçta renk değişimleri ve dayanım azalması gibi istenmeyen sonuçlar doğurur [33]. d) Porozite Kayaç içindeki boşluk hacminin toplam hacme oranı anlamına gelen porozite kayacın gözenekliliğinin ifadesidir. Porozite, dayanım ve deformabilite gibi fiziksel özellikleri etkileyen en önemli fiziksel özelliktir. Kayacın zayıflama süreci, gözeneklerin boyutunun, dağılımının ve geometrisinin birbirleri ile olan bağlantılarının sürekli değişmesi ile oluşur. Basınç dayanımı gözeneklilik ile ters ilişkilidir [34-35]. Kayaçların porozite değerlerine göre sınıflandırılmaları Çizelge 2.1 de verilmiştir. Çizelge 2.1. Tarhan (1989) a göre kayaçların porozite değerlerine göre sınıflandırılması [36] Kaya Sınıfı Porozite (%) Çok Sık < 1 Az Boşluklu Orta Boşluklu Çok Boşluklu Çok Fazla Boşluklu > 20 13

32 e) Sertlik Kayaca dışarıdan gelen mekanik bir etkiye karşı kayacın göstermiş olduğu direnç şeklinde tanımlanan sertlik, kayacı oluşturan minerallerin sertliğinden, tane boyutundan, dokusal özelliklerinden ve kayacın gözeneklilik derecesinden etkilenmektedir. Sert mermerlerin üretimi, kesilmesi ve parlatılması yumuşak mermerlere göre daha zordur. Ancak daha iyi cila kabul ederler ve cilalarını uzun süre muhafaza ederler. Mermerlerin Mohs sertlik ölçeğine göre sınıflandırılması Çizelge 2.2 de verilmiştir. Çizelge 2.2. Mermerlerin Mohs Sertlik Ölçeğine göre sınıflandırılması [29] MERMERLER Yumuşak Mermerler S * : 3,5-5 Sert Mermerler S : 6-7 Açık Renkli Mermerler Koyu Renkli Mermerler Açık Renkli Mermerler Koyu Renkli Mermerler *Metamorfik kireçtaşları *Şistler *Diğerleri *Renkli mermerler *Renkli metamorfik kireçtaşları *Yeşil şistler *Diğerleri *Granit *Siyenit *Kuvars *Diyorit *Diyabaz *Gabro *Serpantinit-Ultrabazik Mermerlerin sertliklerinin belirlenmesinde kullanılan yöntemler şunlardır: - Schmidt çekici ile sertlik tayini İlk kez 1948 yılında beton sertliğinin hasarsız olarak test edilmesi için geliştirilen Schmidt çekici daha sonra kaya sertliği belirlemek amacı ile de kullanılmıştır lı yılların başlarında kullanılmaya başlanılan bu yöntem kayaların sertliği ve dayanımı ile ilgili fikir sahibi olmak için kullanılan hızlı, portatif ve basit bir yöntemdir. Test sonuçlarının güvenilirliği çekicin tipi, örnek boyutları, yüzeyin pürüzlülüğü, örneğin zayıflığı ve nem içeriği gibi faktörlerden etkilenmektedir. Schmidt sertliği porozite, kuru birim hacim ağırlığı gibi özelliklerden etkilenir [34,37]. S * : Sertlik 14

33 Kayaçların ISRM 1978 e göre Schmidt çekici sertlik değerlerine göre sınıflaması Çizelge 2.3 de verilmiştir. Çizelge 2.3. ISRM 1978 e göre kayaçların Schmidt sertlik çekicine göre sınıflaması [38] Schmidt çekici değerleri Kaya sertlik tanımı 0-10 Yumuşak Az yumuşak Az sert Sert Oldukça sert >60 Çok sert - Shore sclerescope ile sertlik tayini Shore sertlik değeri, kayaçların fiziksel özelliklerinin önemli bir göstergesidir. Kayacın mineralojisi, elastisitesi ve çimentolanma derecesi shore sertliğini etkilemektedir [39]. Yapılan çalışmalarda Schmidt sertliği ile Shore Scleroscope sertliğinin oldukça güvenilir biçimde tek eksenli basma dayanımı ve birim hacim ağırlığı tahmininde kullanılabileceği saptanmıştır [40]. f) Renk Mermerler çok farklı renkte ve farklı yapısal özellikte bulunmaktadır. Kimyasal içerikleri ve yapısal özellikleri mermerin görünümünü etkilemektedir. Kayacın içinde bulunan safsızlıklar ve hatta oluşumu esnasında geçirdiği metamorfizmanın derecesi bile kayacın görünümünü etkilemektedir. Örneğin demir oksit içeren mermerlerde sarımsı kırmızımsı, mangan oksit içeren mermerlerde koyu mavi, siyah ve mor renklenmeler gözlenmektedir. Metamorfizma geçirmiş mermerlerde oluşan kusurlar ve süreksizlikler değişik renkli malzemeler ile dolduğunda mermerin kalitesini ve satış koşullarını etkileyebilecek görünüm özellikleri kazanabilmektedir. Mermerlerin ismini bile değiştiren renklerin analizi, bu renklerin dağılımları ve aynı renge sahip mermerlerin açık ve koyu tonları arasındaki renk geçişleri genellikle duyusal yolla yapılmaktadır. Üretimi yapılan mermerler taşıdıkları renge ve üretim bölgelerine göre isimlendirilirler; Akşehir Bej, Elazığ Vişne, Marmara grisi gibi [41]. Mermerin rengi tüm yatak boyunca olabildiği 15

34 kadar tekdüze olmalıdır. Eğer kayaç tek renkli mermer grubunda ise; içerdiği çizgisellikler, kapanımlar ve damarların farklı renkli olması mermerin kalitesini düşürür. Eğer kayaç çok renkli mermer grubunda ise; renklerin dağılımı homojen olmalıdır [42]. g) Cila tutma kapasitesi Cilalama işlemi mermercilikte satış koşullarını etkileyen oldukça önemli bir özelliktir. Bütün kayaçlar cilalanma yeteneğine sahiptir. Ancak her kayacın cila alma kapasitesi birbirinden farklıdır. Mermerlerin cila alma kapasitesinin tespit edilmesi kullanım alanlarının daha iyi belirlenmesine ve daha uzun süre sağlıklı biçimde kullanılabilmesine olanak sağlar [2]. h) Blok verme özelliği Doğal taşlar, sadece kalite gereksinimlerini değil, aynı zamanda belirli boyut standartlarını da sağlamalıdır. Kaya kütle özellikleri blok boyutunu belirler. Bir mermer ocağı açılmadan önce satılabilecek blok boyutunun belirlenmesi ocak üretim planlaması yapılmasında da önemlidir [28, 43]. Bir sahanın yapıtaşı üretimi için uygunluğunu litolojik birimlerin homojenliği ve kırıkların derecesi belirler. Kayacın mekanik özellikleri ise kalite sınıflandırması için kullanılmaktadır [44]. Özellikle eklemli kaya kütlelerinde her bir bloğun boyutunun ve şeklinin belirlenmesi kaya mühendisliği çalışmalarında önemli bir rol oynar. Kaya kütlesinin değerlendirmesi yapılırken süreksizlik setlerinin sayısı, dağılımı, boşluklu oluşu, uzunluğu, genişliği göz önünde bulundurulmalıdır [45, 46]. Jeofiziksel yöntemlerin kullanılması ve jeoloji haritalarının hazırlanması kırık, çatlak gibi yapısal süreksizliklerin belirlenmesine yardım eder [47]. Maden mevzuatında ve piyasada blok boyutu ile ilgili net bir tanımlama bulunmamaktadır. Ancak TS 1910 (Kaplama olarak kullanılan doğal taşlar) standardında en küçük boyutu (kalınlık) 10 cm den daha büyük olan doğal taşlar blok olarak tanımlanmıştır [30,48] Petrografik özellikler Kayaçların petrografik özelliklerinin kayaç dayanımı üzerinde çeşitli etkileri bulunmaktadır. Mineral bileşimi, tane boyutu ve mikroyapı özellikleri kaya dayanımı 16

35 ve deformabilitesini etkileyen en önemli parametrelerdir. Özellikle yüksek kuvars içeriği ve büyük tane dokanağı dayanımın artmasına neden olurken küçük tane boyutu da porozitenin azalmasına bağlı olarak yüksek dayanım elde edilmesini sağlar [49]. Kireçtaşlarının dokusal sınıflandırması Çizelge 2.4 de, bileşimsel sınıflaması Çizelge 2.5 de verilmiştir [50,51]. Çizelge 2.4.Kireçtaşlarının Dokusal Sınıflandırması [50] Orijinal bileşenler depolanma süresince diğerleri ile organik bağlanmamıştır. Bileşenler depolanma süresince organik bağlanmıştır Karbonat çamur içeriyor Karbonat çamur içermiyor Çamur Destekli Tane Destekli < %10 allokemler >%10 allokemler Çamurtaşı Vaketaşı İstiftaşı Tanetaşı Bağlamtaşı 17

36 Çizelge 2.5. Kireçtaşlarının Bileşimsel Sınıflaması [51] Hacimdeki allokem bileşimi Spar kalsit>mikrit > 10 % allokemler < 10 % allokemler Mikrit>Spar kalsit 1-10% allokemler <1% allokemler >25 % Intraklast INTRASPARIT INTRAMIKRIT İntraklast İntraklast içeren mikrit > 25% ooids OOSPARİT OOMİKRİT Ooids Ooid içeren mikrit Bozulmamış Resif ve > 25%ıntraklast < 25 % Ooids Hacim oranı, Biyoklast: Peloids > 3:1 3:1-1:3 < 1:3 BİYOSPARİT BİYOPELSPARİT PELSPARİT BİOMİKRİT BİYOPEL- MİKRİT PELMİKRİT ALLOKEMS Biyomikrit Peloids Pelo içeren mikrit MİKRİT Biyoherm kayalar Biyolit 18

37 Kimyasal özellikler Mermerlerin fiziksel özelliklerini etkileyen kimyasal özellikler; kimyasal bileşim ve çözülme özellikleridir. a) Kimyasal bileşim Kayacın kimyasal bileşiminin renk, sertlik, dayanım gibi fiziksel ve mekanik özellikler üzerinde önemli etkileri bulunmaktadır. Kayaçların kimyasal bileşimi, yaş kimya analizleri, X-Ray Fluoresans (XRF) ve ICP (İndüktif Eşleşmiş Plazma) analizleri gibi değişik yöntemlerle saptanır. b) Atmosfer etkilerine dayanım ve çözülme kabiliyeti Mermerlerin fiziko-mekanik, yapısal özellikleri, dış görünümü yağmur, kar, ısı ve farklılıkları, atmosferik kirlilik gibi doğa olaylarından etkilenmekte ve değişmektedir. Bu değişiklikleri oluştururken bu faktörler birbirleri ile kombine şekilde çalışırlar. Örneğin atmosfer gazları ile birleşen yağmur suları mermerin bünyesinde bulunan kalsit kristallerine etki ederek mermerin çözünmesine, görünümünün bozulmasına ve yüzey yapısında deformasyonlara neden olurlar [52]. Ayrıca ısınma-soğuma sonrası kalsit kristallerinde meydana gelen termal genleşme ile kayacın yapısı bozulmakta, mikro çatlaklarda açılmalar oluşmaktadır [53]. Bu durumlar mermer kalitesinde olumsuzluklar yaratmakta ve mermerin satış koşullarını etkileyebilmektedir. Bu gibi nedenlerden ötürü mermerlerin farklı koşullar için fiziko-mekanik özelliklerinin tespiti önemlidir. c) Asit etkilerine dayanıklılık Yağmur, kar, rüzgâr, ısı ve atmosferik kirleticiler gibi doğal olayların etkisi ile mermerlerin yapısal özelliklerinde ve görünüşlerinde bazı değişimler meydana gelir. Özelikle mermer kalsiyum karbonat kökenli ise, çok zayıf asit ile etkileşimi bile mermerin bozulmasına neden olur [54]. d) Pas tehlikesi tayini Kayacın bünyesinde pirit, markazit gibi sülfürlü minerallerin, manyetit, hematit gibi demiroksitli minerallerin bulunması durumunda, bu minerallerin ortamdan etkilenmeleri neticesinde kayaçta sarımtırak kahverengiden kırmızımtırak 19

38 kahverengine kadar değişen renklenmeler meydana gelebilir. Bu durumda kayacın estetik görüntüsü bozulacak ve satış koşulları olumsuz etkilenecektir. Bu nedenle pas tehlikesi tayininin yapılması önemlidir Mekanik özellikler Kayaç oluşumlarının yapı taşı olarak kullanıma uygun olup olmaması estetik özelliklerinin yanı sıra teknik özellikleri ile de belirlenmektedir. Bir kayacın yüzey yapısı ve dayanım özellikleri o kayacın özel amaçlar için kullanımının uygunluğunu kontrol eder [27]. Kayaçların fizikomekanik özellikleri madencilik ve yapı çalışmalarının planlanmasında, dizayn edilmesinde ve kaynakların ekonomik yönden değerlendirmesinde önemlidir [54]. a) Tek eksenli basınç dayanımı Kayaçlar için en önemli mekanik özelliklerden bir tanesi olan tek eksenli basınç dayanımı, kayacın baskı ve deformasyonlara karşı koyma yeteneği olarak tanımlanmaktadır [55]. Tek eksenli basınç dayanımı mineral yapısı ve kayacın içerdiği eklemlerin kırık ve çatlakların sıklığıyla ilişkilidir, ayrıca kayacın içerdiği kuvars miktarı, tane boyu ve tane dokanak ilişkisi dayanım üzerinde önemli etkilere sahiptir [49,56 57]. ISRM 1978 e göre kayaçların tek eksenli basınç dayanımlarına göre sınıflaması Çizelge 2.6 da verilmiştir. Çizelge 2.6. Kayaçların tek eksenli basınç dayanımına göre sınıflaması [58] Sınıf Tanım Tek Eksenli Basma Dayanımı Değeri (MPa) A Çok yüksek dayanımlı >225 B Yüksek dayanımlı C Orta dayanımlı D Orta-düşük dayanımlı E Düşük dayanımlı 25 6 F Çok düşük dayanımlı

39 b) Sonik hız Doğal taş ve mermer endüstrisinde özellikle büyük boyutlu blokların bünyesinde var olan kırık, çatlak ve fisürlerin tespit edilmesinde ultrasonik test yönteminin kullanılması yaygınlaşmaktadır. Ultrasonik dalgaların test materyali içinden geçirilmesi ve farklı dirençli bölümlerin belirlenmesi esasına dayanan yöntemde gönderilen ve alınan sinyal sıklığı khz - mhz aralığında değişmektedir [59]. Sonik hız ile kayacın diğer özellikleri arasında ilişkinin olduğu bulunmuştur. Kayacın sonik hız değerini etkileyen pek çok faktör bulunmaktadır. Bunlardan bazıları kayaç tipi, tane boyutu ve şekli, porozite, anizotropi, gözenek suyu, basınç ve ısıdır. Kayaç içinde bulunan eklem takımlarının sayısının artması sonik hızı düşürürken tek eksenli basma dayanımı ve elastisite modülünün artması sonik hız değerinde artış meydana getirir [60]. Ultrasonik teknikler kullanarak kayacın dinamik özellikleri, yapı-bileşim özellikleri, yoğunluk, porozite gibi fiziksel özellikleri, alterasyon, ayrışma zonları, eklem yapıları (pürüzlülük, dolgu vs.) homojen-heterojen yapıya sahip olup olmadığı belirlenebilir [40, 60]. Anon 1979 a göre kayaçların P dalga hızlarına (V p ) göre sınıflaması Çizelge 2.7 de verilmiştir. Çizelge 2.7. Anon 1979 a göre kayaçların P dalga hızlarına (V p ) göre sınıflaması [61] Sınıf V p (m/sn) Tanımlama 1 < 2500 Çok düşük hız Düşük hız Orta hız Yüksek hız 5 >5000 Çok yüksek hız c) Nokta yük dayanım indeksi Günümüzde mühendislik jeolojisi ile ilgili çalışmalarda yaygın biçimde kullanılan nokta yükü dayanım indeksi kayaçların tek eksenli basma ve çekme 21

40 dayanımlarının dolaylı yollardan tayin edilmesinde, kayaçların dayanımları açısından sınıflandırılmasında kullanılmaktadır [62]. Mermerlerin fiziko-mekanik özelliklerinin birbirleri ile ilişkili olduğu pek çok araştırmacı tarafından belirlenmiştir. Bu tespitler, örnek hazırlama ile oluşacak zaman kaybı ve maliyet artışı gibi problemlerin giderilmesi için direk yöntemlerin yerine indirekt yöntemlerin geliştirilmesine olanak tanımıştır [63]. Bieniawski 1975 e göre kayaçların nokta yük dayanım indekslerine göre sınıflaması Çizelge 2.8 de verilmiştir. Çizelge 2.8. Bieniawski (1975) e göre kayaçların nokta yük dayanım indekslerine göre sınıflaması [64] Kaya Sınıfı Nokta Yük Dayanım İndeksi (MPa) Çok düşük dirençli <1 Düşük dirençli 1 2 Orta dirençli 2 4 Yüksek dirençli 4 8 Çok yüksek dirençli >8 d) Suda dağılma dayanımı Gamble; 1971 e göre kayaçların suda dağılma dayanımına göre sınıflaması Çizelge 2.9 da verilmiştir. Çizelge 2.9. Gamble, 1971 e göre kayaçların suda dağılma dayanımına göre sınıflaması [65] Suda dağılma dayanımı indeksi I d2 Dağılma dayanımı sınıfı 0 30 Çok düşük Düşük Orta Orta-Yüksek Yüksek Çok yüksek 22

41 2.3. Mermer Yataklarının Aranması ve Üretimi Mermer yataklarının aranmasında temel aşamalar şunlardır [47]. 1- Büro Çalışmaları: Jeolojik haritaların ve raporların incelendiği bu aşamada ekonomik faktörler de göz önünde bulundurulmalıdır. 2- Saha Değerlendirmeleri: Bu aşamada kayacın genel görünümü ve sağlamlığı değerlendirilir. Sağlıklı bir tanımlama yapılabilmesi için kayacın taze yüzeyinde inceleme yapılmalıdır. Ayrıca bu aşamada sahanın ticari olarak uygun boyutlarda blok verip vermediği de tespit edilir. 3- Detaylı Jeolojik Haritalamaların Yapılması: Saha değerlendirmeleri neticesinde kaynakların ekonomik olarak yeterli olduğuna kanaat getirilirse bir sonraki aşamada detaylı haritalar yapılır. 4- Jeofiziksel Yöntemler: Oldukça düşük frekanslı elektromanyetik ve radyo dalgaları kullanılarak sahada yerinde kırıklar, ikincil dolgular, karstik boşluklar, fasiyes farklılıkları tespit edilip sahadan elde edilebilecek ekonomik blok boyutları tahmin edilmeye çalışılır. 5- Sondajların Yapılması: Saha değerlendirmeleri ve jeofiziksel incelemelerin sonuçları olumlu ise, derinlere inildikçe formasyonun içerdiği muhtemel kusurları belirlemek ve yatay yöndeki sınırlarını çizmek amacı ile sondajlar yapılır. 6- Örnek Derleme: Sondaj verilerinin sonuçları olumlu ise bir sonraki aşamada levha haline getirilebilme ve pazar imkanlarını belirlemek amacı ile kayaçtan örnekler alınır. 7- Deneme Madenciliği: Alınan örneklerin pazarda satış başarısı sağlanırsa son aşamada test madenciliği yapılarak, tam ölçekli madenciliğe geçilmesinin ekonomik olup olmadığı değerlendirilir Mermer üretim yöntemleri Bir mermer ocağının işletilmesindeki amaç, mermer fabrikalarında işlenecek kalitede çatlaksız ve mümkün olduğunca en büyük boyutlarda blok çıkarmaktır [2]. Bu amaçla kullanılan madencilik teknikleri; oldukça basit ve düşük teknolojili yöntemlerden ileri seviyeli teknolojik yöntemlere kadar değişmektedir. Bu amaçla 23

42 genelde patlatmasız kesme teknolojileri ve hatta yeraltı madenciliği yöntemleri kullanılmaktadır İlkel mermer üretim yöntemleri İlkel yöntemler olarak tanımlanan mermer üretim yöntemleri aslında günümüzde bile geçerli olup sadece üretimde kullanılan araç ve gereçler (teknoloji) değişmiştir. - Kama/Manivela Kullanımı ile Blok Üretimi: Bu yöntem de yumuşak ve orta sertlikteki kayaçların zayıflık ve süreksizlik zonlarına ağaç kamalar çakılması ve bloğun manivelalarla ana kayadan koparılması ile üretim yapılmaktadır. Üretilen bloklar kabataş konumundadır. Bu yöntem günümüzde darbeli delik delme yönteminin temelini teşkil etmektedir [66]. - Keski/çekiç yöntemi ile blok üretimi: Bu yöntemde kesilecek bloğun yüzeylerine keski darbeleri uygulanarak ana kütleden ayrılması sağlanır. - Kuvars kumu / ağaç tapan sürtünmesi ile kesme işlemi: Bu yöntemde kesilecek taşın yüzeyi açılan oluk boyunca kuvars kumu ve su karışımının ve tapan olarak kullanılan ağacın ileri-geri sürtmesi ile aşındırma işlemi yapılarak blok üretimi gerçekleştirilmektedir. Bu yöntem daha sonra demir testere kuvars kumu ve su karışımı ile kesime dönüşmüştür. Günümüzde uygulanan çelik halat - kuvars kumlu kesim ve telli kesim teknolojisi ile benzerlik göstermektedir. - Ateş / su yöntemi: Özellikle sert taşların üretiminde uygulanan bu yöntemde kayacın yüzeyi önce odun ateşi ile ısıtılır sonra su dökülerek ani ısıtma/soğutma işlemi sonucu çatlaklar oluşturulur ve kesme işlemi yapılır. Bugün uygulanan alev jeti ile kesme yöntemi ile benzerlik göstermektedir [66]. 24

43 Modern yöntemler a) Elmas telli blok kesme makinesi ile üretim: Bu yöntem özellikle karbonat kökenli doğal taş ocaklarının % 90 ından daha fazlasında kullanılan üretim yöntemidir. Elmas boncuklar, çelik tel, elmas telli kesme makinesi ve yardımcı makine ve ekipmanlar ile birlikte doğal taş ocaklarında blok doğal taş kesmek ve kesilen blokları nakledilebilir büyüklükte bloklara ayırmak amacıyla kullanılan modern bir üretim yöntemidir. Elmas telli kesme yönteminin doğal taş blok yüzeyinde yanal şematik görünümü Şekil 2.4 de verilmiştir. Şekil 2.4. Elmas telli kesme yönteminin doğal taş blok yüzeyinde yanal şematik görünümü [66] Bu üretim yönteminde uygulanan temel aşamalar: - Yatay ve düşey deliklerin delinmesi, - Elmas boncuklu tel ile yatay ve düşey kesimlerin gerçekleştirilmesi, - Kesimi yapılan doğal taş bloklarının ana kayaçtan ayrılması ve ötelenmesi, - Blok boyutlandırılması ve ebatlandırılması şeklindedir [66]. b) Kollu kesici (jet belt) ile üretim: Bu yöntem özellikle son yılarda modern ocaklarda tercih edilen ve uygulanan bir yöntemdir. Kesici alet raylar üzerinde hareket eder. 340 cm uzunluğa kadar ulaşabilen kesici kolun üzerinde dönme hareketi yapan ve sinterize elmas segmentlerin sıralandığı bir şerit vardır. Bu şerit döndürülerek kesim işlemi gerçekleştirilir. Kesim sırasında gerek soğutma gerekse dönmeyi kolaylaştırmak için su kullanılmaktadır. 25

44 c) Alev veya su demeti ile doğal taş üretim yöntemi: Alev veya su demeti ile kesme yöntemi blok kesiminde sınırlı olarak uygulanabilen aslında birer kanal açma yöntemidir. Alev demeti ile kesim tekniğinde yakarak kesme, oksijen ve mazot kullanılarak gerçekleştirilir. Alev demetinin çalışma prensibinde belirli bir kesme hattı boyunca odaklanan süpersonik hızda çok yüksek sıcaklıktaki alev, verilen malzeme üzerinde termal etki yapar ve kayacı oluşturan bileşenlerde 8 10 cm lik kopmalar oluşur. Böylelikle kesim düzlemi boyunca kaya ayrılmış olur. Su demeti ile kesim yönteminde ise yüksek basınçlı (350 MPa a kadar), aşındırıcılı su kullanılarak kayaç malzemesinin küçük parçalara ayrılması sağlanır. Blok çıkarma işlemlerinde henüz yaygın olarak kullanılmaya başlanmamakla birlikte gelecekte yaygınlaşması beklenen yöntemdir [66] Mermer İşleme Teknikleri Mermer ocaklarından blok veya moloz şeklinde çıkarılan hammaddeler, mermer işleme tesislerinde çeşitli boyut ve kalınlıklarda kesilerek levha ve plaka haline getirilirler. Hazırlanan bu levha ve plakalar, kullanım amacına ve talebe göre boyutlandırılır, cilalama-parlatma yapılır, köşe-kenar işlemlerinden geçirilerek düzgün yüzeyli doğal taş ürünü haline getirilir. Elde edilen ürünler çeşitli şekillerde ambalajlanarak iç ve dış piyasaya sunulur [2,66]. Mermer işleme fabrikalarında fayans ve levha hatları olmak üzere iki temel üretim hattı bulunmaktadır Fayans hattı Bir mermer fabrikasındaki fayans hattında blok kesme makinesi, kafa kesme makinesi, ayırma makinesi, kalibre ve parlatma makinesi, oluk açma hattı ve kurutma-temizleme makinesi bulunmaktadır. Bloklar, blok kesme makinesi ile kesildikten sonra kafa kesme makinesine gelir ve boyutları düzeltilerek ayırma makinesinde ikiye bölünür. Daha sonra kalibre makinesinde yüzeyindeki pürüzler ve düzensizlikler giderilerek her bölgede eşit kalınlığa kavuşması sağlanır. Daha sonra aşındırıcılar ile parlatma işlemine tabii tutulur. Oluk açma ünitesinden de geçtikten sonra yüzeyindeki aşındırıcı parçacıklarının ve suyun uzaklaştırılması için elektrik fırınlarında kurutulur ve dönen keçeler ile temizlenerek kalite kontrol biriminde 26

45 gruplandırılır. Kusurlu ürünler ayrılır, kalite açısından uygun ürünler sınıflandırılır, paketlenir ve depolanır [67] Levha hattı Bir mermer fabrikasında bulunan levha hattında; mermer bloklarının tamamen ve eş zamanlı kesildiği katrak, köprü kesme makinesi ve levha parlatma makinesi bulunmaktadır. Katrakta kesilen ürüne levha adı verilir. Kesme işlemini disklerin yerine yapay elmasdan oluşan kesiciler yapar. Levhanın kalınlığını iki kesicinin soketleri arasındaki mesafe belirler. Katrakta elde edilen levhaların dört kenarı köprü kesme makinesinde düzeltilerek yeniden boyutlandırılır. Elde edilen ürünler parlatma makinesinde parlatılır ve gözleme dayalı kalite kontrol işlemi sonrasında kalınlıklarına göre sınıflandırılarak depolanır [67] Mermer bloklarının kesilmesinde kullanılan makineler Dairesel testereli kesme makineleri Blok mermerler, mermer ocağından çıkarıldıktan sonra genellikle dairesel testereli kesiciler tarafından dilimlenerek levhalara ayrılır ve modüler hale getirilir. Bu kesiciler ST makineleri (Stripper Trimmer) olarak da bilinir. Ayrıca üretilen levha ve plakalardan boyutlandırılmış ürünlerin elde edilmesi amacıyla da dairesel testereli kesim makineleri kullanılmaktadır. Bu makinelerin kullanım alanı yalnızca doğal taş işlemeciliği değil inşaat mühendisliğinin pek çok sahasını da kapsamaktadır [10,68]. İşlenmiş doğal taş ürünlerine olan talebin her geçen gün artması nedeniyle, kayaçların dairesel testereli tezgahlarda kesimi önem kazanmaktadır. Kayaçların bu şekilde kesimi birbirine bağlı birçok faktörün ortak etkileşimi sonucu ile yapılır. Bu işlem karmaşık olduğu kadar teknik ve ekonomik açıdan da önemli bir konudur [8]. Dairesel testereli kesiciler yüksek hızlarda kesim yapabilme imkânı sağladığı için önemlidirler. Kesici disklerin performans değerlendirmesi yapılırken, diskin gövdesi kompozit elmas segmentlerin mekanik özellikleri ve boyutları göz önünde bulundurulmalıdır [69]. 60 cm genişliğindeki nihai ürünlerin üretiminde 27

46 kullanılmakla birlikte, 500 cm çapında dev blok kesme makinesi olabilme özelliği bulunan bu makinelerin pek çok avantajı bulunmaktadır. Bu avantajlar; - Makine ilk yatırım maliyetinin düşük olması - Düzensiz boyutlu blokların verimli olarak kesimine imkân tanıması - Küçük miktarlarda üretim için ekonomik olması - Değişik kalınlıklarda plaka kesimine olanak tanımasıdır Üretim esnasında malzeme kaybının fazla olması ise en büyük dezavantajıdır [66]. Dairesel testereli kesme makinelerinin ana yapıları Dairesel testereli kesme makinelerinin ana yapıları şunlardır; 1- Testere sistemi ve kesme motoru 2- Motor ve düzeneğin ileri-geri, aşağı-yukarı hareketini sağlayan çelik köprü düzeneği 3- Köprüyü taşıyan çelik ve/veya beton iki-dört adet ayak (kolon) 4- Köprü altında yer alan hareketli veya hareketsiz tabla (tezgah) 5- Tabla üzerinde blok sabitleme ve taşıma arabası Dairesel testereli kesme makinelerinin kullanım amaçlarına göre, bu beş ana eleman unsurları değişiklik gösterir. Dairesel testerelerin sınıflamasında göz önünde bulundurulması gereken kriterler şunlardır: - Dairesel testere sayısı ve konumları - Kesim makinesinin yapısı - Kesim amacı - Kesme birimini taşıyan ayak ve konsol [66] Testere Sistemi: Dairesel testereli kesim makinelerinin ana unsurlarından biri testere sistemidir. Testereler iki ana elemandan oluşur. Bunlardan bir tanesi çelik gövde diğeri ise çelik gövdeye kaynakla veya doğrudan geçmeli olarak tutturulmuş, elmas kesici ucu olan soket adı verilen parçalardır [66]. Çelik Gövde: Sertleştirilmiş ve temperlenmiş farklı kalitelerde çelikten yapılmaktadır. Soketli veya soketsiz dış çap, göbek çapı adı verilen ve dönme hareketini sağlayan mile bağlanma çapı, testere kalınlığı ile tanımlanmaktadır. Gövdenin en son hali lazer kesme ve frezeleme ile yapılmaktadır. Küçük toleranslar ile mükemmel bir daire elde etmek için honlama adı verilen işleme tabii tutulur. 28

47 Testere yapımındaki en önemli nokta gövde kalınlığıdır. Özel aşındırma cihazları kullanılarak ± 0,01 mm toleransı çerçevesinde kalınlık ayarı yapılır [66,68]. Elmas Segmentler: Elmas segmentler çapı μm arasında değişen metal matrix içine yayılmış durumda bulunan elmas parçacıklardan oluşur. Tipik bir materyal kobalt, bronz, tungsten karbid ve nikel içerir [70]. İçine elmas işlenmiş çelik segmentlerin üretiminde sıcak izostatik basınç uygulama tekniği kullanılmaktadır. Son yıllarda serbest sinterleme adı verilen basınçsız sıcak presleme tekniği ile de üretim yapılmaktadır. Segmentler çelik gövde üzerine kaynakla veya geçme yolu ile tutturulurlar. Segmentler içinde kullanılan elmas kristallerine ve matriks malzemelerine bakıldığında titanyum veya krom kaplamalı yüksek kaliteli elmas tanelerin kullanımında artış söz konusudur. Elmas kaplama teknikleri matriks malzeme içindeki elmas kristallerini daha iyi tutma, koruyabilme (tutabilme) özelliğine sahiptir. Günümüzde artan çevresel hassasiyetler ve ekonomik gereklilikler nedeniyle, artık saf kobaltın özelliklerine yakın özelliklere sahip olan bakır, demir ve kobalttan oluşan alaşım tozları segment bağları içinde kobaltın yerine kullanılmaya başlanmıştır. Kaplanmış elmaslar saf elmaslar ile kıyaslandığı zaman alet performansı açısından yüksek verimlilik sunmaktadır [68]. Yapısına göre testereler 4 gruba ayrılabilir: - Klasik su kanallı dairesel testereler - Sık ve dar su kanallı dairesel testereler - Su kanalsız dairesel testereler - Özel imalat dairesel testereler. Klasik Su Kanallı Dairesel Testereler: Büyük boyutlu blok ve parça kesimlerinde, yüksek kesim hızlarında ve ağır kesim koşullarındaki çalışmalarda önerilmektedir. Kesim hızı ve buna bağlı olarak verimliliğin yüksek olması, enerji ve su sarfiyatının az olması bu testerelerin avantajlarıdır. Ancak soket kalınlığının fazla olmasına bağlı olarak kesim zayiatının fazla olması ve düzgün yüzey elde edilememesi bu testerelerin dezavantajını oluşturur. Sık ve Dar Su Kanallı Dairesel Testereler: Plaka boyutlandırmada ve fayans hatlarında ince kesimler için tercih edilen ve düzgün yüzey elde edilmesini sağlayan 29

48 testerelerdir. Maliyet açısından değerlendirildiğinde klasik su kanallı testerelerden daha masraflıdırlar. Su Kanalsız Dairesel Testereler: Hem testere çevresi hem de soket kalınlığı azdır. Testerenin gövdesi tek parça halinde elmas çemberle kaplanmıştır. İnce ve çok ince levha - fayans ve parça kesimlerinde kullanımı uygundur. Malzeme kaybı çok azdır. Bu testereler mermer, seramik, cam gibi kırılgan malzemelerin kesiminde kullanılmaktadır. Özel İmalat Dairesel Testereler: Kesilecek olan kayacın fiziki, mekanik özellikleri, mineralojik yapısı dokusu göz önünde bulundurularak özel olarak tasarlanan testerelerdir. Çapları mm arasında değişir ve özel alaşımlı çeliklerden yapılırlar. Orta-sert ve yumuşak kayaçların ocakta kesiminde, doğal taş işlemeciliğinde kullanılırlar [66]. Kesim esnasında kesici disk farklı kuvvetlerin etkisinde kalmakta ve bu kuvvet yüklemeleri altında zarar görmektedir. Dairesel kesicilerin kesme performansları ve kullanım süreleri pek çok faktörden etkilenmektedir. Bu faktörlerden en önemlileri; kesilen kayacın malzeme özellikleri, elmasın tipi ve boyutu, matriks içindeki elmasın konsantrasyonu, kesme modu (aşağı-yukarı yönlü kesim) kesicinin çevresel hızı, kesme derinliği, soğutma verimi olarak sıralanabilir. Özellikle kesme derinliğinin artması disk üzerine binen yüklemelerde artış meydana getirir. Bu parametrelerin birçoğu birbiri ile ilişkilidir [7,69] Etkili bir kesim, kesici zayıflamasının etkili kontrolü ile sağlanabilir. Kesici disklerin zayıflamasında en etkili faktör, abrasiv aşınmadır. Farklı kayaçların kesici disk üzerinde zayıflatma etkisi farklı olmaktadır. Özel bir kayaç türü için en etkili zayıflama oranının belirlenmesi önem taşımaktadır [71] Katraklar Katraklar çok testereli doğal taş kesme makineleridir. Katrakları oluşturan ana elemanlar; - Çapı 3 4 m arasında değişen kasnak ve kasnak kayışı, - Bir ucu eksantrik olarak kasnağa, diğer ucu da testere çerçevesine bağlanmış hareket kolu (eksantrik kolu), 30

49 - Testerelerin tutturulduğu çerçeve, - Testereler, - Güç kaynağı (motor) dır [66]. Katraklarda kesim işlemini gerçekleştiren kesici kolların uzunluğu mm dir. 25 adet kesici kol üzerinde adet segment bulunmaktadır. Standart bir kesicinin kalınlığı 3 3,5 mm boyu 180 mm dir [72]. Katrakta kesim sırasında yalnızca kalınlık göz önüne alınır. Kesilen levhanın eni ve boyu ise kesilen bloğun boyutlarına bağlıdır. Klasik sistemde, bloklar katrak şasesi altında durmakta ve lamalar aşağıya hidrolik kollar veya dişliler yardımıyla inmektedir. Son yıllarda üretilen katraklarda ise lamalar sabit olarak ileri-geri hareket etmekte, bloklar ise hidrolik pistonlar yardımıyla belirli basınç altında otomatik olarak yukarıya doğru itilmektedir. Katraklarda verilen suyun da önemi büyüktür. Suyun yardımıyla parçacıklar taşınmakta, sürtünmeden dolayı oluşan ısı azalmakta ve hareket kolaylaşmaktadır. Katraklar kullanılan lama tipine göre; -Kumlu katraklar, -Elmas lamalı katraklar olmak üzere ikiye ayrılırlar. Kumlu katraklarda kesme işlemi çelik lamaların hareketi sırasında silis kumu, zımpara tozu, çelik veya diğer metal granül malzemelerden herhangi birinin su ile birlikte şarjı ile yapılmaktadır. Su ve bu aşındırıcı malzemelerin birlikte verilmesi ile karışım, lamalar ile blok arasına girmekte ve aşındırma sonucu kesme işlemini gerçekleştirmektedir. Katrakta kesim işlemi yavaştır. Bir bloğun kesim işleminin süresi 72 saate kadar çıkabilmektedir. Kesilen ürünlerde malzeme kaybı azdır ve kesim ucuzdur [73]. Katraklarda yapılan kesim işleminin verimliliğini etkileyen parametreler; - Kesilecek olan kayacın özellikleri (sertlik, klivaj vs), - Kesici elmas segmentlerin özellikleri (şekli, dayanımı, metale bağlanma biçimi), - Kesme parametreleri ( kesme hızı, volanın dönüş hızı) dir. Kesicilerin ve segmentlerin kesme kuvvetleri sadece enerji tüketimini değil, aynı zamanda elmas segmentlerin zayıflamasını ve kesicinin deformasyonlarını da etkiler [74]. 31

50 Köprü kesme makinesi Katraktan çıkan levhaların ebatlandırılması veya levha kenarlarının düzeltilmesi için geliştirilmiş bir kesme makinesidir. Köprü kesme makinesi sağa ve sola hareketli bir kolon ve kolon üzerinde ileri geri hareketli kesici gövdeden oluşmaktadır. Mermer levhalar köprü kesmenin tablası üzerine yatırıldıktan sonra istenilen ölçülerde kesilir. Tablanın üzeri kesilecek mermer levhanın kaymaması ve kesici diskin olası ağız bozulmalarını önlemek amacı ile genellikle ahşap malzeme ile kaplanır. Köprü kesme makinesi; - Bıçak hareketli, - Tabla hareketli olmak üzere iki tiptir. Köprü kesme makinesinde kesme ST lerde olduğu gibi, tek yönlü değildir. Hem ileri hemde geri hareket ederek kesim yapılır. Kesilecek levhanın kalınlığının 10 cm i aşmaması önemlidir. Aksi halde makinenin diski ve gövdesi hasar görür Boyutlandırma makineleri Kesici diskleri daha küçük olan bu makinelerin çeşitleri şunlardır. - Kafa kesme (baş kesme) makinesi Fabrikadaki diğer işleme makinelerine göre daha basit olan bu makineler, ST den gelen levhaların ve plakaların uç kısımlarını düzelttikleri için bu ismi almışlardır. Kesim işlemi mm çapındaki dairesel testereler ile yapılır. Testerenin bulunduğu kısım genelde hidrolik kollar vasıtasıyla ileri hareketli kesim işlemi yaparken kesim tamamlandıktan sonra makine hidrolik kollar yardımıyla ilk şeklini alır. Makinenin çalışma performansının değerlendirilmesinde makineyi kullanan işçinin becerisinin önemlidir. - Yan kesme makinesi Bu makinenin kafa kesme makinesinden farkı kesici diskin tam hareketli olmamasıdır. Kesici disk hidrolik kollar vasıtasıyla kesime başlamadan önce belirli yüksekliğe ve kesim işlemi için istenilen pozisyona getirilir. Daha sonra, disk sabitlenir ve alet masası üzerine yerleştirilmiş levha yavaş yavaş disk altına sürülerek kesim tamamlanır. Bu tür kesme makineleri genellikle masa, sehpa, basamak ve 32

51 süpürgelik yapımında kullanılmaktadır. Bu makineler bazen kafa kesme makinesi yerine kullanılsa bile kesim verimi oldukça düşüktür Aşındırma-parlatma makineleri Doğal taşlar hiçbir işlem uygulanmadan kullanılabildikleri gibi parlatmacilalama veya diğer yüzey işleme uygulamalarına tabi tutularak da kullanılabilmektedirler. Doğal taşların sahip oldukları estetik özellikleri ön plana çıkarmak için kullanılan yüzey parlatma yöntemi, yüzey işleme yöntemlerinin en önemlilerinden bir tanesidir [66]. Parlatma işleminin kontrollü bir aşındırma işlemi olduğu bilinmektedir. Bu amaçla kullanılan makinelerin büyüklükleri ve yapıları birbirinden farklı olmasına rağmen aşındırma yapan kısımları hemen hemen birbiriyle aynıdır. Aşındırma yapan kısım üç ana bölümden oluşur; - Aşındırma işlemini yapan silim taşları - Taşlara uygulanan baskıyı oluşturan kısım - Silim taşlarının doğal taş yüzeyinde yaptığı dönme hareketini sağlayan motor. Doğal taş mermer parlatma cilalama makinalarının aşındırma yapan kısmının şematik görünümü Şekil 2.5 de verilmiştir. Şekil 2.5. Doğal taş parlatma-cilalama makinalarının aşındırma yapan kısmının şematik görünümü [66] 33

52 Plaka yüzey parlatma-cilalama makineleri El Perdah Makineleri (Lap Lap) Bu makineler silim hattı adı verilen doğal taş aşındırma-parlatma makinelerinin en basit şeklidir. Tek bir başlıkta gittikçe azalan aşındırıcı tane boyuna sahip ürünler (silim taşları), belli zaman aralıklarında sırayla takıp çıkarılarak aşındırma ve parlatma işlemi gerçekleştirilmektedir. Sağa-sola, ileri-geri hareket insan gücü ile yapılmaktadır. Hareket alanı 2x1,5 m kadardır. Köprülü Parlatma-Cilalama Makineleri Köprülü silme ve cilalama makineleri, yatay bir tabla üzerine yerleştirilmiş olan levha veya plakaların üzerine bir diske takılı olan aşındırıcıların ve cila taşlarının belli bir baskı ve devirle temas ettirilmesi şeklinde çalışmaktadır. Yer Silme Makineleri Binaların zeminine parlatılmadan döşenmiş doğal taşların, karoların veya mozaikle karıştırılarak dökülmüş betonların yüzeylerini yerinde silmek ve parlatmak amacıyla kullanılmaktadır. Silim ve parlatma işlemleri sırasında gerekli olan baskı, makinenin kendi ağırlığından makinenin hareketi ise operatör tarafından sağlanmaktadır [66] Doğal taş silim hatları Silim hattı veya cila hattı diye tabir edilen makineler doğal taş fayans, levha veya plakalarının sürekli bir bant üzerinde hareket ettiği ve bu esnada kalınlıklarının ayarlandığı, yüzey pürüzlülüğünün ortadan kaldırıldığı ve parlaklık kazandırıldığı birden çok kafalı otomatik makinelerdir. Silim hattı ünitesinin ilk aşaması kalibrasyon adı verilen, mermer fayanslarının kalınlıklarının ayarlandığı ve kesim sırasında oluşan çizik ve yarıkların uzaklaştırıldığı aşamadır. Kalibrasyondan çıkan mermer plakaları gittikçe azalan tane boyuna sahip aşındırıcı içeren, düşey eksende dönme hareketi yapan silim taşlarının sürtünmesiyle aşındırma işlemine tabi tutulur. Bu aşındırma işlemi; - Kaba aşındırma, - İnce aşındırma ve parlatma aşamalarını içerir. 34

53 Kaba aşındırma aşamasında amaç; kalibrasyon sırasında oluşan derin çiziklerin ortadan kaldırılmasıdır. İnce aşındırma aşamasında ise, her seferinde bir önceki başlığın oluşturduğu izler silinerek mermer yüzeyindeki pürüzler ortadan kaldırılır ve son aşamada parlak bir yüzey elde edilir. Silim hattı ünitesinde bir köprü üzerinde ardışık olarak sıralanmış kalibratör plakaları, silim taşları ve cila taşları bulunmaktadır. Kalibratörler aşındırıcı malzeme olarak elmas içerirler ve silim taşlarının bir kısmıyla beraber aynı zamanda kaba aşındırma işlemini gerçekleştirirler. Daha sonraki silim taşları ve cila taşları ile mermere son parlak görünümü verilir [66] Silme-parlatma makineleri Mermer fabrikalarında son işlemlerin yapıldığı makineler silme-parlatma makineleridir. Kesilip ebatlanarak istenilen boyuta getirilen mermer ürünleri silinip parlatılarak tüketiciye sunulmaktadır. Bu makineler, yatay bir tablaya yatırılan mermer plakalarını veya levhalarını silmek üzere yapılmış dönen yuvarlak silici kafalardan oluşan makinelerdir. Kafaların ucunda farklı özellik gösteren abrasiv adı verilen aşındırıcılar takılıdır. Bu kafalar mermer yüzeyi üzerinde dairesel hareket yaparak her noktanın belirli bir oranda silinmesini sağlarlar. Bu işlem esnasında silici kafanın merkezinden su verilir [66] Aşındırıcılar (abrasivler) Aşındırıcılar aşındırma, öğütme, temizleme, parlatma gibi değişik amaçlarla kullanılan doğal veya yapay malzemelerdir. Aşındırıcıların kalitesini belirleyen en önemli fiziksel özellikler sertlik, dayanım, tane şekli ve boyutu, kırıkların karakteri ve saflığıdır. Ayrıca ekonomiklikleri ve kolay bulunabilme özellikleri de önemlidir. Bu özellikler içinden sertlik ve tane dayanımı aşındırıcı malzemelerin değerlendirilmesinde kullanılan en önemli özelliktir. Sürtünme ile meydana gelen aşınma, aşındırıcı tanesinin boyutuna, şekline, sertliğine, yoğunluğuna, kontakt zonundaki basınca bağlıdır [75,76]. 35

54 Aşındırıcı türleri Aşındırıcılar, doğal ve yapay aşındırıcılar olmak üzere iki gruba ayrılırlar. Doğal aşındırıcılar: Bu tür aşındırıcılar; kırma, boyutlandırma ve birbirine bağlama dışında hiçbir fiziksel ve kimyasal işleme tabi tutulmamış aşındırıcı minerallerdir. Sertliklerine ve kimyasal bileşimlerine göre gruplara ayrılmaktadırlar. Doğal aşındırıcı olarak kullanılan mineral ve kayaç türleri Çizelge 2.10 da verilmiştir. Çizelge Doğal aşındırıcı mineral ve kayaç türleri [66] Çok Sert Aşındırıcılar (Sertliği 7 ve üzeri) Elmas (sertlik: 10) Korund (sertlik: 9) Zımpara (sertlik: 7 9) Stavrolit (sertlik: 7 7,5) Granat (sertlik: 7 7,5) Orta Sert Aşındırıcılar (Sertliği 5 7 arası) Silika grubu Diğer mineral mineral ve kayaçlar ve kayaçlar Çakmaktaşı Kalsedon Flint Novakülit Kuvars Kuvarsit Kumtaşı Silis Kumu Bazalt Feldispat Granit Mika şist Perlit Pomza Taşı Düşük Sertlikli Aşındırıcılar Talk Tebeşir Kil-Dolomit Diatomit Kireçtaşı Silt Yapay Aşındırıcılar: 1981 yılında Edward G. Acheson tarafından bulunan elektrik fırın kullanarak silikon karbid üretim yöntemi, yüksek kaliteli aşındırıcı endüstrisinde devrim olmuştur. Günümüzde birkaç doğal aşındırıcı hariç (elmas ve garnet) yapay aşındırıcıların hemen hemen tümü yüksek kaliteli aşındırıcılar alanında önemli bir yere sahiptir. Sentetik aşındırıcıların büyük öneme sahip olması, ihtiyaca göre fiziksel, kimyasal, mekanik özelliklere sahip olarak üretilebilmesinden kaynaklanmaktadır. Günümüzde yapay aşındırıcılar kendi aralarında şu şekilde sınıflandırılmaktadırlar; 1- Elektrik fırını ürünü aşındırıcılar: Silisyum Karbür, ergitilmiş alüminyum oksit (sentetik korund), bor bileşenli aşındırıcılar, sinterlenen aşındırıcılar, çözelti-jel aşındırıcılar, aşındırıcı olarak kullanılan cüruflar, metalik aşındırıcılar bu gruba girer. 36

55 2- Kimyasal çökeller: Çok ince taneli çeşitli malzemelerin son parlatma işlemlerinde kullanılan ve oksitlerden oluşan aşındırıcılardır. Krom oksit, kalay oksit, seryum oksit, cila tozu, magnezyum oksit (dolomitik kireçtaşı), kalsiyum oksit (kalsit) bu grupta yer almaktadır. 3- Diğer çeşitli aşındırıcılar: Bu grupta porselen, cam, kil ve kömür yer almaktadır [66,76] Mermer işlemeciliğinde kullanılan aşındırıcı ürünler Mermer işlemeciliğinde silisyum karbür ve alüminyum oksit sıklıkla kullanılan aşındırıcı malzemelerdir. Son yıllarda özellikle granit işlemeciliğinde sentetik elmas aşındırıcılar da yaygın olarak kullanılmaya başlamıştır. Aşındırıcı malzemeler kullanım amacına göre uygun bağlayıcılarla ve değişik karışım oranlarında karıştırılıp kalıplanarak hazırlanmaktadır. Silisyum karbür ve alüminyum oksit aşındırıcılar için manyezit veya polyester (sentetik) bağlayıcılar kullanılmaktayken sentetik elmaslı aşındırıcılar için metalik, metal-reçine veya polimer bağlayıcılar kullanılmaktadır. Yüzey silme ve parlatma işlemi öncesinde hazırlanan kalıplar, mermer yüzeyinin pürüzlülüğüne ve işleme tabi tutulan malzemenin sertliğine bağlı olarak büyük tane iriliğinden küçük tane iriliğine (46, 60, 120, 220, 320, 400, 600, 800) (mesh) doğru ardışık olarak sıralanmaktadır. Tane iriliği 320 mesh e kadar olan SiC içeren aşındırıcı kalıplarda manyezit bağlayıcılar, tane iriliği mesh olan SiC içeren aşındırıcı kalıplarda polyester bağlayıcılar kullanılmaktadır. Polyester bağlantılı matrikslerin dayanımları manyezit bağlantılılara göre daha fazladır ve sentetik aşındırıcı adı ile anılmaktadırlar. Cilalama işlemi için 5 extra adı verilen cila kalıpları kullanılmaktadır. Ayrıca değişik amaçlı parlatma işlemleri için pasta cila veya toz oxalic asit de kullanılmaktadır [77]. Bazı aşındırıcıların kodlanmış isimleri, numaraları ve tane boyları Çizelge 2.11 de verilmiştir. 37

56 Çizelge Aşındırıcıların kodlanmış isimleri, numaraları ve tane boyları [78] Aşındırıcı No Uzun Yazılış Şekli Kısaltılmış Şekli Tane Boyutu (μm) / / / / Doğal Taş - Mermer Kesme-Aşındırma-Parlatma Teorileri Mermer kesme mekanizması Mermerin kesme mekanizması plastik deformasyon ve kayacın gevrek kırılması olarak açıklanır. Plastik deformasyon ve gevrek kırılma, kesme derinliği, kesici aletin şekli, kesilen kayacın özelliklerinden etkilenir. Kayaç kesimi esnasında kesici alet ile kesilen kayaç yüzeyi arasındaki mekanik etkileşimden dolayı kuvvetler oluşur. Bu kuvvetlerin oluşum nedenleri şu şekilde sıralanabilir; - Kesme yüzeyinde oluşan elastik ve plastik deformasyon, - Kesici matriks ile kayaç arasındaki sürtünme kuvveti, - Kesici matriks ile oluşan talaş arasındaki sürtünme kuvveti [79] Dairesel testerelerle kesme işlemi kinematiği Dairesel testereler ile kesim işleminde üç aşama bulunmaktadır; - Sürtme aşaması: elmas tanesinin, kesilecek olan yüzey ile temas ettiği anda sistemin elastik deformasyonuna bağlı olarak kesme işlemi yapmadan kaydığı kısım sürtme aşamasıdır. 38

57 - Çentik açma aşaması: elmas tanesi ile kesilecek malzeme arasındaki gerilme, elastik limitten sonra artış göstermekte ve bunun sonucunda plastik deformasyon oluşmaktadır. Bu aşamaya çentik açma aşaması denilmektedir. - Kesme aşaması: Kesilen malzeme uygulanan kuvvetin etkisi ile öne doğru yığılma göstermekte ve elmas tanenin kenarları oluk açımına sebep olmaktadır. Bunun sonucunda malzeme yırtılma gerilmesine dayanamayarak talaş oluşumu gerçekleşmektedir. Talaşın oluşum mekanizmasına kesme aşaması denilmektedir. Talaş oluşumun üç aşaması Şekil 2.6 da verilmiştir. Şekil 2.6. Talaş oluşumu sırasında meydana gelen üç aşama [66] Kesme işlemi sırasında makinenin harcamış olduğu enerji malzemeyi kesmek için gerekli olan enerjidir. Çentik açma ve sürtünme aşamalarında verimli bir kesim işlemi tam olarak elde edilemez. Bu aşamalarda oluşan deformasyon ve sürtünme, enerji kaybı olarak ortaya çıkmaktadır. Bu kayıp yüksek sıcaklık oluşturmakta ve oluşan bu yüksek sıcaklık diskin aşınmasına ve beklenenden çok önce sistem dışı kalmasına sebep olmaktadır [66]. Kayaç kesme işleminde yukarı ve aşağı yönlü kesme işlemlerinde testere kayacı keserken mekanik etkileşimler sonucu oluşan kuvvetler ve kuvvet bileşenleri Şekil de verilmiştir. 39

58 Şekil 2.7. Yukarı yönlü kesme işlemi kinematiği [66]. Şekil 2.8. Aşağı yönlü kesme işlemi kinematiği [66] Burada; Fx : Dairesel testere kesme yönünde oluşan yatay (x) kuvvet (N) Fy : Dairesel testere kesme yönünde oluşan düşey (y)) kuvvet (N) Fz : Dairesel testere kesme yönüne dik oluşan eksenel (z) kuvvet (N) F N F T F K Vç Vk H d φ k α : Normal Kuvvet (N) : Teğet Kuvvet (N) : Yatay ve düşey kuvvetlerin bileşkesi (N) : Dairesel testerenin çevresel hızı (m / sn) : Kesme hızı (m/sn) : Dairesel testere çapı (mm) : Kesme derinliği (mm) : Dairesel testerenin kayaçla temas açısı (derece) : Normal kuvvetin etki (aşındırma) açısı (derece) 40

59 Ölçümler sonucu yatay (F x ), düşey (F y ), eksenel (F z ) kuvvetler bulunur. Bu kuvvetler vasıtasıyla normal ve teğet kuvvetleri yukarı ve aşağı yönlü kesim teknikleri için aşağıdaki formüller yardımıyla bulunur. Yukarı yönlü kesim işlemi için; F N = F Y Cos α + F x Sin α (2.1) F T = F Y Sin α F x Cos α (2.2) Aşağı yönlü kesim işlemi için; F N = F Y Sin α + F x Cos α (2.3) F T = F Y Cos α F x Sin α (2.4) Dairesel testerenin kayacı kavrama açısı (φk ) ve normal kuvvetin etki açısı (α) aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanmaktadır; φk = arc Cos [1-(2d/H)] (2.5) α = w φ k (2.6) Aşındırma açısına ait w faktörünün değeri Tobias (1965) tarafından kayaçlar için w = 0.7 olarak önerilmiştir [66]. Bir dairesel testerenin kesme işlemini gerçekleştirebilmesi için gerekli olan motor kuvveti (P c ) aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanabilir; P c = F T x V Ç (2.7) Birim zamanda dairesel testere tarafından kesilen hacim (Qw) için harcanan enerji miktarı, özgül enerji (Spesifik enerji), (SE) olarak tanımlanmaktadır ve aşağıdaki eşitlik yardımıyla hesaplanabilmektedir; SE = P c / Q w (2.8) SE = (F t * V ç ) / (d*g s *V k ) (2.9) G s : Elmas soket genişliğidir. Yukarı yönlü ve aşağı yönlü kesim tekniklerinde kesme kuvvetlerinin yönelimi farklıdır. Her iki teknikte de kuvvetlerin maksimum sabitlikten sapması sistemde istenmeyen titreşimlere neden olmaktadır. Aşağı yönlü kesim tekniğinde 41

60 elmas parçaları kayacın içine tamamen nüfuz ederken yukarı yönlü kesim tekniğinde ise, elmaslar dereceli olarak kayaca girme miktarını artırır. Aşağı yönlü kesim tekniğinde çok miktarda kayaç atığı oluşur. Bu da atık çamurunun kalınlaşmasına neden olur. Bundan dolayı matrixler üzerinde şiddetli aşınmalar meydana gelebilir. Yukarı yönlü kesimde ise atık çamuru kalınlaşması daha yavaştır, çünkü elmaslar kesme zonundan ayrılırken maksimum malzemeyi kazıyarak uzaklaştırır. SE nin düşük oluşu kesme işleminin verimli olduğunu gösterir [80] Aşındırma-Parlatma Mekanizmaları Katı bir yüzeyin bozulması olarak tanımlanan aşınma, genellikle yüzey ile temas maddesi veya maddeleri arasındaki hareket ilişkisinden dolayı oluşan malzeme kaybını ifade etmektedir [81]. Sürtünen yüzeylerde şekil değiştirmeyle birlikte gelişen aşınmanın dört temel mekanizması bulunmaktadır. Bunlar; - Adesif aşınma - Abrasif aşınma - Korosif aşınma - Yüzey yorulması sonucu oluşan aşınmadır. Aşınma başka araştırmacılar tarafından ağır ve hafif aşınma şeklinde de sınıflandırılmıştır. Adesif Aşınma: İki malzemenin birbirine sürtünmesi esnasında temas noktalarındaki gerilmeler, akma sınırına kolaylıkla ulaşabilmektedir. Yanal kuvvetlerin etkisiyle yumuşak parça yüzeyinden sert parça yüzeyine kalıcı bir şekil değiştirmeyle malzeme transfer olmaktadır. Bu aşınmaya adesif (yapışma, kaplanma) aşınma denilmektedir. Abrasif Aşınma: Sert bir malzeme veya parçacığın malzeme yüzeyinden çizme veya kazıma yolu ile parça koparmasına abrasif aşınma denilmektedir. Abrasif aşınmada malzeme yüzeyinde sürtünme yönüne paralel uzun yarıklar oluşur. Korosif Aşınma: Küçük salınımlarla birbirine sürtünen yüzeylerde, birkaç mikronluk tanelerin kopması ile oluşan aşınmadır. Yüzey Yorulması Sonucu Oluşan Aşınma: Özellikle birbiri üzerinde yuvarlanan metal malzemelerde gelişmektedir (rulmanlarda olduğu gibi). Temas noktalarındaki malzemede kalıcı şekil değişmesi sonucu sıkılaşma olmakta ve malzeme 42

61 gevrekleşmektedir. Bu aşınma türünde adesif ve abrasif aşınmadakine oranla daha büyük parçalar yüzeyden uzaklaşmaktadır ve yüzeyde tipik şekilde çukurlaşmalar ve oyulmalar meydana gelmektedir [66]. Aşındırma: İstenen amaca göre, bilinçli bir şekilde yüzeylerden malzeme uzaklaştırılması işlemidir. Genellikle yüzeylere yüksek oranda boyutsal doğruluk ve parlaklık kazandırmak için uygulanan bir yöntemdir. Değişik tipte uygulamaları mevcuttur. -Dışsal silindirik aşındırma, -İçsel silindirik aşındırma, - Yüzey aşındırması, - Yapısal aşındırma Aşındırma ve Cilalama İşleminde Etkili Olan Parametreler Aşındırma ve cilalama işleminde etken olan parametreler şunlardır. Makine ve ekipman ile ilgili faktörler: - Makinenin tipi, - Gücü ve enerji tüketimi, - Kapasitesi, - Uygulanan baskı, - Aşındırıcıların takıldığı disklerin devirleri. Aşındırıcı ile ilgili faktörler - Sertliği, - Dayanıklılığı, - Ufalanma yeteneği, - Kırılma tipi, - Ömrü, - Tane boyutu, - Tanelerin matriks içindeki dağılımı, - Tanelerin matriks ile bağ yapısı. Matriks ile ilgili faktörler - Basınç ve çekme dayanımı, - Sertliği, 43

62 - Porozitesi, - Ömrü, - Elastisite özellikleri. Aşındırılan malzeme ile ilgili faktörler - Sertliği, - Kimyasal yapısı, - Kristal yapısı, - Basınç ve çekme dayanımları, - Kohezyon, - Elastisite özellikleri, - Aşınma kabiliyeti. Ekonomik Faktörler - İstenen yüzey kalitesi, - Birim yüzey alanı aşınma kabiliyeti [77]. Parlatma: Yüzey üzerinde bulunan pürüzlerin ve gözle görülebilen çiziklerin aşındırıcı malzeme kullanılarak ortadan kaldırılması işlemi olan parlatmanın temelinde bir aşındırma işlemi yatmaktadır [66]. Elde edilen estetik sonuçlar nedeniyle, doğal taşlardan fayans elde edilmesinde, parlatma önemli bir işlemdir. Fayans eldesinde final maliyetinin % lık kısmını parlatma maliyeti oluşturduğu için, üzerinde bilimsel ve teknolojik olarak araştırma ve inceleme yapılması gerekli olan bir konudur. Parlatma, verilen yüzeyin parlaklığının artırılması amacıyla uygulanan yöntemlerin tümünü kapsamaktadır [82]. Yüzey Parlaklığı: Yüzeye gelen ışık miktarının yüzeyden yansıyan ışık miktarına oranı olarak tanımlanan yüzey parlaklığı; kayacın yüzeyindeki mikro ve makro düzensizliklerden, kayacı oluşturan minerallerin kristal bağlarından, kayaç içindeki ikincil-sürekli olmayan dolgulardan, minerallerin çeşitliliğinden etkilenmektedir. Yüzeyde bulunan düzensizlikler, yüzeye gelen ışığın düzgün biçimde yansımasını engelleyerek parlaklığın azalmasına yol açar [17]. Doğal taş üreticileri için yüzey parlaklığı, önemli bir kalite göstergesidir. Yüzey parlaklığı, kayacın malzeme özellikleri, kusurları ile ilgili olduğu kadar kullanılan aşındırma teknolojisi ile de ilgilidir [83]. 44

63 Yüzey Pürüzlülüğü Yüzey topoğrafyasının belirlenmesi sürtünme, gresleme ve aşınma içeren tüm işlemlerde önemlidir [84]. Yüzeyler pek çok özellikleri ile karakterize edilirler. Bu özelliklerden en önemlileri; yüzey pürüzlülüğü ve yüzey kusurlarının varlığıdır [85]. Üretim prosesleri sonucunda yüzeyin doğasında meydana gelen değişiklikler ürün kalitesini etkiler. Yüzey alterasyonları; mekanik, metalurjik, kimyasal ve diğer değişimlerini içerebilir. Yüzey yapısını tespit etmek için değişik teknikler kullanılmaktadır: -Akustik teknikler, - Elektron ışın teknikleri, - İon ışın teknikleri, -Luminesans ışın teknikleri, - Manyetik teknikler, -Foto termal teknikler, - Raman spektroskopisi, - Taramalı prob teknikleri, - X-Ray saçınma teknikleri [86]. Yüzey pürüzlülüğü ve parlaklığı kayaç aşındırma işlemleri esnasında dikkate alınması gereken önemli kriterlerdir. Farklı kayaç türleri kullanılan aşındırıcı türleri ve serilerine dayanan benzer çalışma koşullarında farklı yüzey pürüzlülüğü ve parlaklığı ilişkisi verirler. Bu nedenle farklı kaya birimleri için uygun aşındırıcı serisi seçimi oldukça önemlidir [18] Zımpara kağıdı gibi malzemeler kullanıldığında gelişen aşınma ve parlatma mekanizmaları Kâğıt veya bez üzerine aşındırıcı tanelerin bir yapıştırıcı bağ malzemesi ile kaplanması ile oluşan aşındırıcı ürünlere zımpara kâğıt adı verilmektedir. Zımpara kâğıtlarında değişik konumlarda dizilmiş aşındırıcı taneler tarafından aşındırma işlemi gerçekleştirilmektedir. Bu aşındırma işleminde; aşındırıcı tane boyu, şekli ve sertliği yüzeyle yaptığı açı, uygulanan yük ve bağ malzemesinin yapısı yani kâğıdın ömrü etkilidir. Aşındırıcı taneler kenar yapısına ve konumuna bağlı olarak çeşitli miktarlarda kesme, sürtme ve yarıp geçme hareketi yapmaktadırlar. Aşındırıcı taneler için bir 45

64 temas açısı vardır ve bu açının üzerinde aşındırıcı uç bir yonga kesmekte, altında ise sadece oluk açmaktadır. Aşındırılan yüzeyler incelendiğinde çiziklerden çok azının yonga şeklinde malzemenin kesilmesiyle oluştuğu görülmüştür. Aşındırıcı tane ve aşındırılan malzeme yüzeyinin temas noktalarında aşındırıcı uçlar çoğunlukla yarma ve sürtme ile oyuklar açmakta, fakat çok az malzeme uzaklaştırmaktadır. Çok azı rendeleme hareketi ile yonga oluşturmaktadır ve malzeme uzaklaştırmasında bu daha çok etkilidir. Hızlı malzeme aşınması, uygulanan yüksek yüklerle ve zımpara kâğıdının düşük yıpranma hızı ile sağlanır. Zımpara kâğıdının parlatma amacıyla kullanımındaki mekanizma aslında aşındırmayla oldukça benzerdir. Aşındırıcı tanelerin her birinin üzerine etkiyen kuvvetin malzemede oluşacak çiziklerin derinliği ve genişliğini belirlediğini söyleyebiliriz. Bu durumda parlatma işleminin yapılabilmesi için aşındırıcı taneler üzerine çok düşük kuvvetler uygulanmalı ve aşındırıcı tane boyunun çok düşük olması gereklidir. Zımpara kâğıdı kullanılarak yapılan parlatma işleminde son aşamada çizik derinliğini azaltıp, daha parlak yüzeyler elde edebilmek için parlatma bezleri kullanılabilinir. Bezin lifleri içine gömülü olan aşındırıcı taneler malzeme yüzeyine sadece elastik kuvvetlerle etki ederler ve daha dar ve sığ çizgilerin oluşmasını sağlarlar. Daha parlak yüzeyler böylece elde edilir [66]. 46

65 3. MATERYAL VE YÖNTEM 3.1. Arazi Çalışmaları Bu aşamada Akçadağ (Malatya) batısında yüzeyleyen Orta-Üst Eosen yaşlı Gedik Formasyonu nda arazi çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sahada üretim yapan Alacakaya Mermer San. A.Ş. ye ait olan ve Altıoluk Mermer A.Ş. tarafından işletilen mermer ocağı pilot bölge olarak seçilmiş ve araştırmalar bu ocakta gerçekleştirilmiştir. Akçadağ Şep Yaylası (Malatya Batısı) yöresinde üretilmekte olan mermerler; Best Krem (Akçadağ Bej), Perlato Giello (Akçadağ Kayısı), Rozalya (Akçadağ Gül) ticari isimleri ile satışa sunulmaktadır. Araştırılan mermerler için seçilen alanlarda seri ve nokta örneklemeler yapılmış, gül diyagramı hazırlamak için sistemli ve sistemsiz çatlak ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Örnek derlemeleri birimleri en iyi temsil edecek şekilde yapılmıştır Deneysel Çalışmalar Örnek Hazırlama Deneyler için; Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya mermerlerinden yaklaşık olarak 30 x 30 x 40 cm ebatlarında küp şeklinde her birimden 10 ar adet blok numuneler derlenmiştir. Blok numunelerin sahayı tam temsil edecek şekilde alınmasına özen gösterilmiştir. Alınan blok numuneler mermer ocağında bulunan ST makinesinde düzgün şekilde kesilmiş ve laboratuara nakledilmesi esasında deney sonuçlarını olumsuz yönde etkileyecek darbe ve hatalı uygulamalardan kaçınılmış, nem içeriğinin korunmasına dikkat edilmiştir [87]. Blok numunelerden karot alma makinesi yardımıyla karotlar alınmış, boyları L/D oranı 2 2,5 arasında olacak şekilde kesilip düzeltilmiştir. Hazırlanan karot örnekleri üzerinde; doğal, doygun, kuru birim hacim ağırlığı, ağırlıkça-hacimce su emme, porozite gibi fiziksel özellikleri belirlemeye yönelik testler ile tek eksenli basma dayanımı, nokta yükleme dayanımı ve sonik hız tayini deneyleri yapılmıştır. Blok numunelerden 6 tanesi Malatya ili Organize Sanayi Bölgesinde SaFa mermer fabrikasında 2, 3, 4, 5 ve 6 cm kalınlıklarda plakalar halinde kestirilmiştir. Elde 47

66 edilen bu plakalar kesme ve aşındırma deneylerinde kullanılmıştır. Ayrıca bu plakalardan Malatya ili Organize Sanayi bölgesinde bulunan Öz Karakuş Mermer fabrikasında taş kesme testeresi kullanılarak 4 x 4 x 4 cm ebatlarında küp şeklinde numuneler hazırlatılmıştır. Hazırlanan numuneler darbe dayanımı deneyinde kullanılmıştır. Akçadağ Şep yaylasında üretim yapan Alacakaya Mermer A.Ş. ye ait mermer ocağındaki ST tesisinde kafa kesme makinesi ile 7,1 x 7,1 x 7,1 cm ebatlarında kübik örnekler kestirilmiştir. Bu örnekler ile Böhme aşınma kaybı deneyi yapılmıştır. Kestirilen bu örneklerin boyutlarındaki farklılıkların giderilmesi ve yüzeylerinin birbirine paralelliğinin sağlanması için İnönü Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümüne ait bilgisayar kontrollü CNC Freze tezgâhı kullanılmıştır. Özgül ağırlık tayini ile XRD, XRF ve SEM analizleri için araziden alınan yaklaşık 2 kg kadar parça örnek, çeneli kırıcıdan geçirilmiş, bilyeli değirmende öğütüldükten sonra elek açıklığı 0,2 mm olan elekten elenmiştir. Örnek konileme dörtleme yöntemi ile azaltıldıktan sonra 100 er gram malzeme alınmıştır. Açık hava etkilerine dayanıklılık, suda dağılma dayanımı tayini ve pas tehlikesi tayini deneyleri için düzensiz şekilli parça numuneler kullanılmıştır. Kesme performansını belirlemeye yönelik deneyler için 1 cm ve 2,2 cm kalınlıklı plaka şekilli örnekler hazırlanmıştır. Aşındırma deneyleri için ise ebatları 2,2 x 5 x 5 cm olan prizmatik örnekler kullanılmıştır. Deneylerde kullanılan örnekler Şekil 3.1 de görülmektedir. Şekil 3.1. Fiziksel ve mekanik özellikleri belirlemek için yapılan deneylerde kullanılan örnekler 48

67 Kullanılan araç- gereç ve kimyasallar Doğal, doygun ve kuru birim hacim ağırlıkları, porozite, ağırlıkça ve hacimce su emme, özgül ağırlık ve suda dağılma dayanımı tayini gibi fiziksel özellikleri belirlemeye yönelik olarak yapılan deneylerde; örnek hazırlamak için karot alma makinesi, ELE marka karot ucu kesme ve düzeltme makinesi, kumpas, Precisa 3100 C marka hassas terazi, Nüve FN500 marka etüv, uygun büyüklükte desikatör, uygun büyüklükte bir kap, 25 ml kapasiteli piknometre, ısıtıcı, 0,2 mm göz açıklığına sahip standart test eleği, suda dağılma dayanımı test cihazı, sertlik ölçümlerinde Shore Scleroskobu ve L tipi schmidt çekici kullanılmıştır. Örneklerin petrografik incelemeleri Olympus BX 41 model polarizan mikroskopta gerçekleştirilmiştir. XRD analizleri Rigaku Rab-DMax X Işını Difraktometresi ile, XRF analizleri Spectro XEPOS marka cihaz ile, SEM analizleri Leo Evo 40xVP elektron mikroskop ile yapılmıştır. Tek eksenli basma dayanımı, sonik hız, deneyleri için ELE marka 300 ton kapasiteli pres, Precisa 3100 C hassas terazi ve Pundit 6 ultrasonik dalga üretici cihazı kullanılmıştır. Aşınma dayanımı, darbe dayanımı, nokta yükleme dayanımı deneyleri için Taksan TMC 700 CNC Freze makinesi, dijital kumpas, darbe dayanımı test cihazı, Böhme yüzey aşındırma test cihazı ve nokta yükleme test cihazı kullanılmıştır. Mermerlerin kesim özelliklerini belirlemeye yönelik yapılan testler için; bilgisayar kontrollü tam otomatik yan kesme makinesi, kumpas, cetvel, kronometre, aşındırma- parlatma koşullarını belirlemeye yönelik yapılan deneyler için Ontas P 300 marka örnek aşındırma-parlatma makinesi, SiC aşındırma kağıtları, Prova RM- 100 marka dijital optik takometre, Taylor Habson TR100 marka pürüzlülük ölçer, dijital kumpas kullanılmıştır Mermerlerin fiziksel özelliklerini belirleyen deneyler Birim hacim ağırlığı deneyi TS 699 da tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [88]. Deneyde düzgün bir geometrik şekle sahip (silindirik) 5 adet deney örneği karot alma makinesi kullanılarak hazırlanmış, uçları kesilip düzeltilmiştir. Örneklerin çapları (D) ve 49

68 boyları (L) kumpasla birbirine dik yönde, 0,1 mm duyarlılıkta ölçülmüş ve her bir örnek için bu değerlerin ortalamaları alınmıştır. Boy ve çap uzunlukları kullanılarak örneklerin hacimleri hesaplanmıştır. Deney numunelerinin yüzeyleri sert bir fırça ile fırçalanıp su ile yıkanarak temizlenmiş ve 105 ± 5 C etüvde değişmez kütleye gelinceye kadar kurutulmuştur. Desikatörde oda sıcaklığına gelinceye kadar soğutulan numuneler 0,1 gr hassasiyetle tartılarak tartım sonuçları kuru ağırlık olarak kaydedilmiştir. Daha sonra deney numuneleri içerisinde 20 ± 5 C su bulunan bir kap içerisine yarısına kadar suyun içinde kalacak şekilde daldırılmıştır. 1 saat bekletildikten sonra üzeri tamamen su ile örtülecek şekilde su ilavesi yapılmış ve bu şekilde 24 saat bekletilmiştir. Suya doygun hale getirilen deney numuneleri suyun içerisinden çıkarılmış, üzerindeki su damlaları nemli bir bezle alınmış ve 0,1 gr hassasiyetle tartılarak tartım sonucu doygun ağırlık olarak kaydedilmiştir. Örnekler daha sonra oda sıcaklığında 48 saat bekletilmiş ve 0,1 gr hassasiyetle tartılarak doğal ağırlıkları bulunmuştur. Örneklerin hacimleri aşağıdaki formül ile hesaplanmıştır. 2 V π r h = (3.1) Örneklerin doğal birim hacim ağırlıkları aşağıdaki formül ile hesaplanmıştır. d G doğ doğ = ( 3.2 ) V Örneklerin doygun birim hacim ağırlıkları aşağıdaki formül ile hesaplanmıştır. d G V d d = ( 3.3 ) Örneklerin kuru birim hacim ağırlıkları aşağıdaki formül ile hesaplanmıştır. d G V k k = ( 3.4 ) Burada; V : Numunelerin hacimleri (cm 3 ) d doğ : Doğal birim hacim ağırlığı (gr/cm 3 ) 50

69 d k : Kuru birim hacim ağırlığı (gr/cm 3 ) d d : Doygun birim hacim ağırlığı (gr/cm 3 ) G k : Numunelerin kuru haldeki ağırlığı (gr) G doğ : Numunelerin doğal haldeki ağırlığı (gr) G d r h : Numunelerin doygun haldeki ağırlığı (gr) : Numune çapı (cm) : Numune boyu (cm) Su emme deneyi Deney TS 699 da tanımlanan yönteme göre gerçekleştirilmiştir [88]. Deneyde düzgün bir geometrik şekle sahip (kübik) 5 adet deney örneği taş kesme testeresi kullanılarak hazırlanmıştır. Numuneler, tel bir fırça ile fırçalanıp yıkanarak temizlendikten sonra, içinde 20±5 C su bulunan uygun büyüklük ve derinlikte bir kaba konulmuş yüksekliklerinin yaklaşık ¼ üne kadar suya daldırılmış durumda 1 saat bekletilmiştir. Daha sonra numunelerin ½ si suda kalacak şekilde su ilave edilmiştir ve 1 saat daha bekletilmiştir. Numunelerin ¾ ü suda kalacak şekilde su ilave edilmiş ve 1 saat daha bekletildikten sonra numunelerin üzeri tamamen su ile kapanacak kadar su eklenmiş ve bu durumda 45 saat beklenmiştir. Bu sırada numunelerin yüzeyinde oluşan su kabarcıkları alınmış, kaptaki su seviyesinin numunelerin üzerini 1,5 2 cm örtecek seviyede olması sağlanmıştır. 45 saat sonunda sudan çıkarılan numunelerin üzerindeki su damlaları ıslak bir bezle alınmış ve numuneler 0,1 gr hassasiyetle tartılmış ve tartım sonuçları doygun ağırlıklar (G d ) olarak kaydedilmiştir. Doygun haldeki deney numuneleri Arşimet terazisinde 0,1 gr hassasiyette tartılarak, su içindeki ağırlıklar (G ds ) bulunmuştur. Daha sonra deney numuneleri 105± 5 C sıcaklıktaki etüvde değişmez kütleye gelinceye kadar kurutulmuştur. Desikatörde oda sıcaklığına gelinceye kadar soğutularak 0,1 gr hassasiyetle tartılmış, tartım sonuçları kuru ağırlık (G k ) olarak kaydedilmiştir. Numunelerin ağırlıkça su emme oranları aşağıdaki formülle bulunmuştur [88]. Gd Gk S k = x 100 G k ( % ) ( 3.5 ) 51

70 Numunelerin hacimce su emme oranları aşağıdaki formülle bulunmuştur. Gd Gk S h = x 100 G G d ds ( % ) ( 3.6 ) Burada; S k : Numunelerin ağırlıkça su emme oranı (%) S h : Numunelerin hacimce su emme oranı (%) G d : Numunelerin doygun haldeki ağırlığı (gr) G k : Değişmez kütleye kadar kurutulmuş numunenin ağırlığı (gr) G ds : Doygun haldeki numunenin su içindeki ağırlığı (gr) Porozite tayini Görünür porozite: Kayacın hacimce su emme oranı (görünür porozitesi) aşağıdaki formül ile belirlenmiştir [88]. Gd Gk N= x 100 ( % ) ( 3.7 ) G G d ds Burada; N: Görünür porozite (%) G d : Numunelerin doygun haldeki ağırlığı (gr) G k : Numunelerin kuru haldeki ağırlığı (gr) G ds : Doygun haldeki numunenin su içindeki ağırlığı (gr) Gerçek porozite: Gerçek porozite değeri TS 699 da belirtilen formülle hesaplanmıştır [88]. dk P= (1 ) x 100 ( % ) (3.8) d o Burada; P: Gerçek porozite (%) d k : Numunelerin kuru birim hacim ağırlığı (gr/cm 3 ) d o : Numunelerin özgül ağırlığı (gr/cm 3 ) 52

71 Özgül Ağırlık deneyi Özgül ağırlık deneyi TS 699 da tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [88]. Deney için araziden alınan 2 kg kadar parça örnek, çeneli kırıcı kullanılarak kırılmış, bilyeli değirmende öğütülmüş ve 0,2 mm lik elekten elenmiştir. 105 C lik etüvde değişmez kütleye gelinceye kadar kurutulmuştur. Oda sıcaklığında su ile tamamen doldurulan piknometre, kapağı kapatıldıktan ve üzerindeki su damlaları kuru bir bezle alındıktan sonra 0,01 gr hassasiyette tartılmıştır. Piknometre içindeki su tamamen boşaltıldıktan ve etüvde kurutulup soğutulduktan sonra kapağı ile birlikte tartılmış ve ağırlığı kaydedilmiştir. Değişmez kütleye gelinceye kadar kurutulup desikatörde soğutulmuş numuneden 2,5 ± 0,5 gr kadar alınarak kuru bir huni yardımıyla piknometre içine konulmuş ve kapağı ile birlikte 0,01 gr hassasiyetteki terazide tartılarak ağırlığı kaydedilmiştir. İçinde deney numunesi bulunan piknometre, hacminin ¼ üne kadar su ile doldurulmuş ve dakika süreyle kaynatılmıştır. Deney numunesi taneleri içerisinde hava kabarcıklarının kalmaması sağlanmıştır. Daha sonra piknometre tamamen su ile doldurulmuş ve su banyosu içerisinde oda sıcaklığına kadar soğutulmuştur. Kapağı kapatılıp üzeri kurulanarak 0,01 gr hassasiyette tartılmış, tartım sonucu kaydedilmiştir. Özgül ağırlık değeri aşağıdaki formülle hesaplanmıştır [88]. d o Gpn Gp = ( G G ) ( G G ) pn p pns ps ( 3.9) Burada, d o : Numunenin özgül ağırlığı (gr/cm 3 ) Gpn: Piknometre + deney numunesi ağırlığı (gr) Gp: Piknometre ağırlığı (gr) Gpns: Piknometre+ deney numunesi + su ağırlığı (gr) Gps: Su ile dolu piknometre ağırlığı (gr) 53

72 Doluluk oranı tayini TS 699 da tanımlanan formülle hesaplanmıştır [88]. dk k = ( ) x100 (%) ( 3.10) d o Burada; k: doluluk oranı (%) d k : Kuru birim hacim ağırlığı (gr/cm 3 ) d o : Özgül ağırlık (gr/cm 3 ) Sertlik tayini - Mohs sertliği tayini TS 6809 standardında tanımlanan yöntemle yapılmıştır [89]. Her birimden yaklaşık 5x5 cm boyutlarında üçer adet deney numunesi hazırlanmıştır. Çizilecek yüzey üste gelecek şekilde sağlam bir zemin üzerine yerleştirilmiştir. Sertlik değeri belli olan standart mineraller temin edilmiştir. El ile çizme işleminde deneyin başından sonuna kadar eşit bir baskı uygulanmıştır. Standart minerallerin yeni kırılmış köşesi ile deney numunesinin yüzeyi çizilmiştir. Bu esnada hem standart mineral hem de deney numunesinin kırılıp parçalanmamasına özen gösterilmiştir. Bu işlem yeni kırılmış keskin köşeli standart mineral ile deney numunesi üzerinde dört kez tekrar edilmiştir. Deney numunesi üzerinde meydana gelen çizgiler, önce çıplak gözle daha sonra büyüteçle incelenmiştir. Her bir deney numunesi üzerinde kesikli çizgi üretmeyecek şekilde çizik oluşturabilen ilk standart mineralin Mohs sertliği o mineralin sertliği olarak kabul edilmiştir. Deney numunelerinin birden fazla, değişken çizilme sertliği olması durumunda, en düşük olanı Mohs sertlik değeri olarak alınmıştır. - Shore Sklereskobu sertlik değeri tayini ISRM 1978 de tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [90]. Deneyde C-2 tipi Shore sklereskobu kullanılmıştır. Deneye başlamadan önce sertlik değeri belli olan standart test çubukları üzerinde 5 adet sertlik okuması yapılarak aletin kalibrasyonu kontrol edilmiştir. Deneye tabii tutulacak olan örneklerin yüzeylerinin pürüzsüz 54

73 olmasına dikkat edilmiştir. Deneyde kalınlığı 22 mm, yüzey alanı 20 cm 2 olan örnekler kullanılmıştır. Örnek shore sklereskobunun üzeri ölçülendirilmiş cam tüpünün altına gelecek şekilde masa üzerine yerleştirilmiştir. Sertleştirilmiş metalden yapılan kütle belirli bir yükseklikten örnek üzerine düşürülmüştür. Kütle örneğin yüzeyine çarptıktan sonra geri sıçrama yüksekliği üzeri ölçülendirilmiş tüpten okunarak kaydedilmiştir. Kayacın sertliği, elastik yüzey mukavemetinin toplam sıkışmaya karşı bir fonksiyonu olduğundan, elmas uçlu çekicin zıplama yüksekliği test edilen malzemenin sertliğinin bir göstergesidir [90,91]. Ortalama 20 okumadan sonra elde edilen endeks değerlerinin aritmetik ortalaması alınmıştır [90]. - Schmidt çekici sertlik değeri tayini ISRM 1978 de tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [92]. Deney, 20x20x30 cm ebatlarındaki bloklar üzerinde yapılmıştır. Deneyin uygulandığı blokların yüzeylerinin düzgün ve çatlaksız olmasına özen gösterilmiştir. Deneye başlamadan önce, çekicin kalibrasyonunu yapmak amacıyla 10 adet sertlik ölçümü yapılmış ve ortalaması alınmıştır. Çekicin ucu deney örneğinin yüzeyine dik olacak şekilde yavaşça bastırılmış ve çekicin içindeki yaydan geri tepme sesi geldiği anda, çekicin gövdesi üzerindeki gösterge sabitleme tuşuna basılarak, geri sıçrama değeri çekicin gövdesindeki göstergeden okunmuştur. Birinci okumadan sonra deney örneği üzerinde birbirinden uzaklığı en az çekicin uç çapına eşit olan, 20 değişik noktada ölçüm tekrarlanmış ve değerler kaydedilmiştir. Deney sırasında herhangi bir çatlak oluşması veya gözle görülebilir bir yenilmenin gelişmesi durumunda deney iptal edilmiştir. Elde edilen sertlik değerleri en büyükten en küçük değere doğru sıralanmış ve bu değerlerin en küçük %50 si iptal edilmiştir. Geri kalan sertlik değerlerinin aritmetik ortalaması alınmıştır Suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi tayini ISRM 1979 da tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [93]. a) Deneyde her biri gr gelen toplamı gr kadar olan yaklaşık 10 adet parça numune seçilmiştir. Seçilen parçaların mümkün olduğu kadar küresele 55

74 yakın şekilde olmasına dikkat edilmiştir. Bu nedenle bazı parçaların sivri kenar ve köşeleri yuvarlaklaştırılmıştır. b) Deneyde kullanılacak olan tambur numaralandırılmış, kapağı ile birlikte tartılarak tartım sonucu (D) değeri olarak kaydedilmiştir. c) Örnekler deney öncesinde temizlenen tamburun içine konulmuş, 12 saat süre ile 105 C lik etüvde kurumaya bırakılmıştır. Kuruma işlemi sonunda tambur içindeki örnekler ile birlikte desikatöre konulmuş soğuması sağlandıktan sonra tartılmış ve tartım sonucu (A) kaydedilmiştir. d) Tambur şeffaf hazne içine yerleştirilmiş ve hazne üzerinde işaretli kırmızı çizgiye kadar sıcaklığı 20 C olan su ile doldurulmuştur. Bu işaret suyun tamburun ekseninin 20 mm altına kadar doldurulmasını ayarlamak için konulmuştur. e) Motorun üzerindeki çalıştırma düğmesine basılarak tamburun dakikada 20 devir yapacak şekilde 10 dakika boyunca döndürülmesi sağlanmıştır. 10 dakika sonunda tambur içindeki örneklerle birlikte tekrar etüve konularak 105 C de 12 saat süre ile kurumaya bırakılmıştır. Kuruma sonunda tambur içindeki örneklerle birlikte desikatöre konulmuş oda sıcaklığına kadar soğuması sağlandıktan sonra tartılmış ve ağırlığı (B) değeri olarak kaydedilmiştir. f) d ve e şıklarında yapılan işlemler tekrar edilerek ikinci çevrim sonunda tambur içindeki örnekler ile birlikte tartılmış ve tartım sonucu C değeri olarak kaydedilmiştir. Birinci çevrim suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi aşağıdaki formül yardımıyla hesaplanmıştır. ( ) ( ) Id1 = B D / A D 100 (3.11) Suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi (ikinci çevrime göre) tamburda en son kalan malzeme miktarının deneyin başlangıcındaki malzeme miktarına oranı şeklinde ifade edilir. Aşağıdaki eşitlikten hesaplanır. ( ) ( ) Id 2 = C D / A D 100 (3.12) Burada; I d1 :Birinci çevrim suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi I d2 : İkinci çevrim suda dağılmaya karşı duraylılık indeksi 56

75 A: Deney öncesi tambur ve örnek ağırlığı (gr) B: Birinci çevrim sonrası tambur ve kalan örnek ağırlığı (gr) C: İkinci çevrim sonrası tambur ve kalan örneklerin kuru ağırlığı (gr) D: Tambur ağırlığı Mermerlerin kimyasal ve petrografik özelliklerini belirleyen deneyler Pas tehlikesi tayini Deney TS 699 da belirtilen yönteme göre yapılmıştır [88]. Deney için, yaklaşık el büyüklüğünde ve kırık yüzeylerin çevrelediği beş çift numune hazırlanmıştır. Numunelerden birer tanesi mukayese için saklanırken diğer parçalar deneye tabii tutulmuştur. Deney numunesi çiftlerinden birer tanesi açık bir kap içine, kalınlıklarının yarısına kadar su içinde kalacak şekilde yerleştirilmiş ve 28 gün süre ile bu durumda bekletilmiştir. Bu süre zarfında kaptan buharlaşarak eksilen suyun yerine yeniden su konularak deney numunelerinin bütün deney süresince yarılarına kadar su içerisinde kalmalarına özen gösterilmiştir. 28 günlük süre sonunda sudan çıkarılan deney numuneleri gözle incelenerek yüzeylerinde sarımtırak kahverengiden kırmızımtırak kahverengine kadar değişen renklerin belirip belirmediğine bakılmıştır. Renk değişiminin olup olmadığına deney uygulanmayan kuru parçalar ile mukayese edilerek karar verilmiştir [88] Asit etkilerine dayanıklılık deneyi TS 699 da tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [88]. Hazırlanan beş çift deney numunesinden birer tanesi deneye tabii tutulurken diğer parçalar deney sonunda mukayese için saklanmıştır. Deney uygulanacak numuneler içinde oda sıcaklığında sülfüroz asit (H 2 SO 3 ) çözeltisi bulunan kabın içinde aside değmeyecek, ancak asit yüzeyine çok yakın duracak şekilde uygun bir düzenekle asılmış ve üzeri kapakla kapatılarak bu durumda toplam 28 gün bekletilmiştir. Her 7 günde bir asit etkisinde bırakılan deney numuneleri desikatörde bırakılan kendi çifti ile büyüteçle bakılıp mukayese edilerek, meydana gelmiş olan bozulmalar ve değişiklikler kaydedilmiştir. 28 günlük süre 57

76 sonunda deneye son verilerek son karşılaştırma yapılmış, bozulmalarla renk ve görünüş değişikliklerinin olup olmadığı kaydedilmiştir Kimyasal bileşim Çalışılan mermerlerin kimyasal bileşimlerini belirlemek için kırılıp öğütülen ve 0,2 mm lik elekten geçirilen toz numunelerden İnönü Üniversitesi Petrol Araştırma Laboratuarında XRF analizi yaptırılmıştır Mineralojik bileşim Çalışılan mermerlerin mineralojik bileşimlerini belirlemek için kırılıp öğütülen ve 0,2 mm lik elekten geçirilen toz numunelerden İnönü Üniversitesi Bilimsel-Teknolojik Araştırma Merkezi X-Ray laboratuarında XRD analizleri yaptırılmıştır Kızdırma kaybı tayini Çalışılan mermerlerin kızdırma kaybı tayini Qadhi; 2008 de belirtilen şekilde yapılmıştır [94]. 0,2 mm lik elekten geçirilen toz şeklindeki numuneden iki gram örnek alınarak tartılmış tartım sonucu m o olarak kaydedilmiştir. Hazırlanan örnekler 1050 C deki fırında 30 dk pişirilmiş, sonra desikatörde soğutularak tartılmıştır. Tartım sonucu m 1 olarak kaydedilmiştir. Kızdırma kaybı aşağıdaki formül kullanılarak belirlenmiştir. Kızdırma kaybı = 100 x (m o m 1 ) (3.13) Burada; m o : Pişirme işleminden önceki örnek ağırlığı (gr) m 1 : Pişirme işleminden sonraki örnek ağırlığı (gr) 58

77 Mermerlerin mekanik özelliklerini belirleyen deneyler Tek eksenli basma dayanımı deneyi TS 699 da tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [88]. NX (54 mm) çapındaki karot örnekleri karot alma makinesiyle alındıktan sonra, kesme ve traşlama makinesi kullanılarak boy/çap oranı 2-2,5 olacak şekilde deneye hazır hale getirilmiştir. Numunelerin çapları 6 noktadan boyları 4 noktadan 0,1 mm hassasiyette ölçülmüş ve aritmetik ortalamaları alınmıştır. Numunelerin basınç uygulanacak olan yüzeyleri 0,1 mm hassasiyette kumpas ile ölçülerek yüklemenin yapılacağı kesit alanı hesaplanmıştır. Örnek presin ortasındaki yükseltme plakasının ortasına yerleştirilmiş örneğin altına ve üstüne küresel yüzeyli iki çelik silindir küresel yüzeyleri birbiriyle çakışacak şekilde konulmuştur. Yükleme hızı 0,5 kn/sn olacak şekilde ayarlanmıştır. Deney numunesi kırılıncaya kadar yük uygulanmıştır. Deney numunesi üzerine uygulanan en büyük yük presin göstergesinden okunmuştur. Numunenin basınç dayanımı aşağıdaki formül ile belirlenmiştir. P σ = k ( 3.14 ) A Burada; σ: Numunenin basınç dayanımı (MPa) P k : Kırılmaya sebep olan en büyük yük (kn) A: Numunenin yük uygulanan yüzeyinin alanı (mm 2 ) Darbe dayanımı deneyi Deney TS 699 da tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [88]. Her birimden beşer adet kenar uzunlukları 40 mm ± 1mm olacak şekilde hazırlanan kübik şekilli deney örnekleri, taş kesme testeresi ile ıslak kesilmek suretiyle hazırlanmıştır. Numunelerin boyutlarının düzeltilmesi ve yüzeylerin birbirine paralelliğinin sağlanması işlemi İnönü Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümüne ait CNC Freze tezgâhında yapılmıştır. Yüzeylerin paralellik toleransının % 1 olmasına dikkat edilmiştir. 59

78 Deney numunesi, darbe dayanımı deney cihazının örsü üzerindeki başlığın ortasına yerleştirilmiştir. Üzerine çelik plaka deney numunesi kenarlarından eşit miktarda taşacak şekilde konulduktan sonra deney, tokmağın ardı ardına ve deney numunesinin kırıldığı, çatladığı varsayılana kadar serbestçe düşürülmesi suretiyle yapılmıştır. Birinci darbede tokmağın düşme yüksekliği, deney numunesinin beher cm 3 ü için 2 kgf.cm lik bir darbe işi elde edilecek şekilde hesaplanmıştır. Tokmak ağırlığı 50 kg olduğu için deney numunesinin beher cm 3 üne düşen düşme yüksekliği h 50 = 2 kgf.cm den 0,04 cm olarak bulunur. Buna göre 1. darbede V cm 3 hacmindeki deney numunesi için tokmağın düşme yüksekliği aşağıdaki formül ile belirlenmiştir. H = 0,04 V ( 3.15) Burada: H: Tokmağın düşme yüksekliği (cm) V : Deney numunesinin hacmidir (cm 3 ) V = a a a (3.16) Burada; V: Numune hacmi (cm 3 ) a: Numune kenar uzunluğu (cm) Birinci darbeden sonra, takip eden her darbedeki düşme yüksekliği, bir önceki yüksekliğin, ilk düşme yüksekliği kadar artırılması ile ayarlanır. Deney numunesi kırılıncaya kadar bu işleme devam edilir ve numunenin kırıldığı andaki darbe sayısı kaydedilir. Darbe dayanımı değeri aşağıdaki formül ile belirlenmiştir. A D = V Burada; D: Kayacın darbe dayanımı değeri kgf.cm /cm 3 (N.mm /mm 3 ), A: Toplam darbe işi kgf.cm (3.17) 60

79 A= A1+ A An (3.18) A= PH + PH + PH (3.19) Burada; n P: Darbe dayanımı deney cihazının tokmak ağırlığı (50 kg) H 1, H 2, H n = Tokmağın düşme yükseklikleri cm (mm) V: Deney numunesinin hacmi cm 3 (mm 3 ) Sürtünme ile aşınma kaybı deneyi (Böhme metodu) Deney TS 699 da tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [88]. Her birimden 5 adet kenar uzunlukları 71 ± 1,5 mm (yüzey alanı 50 cm 2 ± 2 cm 2 ) olan küp şeklinde örnekler taş kesme testeresi ile ıslak kesilmek suretiyle kestirilerek hazırlanmıştır. Deney numunelerinin aşınmaya maruz bırakılan yüzeyleri ile diğer yüzeylerinin birbirine paralel olmasına dikkat edilmiştir. Hazırlanan örneklerin boyutlarının düzeltilmesi işlemi İnönü Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümüne ait CNC Freze tezgâhında yaptırılmıştır. Böhme yüzey aşındırma deneyi, deney sonunda deney numunelerinin hacimlerinde meydana gelen azalmanın ölçülmesi suretiyle yapılmıştır. Deney numuneleri, içerisinde 20 C ± 5 C sıcaklıkta su bulunan bir kap içerisine yarısına kadar daldırılmış, bu durumda 1 saat bekletildikten sonra 20 mm ± 5 mm kalınlıkta su ile örtülecek şekilde 24 saat su içerisinde bekletilmiştir. Bu şekilde su ile doyurulan deney numuneleri sudan çıkarılarak Arşimet terazisinde su içerisinde 0,1 gr hassasiyette tartılmıştır. Tartım sonucu (A ds ) değeri olarak kaydedilmiştir. Bundan sonra deney numuneleri üzerindeki su damlaları ıslatılmış sıkılmış bir bez ile alınarak bekletilmeksizin havada 0,1 gr hassasiyetle tartılmıştır. Tartım sonucu (A dh ) değeri olarak kaydedilmiştir. Deney numunelerinin hacmi aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanmıştır. V0 = Adh Ads ( 3.20) Burada; V 0 : Deney numunesinin deneyden önceki hacmi (cm 3 ) A dh : Deney numunesinin havadaki ağırlığı (gr) 61

80 A ds : Deney numunesinin su içindeki ağırlığı (gr) Bahsedilen şekilde hacmi bulunan deney numuneleri, 48 saat süre ile oda sıcaklığında bekletilmiştir. Böhme yüzey aşındırma cihazının deney numunesi tutucu çerçevesi içine yerleştirilmiştir. Sürtünme şeridi üzerine 20 gr ± 5 gr kadar zımpara tozu serpilmiştir. Deney numunesine çelik manivela yardımıyla 30 kgf ± 0,3 kgf (300 N ± 3 N) lik yük uygulanarak deney numunesinin sürtünme şeridine 0,6 kgf/cm 2 lik (0,06 N/mm 2 ) bir basınç ile bastırılması sağlandıktan sonra cihaz çalıştırılıp disk harekete geçirilmiştir. Her 22 devir sonunda otomatik olarak duran disk üzerindeki zımpara tozları ve aşınma ile deney numunesinden ayrılan kısımlar uygun bir fırça ile temizlenmiş ve sürtünme şeridi üzerine tekrar 20 gr ± 5 gr zımpara tozu serpilmiş ve deney numunesi düşey ekseni etrafında 90 çevrilerek 22 şer devirlik 20 aşındırma periyodu yani toplamda 440 devir uygulanmıştır. Aşınma kaybı hacim azalması cinsinden; V V A o 1 = ( ) 50 (3.21) V Formülü yardımıyla hesaplanır. Bulunan sonuçlar 0,01cm 3 / 50cm 2 ye yuvarlatılarak belirtilmiştir. Burada ; ΔV: Kayacın Böhme yüzey aşınma kaybı değeri (cm 3 /50 cm 2 ) V o : Kayacın deneyden önceki hacmi (cm 3 ) V 1 : Kayacın deneyden sonraki hacmi (cm 3 ) A: Kayacın aşınma uygulanan yüzünün alanı (cm 2 ) Sonik hız deneyi ISRM 1978 tarafından önerilen yönteme göre yapılmıştır [95]. Deneyde çapı NX (54,7) mm olan silindirik örnekler kullanılmıştır. Örneklerin gönderici ile temasta olacak alt ve üst yüzeylerinin düzgün ve birbirine paralel olmasına dikkat 62

81 edilmiştir. Her kayaç türü için 3 adet örnek hazırlanmıştır. Deneyde kullanılacak karotların boyu ve çapı birbirine dik iki ayrı yönde kumpasla ölçülmüştür. Örneğin alt ve üst yüzeylerine temas edecek olan gönderici ve alıcı silindirlerinin konumlarının, bu iki silindirin merkezlerini birleştiren hattın 2 dereceden daha fazla eğimli olmayacak şekilde ayarlanmaları nedeniyle örnek yüzeylerine işaret konulmuştur. Sinyalin merkezden çevirgecin temas alanlarının merkezine kadar ilerleme mesafesi 0,025 mm duyarlılıkta ölçülmüştür. Deneyde silindirik örnekler kullanıldığı için sinyalin ilerleme mesafesi örneğin boyuna (L) eşit olarak alınmıştır. Yayılma hızı ölçülecek olan dalga türü (P veya S dalgası) yükselticinin üzerindeki düğmelerden belirlenmiş ve yükselticiden gelen iki kablo örneğin her iki ucuna temas ettirilen çevirgeçlere takılmıştır. Karotun yüzeyleri ile gönderici ve alıcı (çevirgeç) arasındaki temasın artırılarak boşluk kalmasını önlemek amacıyla örneğin alt ve üst yüzeylerine jel sürülmüştür. Sinyal üreticisinin voltaj çıktısı, yükselticinin ve osiloskopun duyarlılığı doğru zaman ölçümünün sağlanması amacıyla optimum seviyeye ayarlanmıştır. Dakikada bir veya iki okuma alınacak şekilde sinyal gönderilerek sıkışma dalgasının (P) örnekten geçiş süresi (t p ) % 1 duyarlılıkla ölçülmüştür. Daha sonra makaslama dalgasının geçiş süresi (t s ) % 2 duyarlılıkla ölçülmüştür [95]. Yayılma hızları aşağıdaki formüller ile hesaplanmıştır; V p = L / T p (3.22) V s = L / T s (3.23) T p = (t p -t o ) (3.24) T s = (t s -t o ) (3.25) Burada; V p : P dalgasının yayılma hızı (m/s) V s : S dalgasının yayılma hızı (m/s) L: Silindirik deney örneğinin boyu (sinyalin katettiği mesafe, mm) T p : P dalgasının etkin ilerleme hızı (μs) T s : S dalgasının etkin ilerleme hızı (μs) t p : P dalgasının ölçülen yayılma zamanı (μs) t s : S dalgasının ölçülen yayılma zamanı (μs) t o : Ölçülen sıfır (başlangıç) zamanı (μs) 63

82 Nokta yükleme dayanımı deneyi Deney ISRM (1985) de tanımlanan yönteme göre yapılmıştır [96]. Deney için uzunluğunun çapına oranı 1 den büyük olan (L / D>1) 10 adet karot örneği, taş kesme testeresi ile kesilip düzeltilerek hazırlanmıştır. Çapı ve boyu kumpas ile ölçülen örnekler, nokta yükleme test aletinin konik uçlarının arasına, karot eksenine dik yönde yerleştirilmiştir. Konik uçlar ile örnek arasında açıklık kalmaması için pompa kullanılarak silindirik yükleme tablası yükseltilmiştir. Örnek saniye arasında kırılacak şekilde yükleme yapılarak kırılma anındaki yük (P), yük göstergesinden okunmuş ve kaydedilmiştir. Düzeltilmemiş nokta yük dayanım indeksi değeri aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanmıştır. I s P = D 2 e (3.26) Burada ; I s : Nokta yük dayanımı indeksi (MPa) P: Kırılma yükü (kn) D e : Eşdeğer karot çapıdır (mm). Çapsal deneyde D e = D (Çap) olduğundan D (çap) değerleri eşdeğer karot çapı olarak alınmıştır. Düzeltilmiş Nokta Yükü Dayanım İndeksinin değerinin hesaplanması: I s değeri çapsal deneyde D nin bir fonksiyonu olarak değişmektedir. Bu nedenle I s değerinin standart bir karot çapına göre (D = 50 mm) düzeltilmesi gerekmektedir [96]. Düzeltilmiş nokta yükü dayanımı indeksi aşağıdaki formül ile belirlenmiştir. I = F I (3.27) s50 s Burada; I s (50) : Düzeltilmiş nokta yükleme dayanım indeksi F: Boyut düzeltme faktörüdür. D e F = eşitliğinden hesaplanmıştır. (3.28) 64

83 Ortalama Is(50) değerinin hesaplanması Yapılan 10 adet geçerli deney sonunda en yüksek ve en düşük ikişer deney iptal edilerek geriye kalan değerlerin ortalaması alınmıştır Mermerlerin kesilebilirliğini belirlemeye yönelik deneyler Best Krem, Perlatto Giello ve Rozalya Mermerleri üzerinde yapılan kesme deneyleri ile birim hacimdeki malzemeyi kesmek için harcanan enerji anlamına gelen spesifik enerji miktarını minimum yapan testere hızı, tabla hızı, kesme derinliği ve su miktarı değerleri tespit edilmeye çalışılmıştır Deney düzeneği Kesme deneyleri Karadeniz Teknik Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümü Mermer Araştırma Laboratuarı nda bulunan bilgisayar kontrollü otomatik yan kesme makinesinde gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmada kullanılan bilgisayar kontrollü otomatik yan kesme makinesi Şekil 3.2 de gösterilmektedir. Şekil 3.2. Deneysel çalışmalarda kullanılan bilgisayar kontrollü otomatik yan kesme makinesi Kesme makinesinde kesme kulesi üzerinde yer alan testere, kesme derinliğini ayarlayabilmek için düşey düzlemde yukarı-aşağı, kesilen dilim kalınlığını ayarlayabilmek için de ileri-geri hareket edebilmektedir. Kesilecek numunenin 65

84 konulduğu tablanın alt bölümüne özel olarak tasarımlandırılan bir zincir dişli çark düzeneği kurularak, tablanın hareketinin yatay yönde düzgün ve darbesiz olması sağlanmıştır. Kesme tablasının baş ve son kısmına konulan iki adet çarktan baş kısmındaki çarka indirgeyici ile bağlanmış 0,75 kw lık bir asenkron motor yardımıyla tabla hareketi sağlanmıştır. Kesme işlemi esnasında kullanılan su miktarını ölçmek için debi ölçer cihaz yerleştirilmiştir. Kesme grubu makinedeki kolon üzerine kızaklarla yataklanmış olup, testerenin yatay düzlemde ileri-geri ve düşey düzlemde aşağı-yukarı hareketi iki adet 0,75 kw gücünde asenkron motorla sağlanmıştır. Makine üzerine maksimum 400 mm çaplı bir testere takılması mümkün olup, bunun için 4 kw lık bir motor monte edilmiştir. Testere ve tabla hızları ters çeviriciler ( inverter) vasıtası ile düzenlenmiştir. Bu amaçla 5 HP lik üç adet ters çevirici seçilmiştir. Bu hız kontrol cihazları sayesinde dev/dk lık bir sınır aralığında düzenleme sağlanmıştır. Bilgisayar aracılığı ile makinenin tüm hareketleri ile düşey testerenin çevresel hızı ve kesme tablasının ilerleme hızı istenilen sınırlarda kademesiz olarak düzenlenmektedir. Toplam altı adet metal algılayıcılı sınır anahtarı, sınır noktalara yerleştirilerek testerenin düşey ve yatay düzlemdeki hareketi ve tabla hareketinin başlangıç-bitiş noktalarının belirlenmesi sağlanmıştır. Testerenin yatay ve düşey düzlemdeki konumunun sayısal olarak belirlenebilmesi için iki adet algılayıcı, bu hareketi sağlayan motorların miline bağlı kanatların alt kısımlarına monte edilmiştir. Bu kanatların her aralığı 1 mm ilerlemeye karşılık gelmektedir. Bir kodlayıcı vasıtasıyla testere dönüş hızının istenilen değerde olup olmadığı ve takogeneratör ile de tablanın ilerleme (kesme) hızının uygunluğu kontrol edilmektedir. Ters çeviriciler (invertörler) testerenin çevresel hızının 0-85 m/sn ve tabla ilerleme hızının 0-50 mm/sn arasında istenilen kademelerde ayarlanmasını sağlar. Kodlayıcı ve takogeneratörlerle de bu değerlerin doğruluk ve hassasiyeti kontrol edilir. Kesme işlemi esnasında oluşan üç boyutlu (düşey, yatay- eksenel) kuvvetler yük hücreleri vasıtasıyla ölçülmüştür. Düşey yükün ölçülmesinde yükün büyüklüğü dikkate alınarak 100 kgf lik (1000 N), yatay ve eksenel yüklerin ölçülmesinde ise 50 kgf lik (500 N) yük hücreleri kullanılmıştır [97]. 66

85 Kesme tablasının üst kısmına yük ölçmede kullanılacak tartma platformu monte edilmiştir. Bu platformun üzerine numunenin sürtünme kuvvetini en aza indirmek için 30 cm boyunda, özel alaşımlı çelikten üretilmiş üç adet silindirik (f= 10 mm) tambur yataklanmıştır. Ayrıca sürtünme kuvvetini en aza indirecek 2 adet tekerlek 20 cm aralıklarla dik konumda numuneye yanal destek vermesi amacıyla yerleştirilmiştir. Bunlara ek olarak kesme düzlemine dik ve paralel olacak şekilde L tipi yük hücresi de tablanın ön ve yan kısımlarına monte edilmiştir. Endüstriyel kontrol kartları ve kişisel bilgisayar, makine üzerine yerleştirilmiş olan tüm motorların, algılayıcıların, yük hücrelerinin kodlayıcı ve takogeneratörün kontrolünü sağlayarak makinenin otomasyonunun ana birimlerini oluşturmaktadır. Otomasyonun en önemli donanımlarından biri olan Dijital bellek ise, 16 dijital giriş, 16 dijital çıkış ve 16 analog giriş, 2 analog çıkış ile bir sayaç girişine sahiptir. Bütün mekanik ve elektronik donanımın bilgisayar ile iletişimi ve kontrolü PLC adı verilen elektronik cihaz ile sağlanmaktadır. Bilgisayardan veri girişleri Movicon yazılımı ile sağlanmaktadır. Ana menüde kesme sırasında oluşan yükler diskin konumu ile otomasyonun durumu her an gözlemlenebilmektedir. Deneylerde kullanılacak olan parametrelerin alması gereken değerler ana menüdeki ilgili bölümlere klavye vasıtasıyla girilebilmektedir. Bu bölümlerden ilki deneyin hangi sabit değerde yapılacağını gösteren bölüm, diğeri ise değiştirilecek olan testere dönüş hızı, tabla (kesme) hızı ve kesme derinliklerinin alması gereken değerleri gösteren bölümdür. Deneylerde sabit değerler önceden menüye girilir ve y eksenine testerenin yatay düzlemdeki ilerleme hareketi verilir. Kesme esnasında y düzlemindeki ilerleme en son değere geldiği zaman makine otomatik olarak durur. Ana menüye bağlı el ile yapılan kontrol ve veri menüleri bulunmaktadır. El ile yapılan kontrol yardımcı menüsünde diskin ve tablanın konumu istenilen noktaya el kumandası ile getirilir. Kesme sırasında her yarım saniyede bir oluşan düşey (F Y ), yatay (F X ), eksenel (F Z ) kuvvetlerinin sayısal değerleri kgf cinsinden %1 hassasiyetle gözlenebilmekte, taşın cinsi ve her deneye ait değerlerle birlikte veri dosyası olarak kaydedilip istenildiğinde geri çağrılabilmektedir. Ana menüdeki diğer yardımcı düğmeler ise herkes yerine, otomatik ve dur düğmeleridir. Hangi konumda olurlarsa olsunlar herkes yerine düğmesi tabla ve testerenin başlangıç konumuna getirilmesinde kullanılır. Otomatik düğmesi ise bilgisayarın ana menü üzerinden istenilen düzenlemeleri yapılmış deneylerin 10 ar 67

86 adedinin otomatik olarak operatör kumandasına gerek kalmaksızın yapılmasını sağlar. Dur düğmesi ise makinenin herhangi bir nedenle durdurulması gerektiğinde tüm fonksiyonlarının durdurulmasını sağlar. Otomasyon programından çıkmak için ise ana menüdeki X düğmesi kullanılır. Kesme deneyleri esnasında saniyede iki adet değer alınarak elde edilen düşey (F Y ), yatay (F X ), ve eksenel (F Z ) kuvvetlerin oluşturduğu veri grupları yazılım tarafından Microsoft Office Excel dosyalarına dönüştürülerek kaydedilir [97] Deneysel çalışmalarda kullanılan testere Deneysel çalışmalarda 400 mm çapında, 2,8 mm gövde kalınlığında ve flanş çapı 160 mm olan dar yuvalı anahtar delikli dairesel testere kullanılmıştır. Testere üzerinde 28 adet elmas soket kaynaklanmıştır. Soket imalinde kullanılan elmasların tane boyutları genellikle 50/60, 40/50, 30/40 US mesh aralığında olup, karışım içerisindeki elmas konsantrasyonu ise % 35, % 34 ve % 28 dir. (1.54, 1.50 ve 1.23 karat/cm 3 ). Deneysel çalışmalarda kullanılan elmas soketler 50/60 mesh tane boyutunda, % oranında elmas yüzdesine sahip ve matriks içeriğinde demir kobalt ve bakır bulunmaktadır. Kesme deneylerinde kullanılan testere Şekil 3.3 de verilmiştir. Şekil 3.3. Kesme deneylerinde kullanılan testere 68

87 Kesme deney tasarımı Bu çalışmada mermerlerin optimum kesme koşullarının belirlenmesi amacıyla, testere hızı, tabla hızı, kesme derinliği, su miktarı parametrelerinin kesme verimine ve birbirlerine etkisinin incelenmesi, optimum kesme verimi (minimum spesifik enerji) değerinin belirlenmesi amacıyla gerekli deney planının oluşturulması için tam faktöriyel deney tasarımı uygulanmıştır. Bilgisayar kontrollü tam otomatik yan kesme makinesi ile yapılan ön denemelerden elde edilen bulgulardan, makinenin kontrol edilebilen parametreleri olan dört tane bağımsız değişkenin giriş değerleri; testere hızı ( dev/dk), tabla hızı (2-4 mm/sn), kesme derinliği (1-2 mm), su miktarı ( ml/sn) olarak belirlenmiştir. Bağımsız değişkenlerin alt ve üst sınırları deney düzeneğinin sınırlamaları ve ekonomik koşullar göz önünde bulundurularak belirlenmiştir. 2 4 tam faktöriyel deney tasarımına göre hazırlanan kesme deney prosedürü Çizelge 3.1 de verilmiştir. Çizelge prosedürü tam faktöriyel deney tasarımına göre hazırlanan kesme deney Deney No Testere hızı Tabla Hızı Kesme Su miktarı (dev/dk) (mm/sn) derinliği (mm) (ml/dk)

88 Deneyin Aşamaları - Kesim işlemine başlamadan önce kesilecek olan plakanın kalınlığı, eni ve boyu ölçülerek kaydedilmiştir, - Deney tasarımında belirtilen testere hızı, tabla hızı, giriş değerleri olarak programdan girilmiş, su debisi ve kesme derinliği ayarlanmıştır, - Kesme işlemine başlanmıştır, - Kesme işleminin başlangıç ve bitimi arasındaki süre kaydedilmiştir. Kesim deneyleri esnasında oluşan ve program tarafından kaydedilen düşey (F y ), yatay (F x ), ve eksenel (F z ) kuvvetlerinin ortalama değerleri alınmış ve Bölüm de belirtilen formüller kullanılarak birim hacimdeki malzemeyi kesmek için harcanan enerji (spesifik enerji) değerleri hesaplanmıştır. Kesim yapılan plakaların boyutlarına ve kesim sürelerine bağlı olarak kesim hızı değerleri de hesaplanmıştır Mermerlerin aşınma ve parlama özelliklerini belirlemeye yönelik deneyler Best Krem, Perlatto Giello ve Rozalya Mermerleri üzerinde yapılan aşındırma ve parlatma deneyleri ile mermer yüzeyinin pürüzlülüğünü minimum yapan aşındırıcı serisi, baskı kuvveti ve devir sayısı ve aşındırma süresi tespit edilmeye çalışılmıştır. Bu çalışmada mermerlerin optimum aşındırma ve parlatma koşullarının belirlenmesi amacıyla aşındırma süresi, baskı kuvveti, aşındırıcı cihazın devri, aşındırıcı serisi parametrelerinin aşınma ve parlama özelliklerine ve birbirlerine etkisinin incelenmesi, optimum aşınma - parlama verimi (minimum pürüzlülük) değerinin belirlenmesi ve bu amaçla gerekli deney planının oluşturulması için faktöriyel deney tasarımı uygulanmıştır. Deney tasarımında kullanılan parametrelerin alt ve üst değerleri yapılan ön değerlendirmeler sonucunda belirlenmiştir. Deneyde etken parametreler; aşındırma süresi (30 60 sn), aşındırıcı serisi (1= , 2= ) (μm), baskı kuvveti (10-20 N), aşındırıcı makinenin devri ( dev/dk) şeklinde belirlenmiştir. Aşındırma işleminde süre kronometre kullanılarak belirlenmiştir. Aşındırıcı türü olarak SiC aşındırıcı kâğıtlar kullanılmıştır. 1 nolu aşındırıcı serisinde aşındırıcı numaraları birbirine yakın tutulmuş, iki numaralı seride aşındırıcı numaraları birbirinin yaklaşık iki katı olacak 70

89 şekilde seçilmiştir. Bu şekilde aşındırıcı tane boyutunun birbirine yakın ve uzak olmasının pürüzlülük giderme sürecine nasıl etki ettiği belirlenmeye çalışılmıştır. Deneyin her aşamasında numunenin taze aşındırıcı yüzeyleri ile temas etmesini sağlamak amacıyla aşındırıcı kâğıt yenisiyle değiştirilmiştir. Numune üzerine yük N luk yük plakaları ile ölü ağırlık şeklinde uygulanmıştır. Aşındırıcı başlığın devri Prova RM-1000 optik dijital takometre ile tespit edilmiştir Aşındırma-parlatma deney düzeneği Aşındırma - parlatma deneyleri İnönü Üniversitesi Makine Mühendisliği Bölümü Laboratuarında bulunan otomatik metal aşındırma-parlatma makinesinde gerçekleştirilmiştir. Aşındırma makinesi 220 voltluk şebeke elektriği ile çalışmaktadır. Cihazın üzerinde bulunan dönen diskin çapı 300 mm dir. Disk üzerinde aşındırıcı kâğıdı sıkıştırmak için bir çember bulunmaktadır. Aşındırma işlemi sulu gerçekleştirilmiş, su cihaza haricen bağlanan bir hortum vasıtasıyla temin edilmiştir. Cihazın dönen diskinin devri, devir ayar düğmesinden yapılmaktadır. Dönen diskin devri optik dijital takometre kullanılarak ayarlanmıştır. Aşındırma-parlatma deneylerinde metaller üzerinde yapılan aşındırma deneylerinden farklı olarak mermer numuneleri kullanılmıştır. Deneylerde kullanılacak olan numuneler, mermer kesme makinelerinden çıkan 22 mm kalınlığındaki plakaların kafa kesme makinesinde 50 mm x 50 mm boyutlarında kestirilmesi ile hazırlatılmıştır. Numuneler üzerine, N luk standart yük plakaları ile ölü yük uygulaması şeklinde yük uygulanmıştır. 2 4 tam faktöriyel deney tasarımına göre hazırlanan aşındırma-parlatma deney prosedürü Çizelge 3.2 de verilmiştir. 71

90 Çizelge tam faktöriyel dizayna göre hazırlanan aşındırma-parlatma deney prosedürü Deney No Aşındırma süresi (sn) Aşındırıcı serisi (SiC) Baskı (N) Kuvveti Aşındırıcı başlığın devri (dev/dk) Aşındırma parlatma deneylerinin aşamaları - Numuneler 105 C de 24 saat süre ile kurutulup tartılmış, boyutları ölçülmüştür. - Aşındırma işlemine tabii tutulacak yüzeylerin pürüzlülük değerleri pürüzlülük ölçer ile ölçülerek kaydedilmiştir. - Numuneler aşındırma deney düzeneğine yerleştirilerek öngörülen yük, aşındırma süresi, baskı ve devir değerlerinde aşındırma işlemine tabii tutulmuştur. - Herbir aşındırma aşamasından sonra numuneler 105 C de 24 saat kurutulup, tartılmış ve boyutları ölçülmüştür. - Herbir aşamadan sonra pürüzlülük ölçümü alınmıştır. - Deney sonunda örneklerin kuru ağırlıkları ve boyutları belirlenmiştir. 72

91 Yüzey kalitesinin belirlenmesi Yüzey kalitesini değerlendirmek ve matematiksel büyüklüklere (parametrelere) çevirebilmek amacıyla pürüzlülük ölçümleri yapılmaktadır. Bu ölçümler özellikle imalat sanayinde önemlidir [98]. Deney başlangıcında ve sonunda numunelerin pürüzlülük değerleri Talysurf TR100 pürüzlülük ölçer aleti ile Mod 2 de 5 x 0.8 mm örnekleme aralığında ölçülmüştür. Ölçüm yapılan yüzeyle birebir temas halinde olan cihaz üzerinde bir adet kaydedici iğne mevcuttur ve bu iğne düzlem üzerinde hareket ettirilirken yüzeyde varolan pürüzlerin içine girip çıkmakta ve yüzeyin pürüzlülük profilini mikron boyutunda çıkarmaktadır. Yapılan bu ölçümler, 4-25 mm lik düzlemlerle sınırlı kaldığından sözü edilen ölçümler plakanın tümünü temsil edecek şekilde belirlenen ölçüm noktalarında yapılmakta ve belirlenen sayısal pürüzlülük değerlerinin (Ra) ortalaması alınmaktadır [77]. Cihazın ölçüm parametreleri (R a, R z ) DIN 4762, 4768, 4775 standardına göre belirlenmektedir. Yüzey Pürüzlülüğünün Değerlendirilmesinde Kullanılan Parametreler Bu amaçla kullanılan parametreler; R a (Ortalama pürüzlülük): En çok kullanılan uluslararası pürüzlülük parametresidir. Yüzey pürüzlülüğü ölçen cihazlardan direkt olarak okunabildiği gibi, bir yüzeyin R a değeri, grafiksel olarak da bulunabilir. Ortalama pürüzlülük, pürüzlülük profilinin aritmetik olarak ana hat * çizgisinden sapmasıdır [77]. *: Ana Hat: Ölçüm yapılan yüzeyin pürüzlülük profilinin alt ve üst kısımlarını eşit şekilde bölen hatta denilmektedir. 73

92 Ölçüm yapılan yüzey profiline ait bir örnek Şekil 3.4 de verilmiştir. Şekil 3.4. Ölçüm yapılan yüzeyin profili [99] 1- Önce yüzeyin en alt (dip) tarafına değecek şekilde düz bir x-x ekseni çizilir, 2- Tam sayıda dalga boyu uzunluğuna sahip olacak şekilde bir (L) uzunluğu seçilir, 3- Planimetri kullanılarak eğri altındaki çizili (A) alanı bulunur. Daha sonra Hm= A / L hesaplanır, Şekil 3.5 de ölçüm yapılan yüzeyin planimetre ile hesaplanan alanlarının gösterimi verilmiştir. gösterimi [99] Şekil 3.5. Ölçüm yapılan yüzeyin planimetre ile hesaplanan alanlarının 4- (Hm) yüksekliğindeki eksen çizildikten sonra eksen üzerinde (P 1 +P 2 +P 3.) ve eksen altındaki (Q 1 +Q 2 +Q 3 +..) alanların toplamı (L) uzunluğuna bölünüp (1000/V q ) ile çarpılır. R a değeri aşağıdaki formül ile bulunur. R a (μm) = (P alanı + Q alanı ) /L. (1000/ V q ) (3.29) Burada P ve Q alanları mm 2 L uzunluğu mm olarak alınır. V q düşey büyültme değeridir. Yatay büyültme P, Q alanlarında ve (L) uzunluklarında gözlenir. Fakat yatay büyültme açık olarak denklem içinde görülmez. (R a ) değeri halen en sık kullanılan parametredir. 74

93 R z Ortalama pürüz yüksekliği (JIS e göre): Ortalama pürüz yüksekliği anlamına gelen bu parametrenin bulunuşunun gösterimi (R a ) nın gösteriminden daha kolaydır. Önce profile paralel bir eksen çizilir. Bu profilden sırayla beş en dip nokta uzaklıklar ölçülür. Ortalama değeri alınır. Şekil 3.6 da pürüz yüksekliklerinin gösterimi verilmiştir. Şekil 3.6. Pürüz yüksekliklerinin gösterimi [99] Rz değeri aşağıdaki formül ile belirlenir. Rz= 1/5 [ ( R 1 +R 3 +R 5 +R 7 +R 9 ) ( R 2 +R 4 +R 6 +R 8 +R10)]* 1000/V q (3.30) [99]. Görgülü ve Ceylanoğlu (2001) tarafından kayaçların pürüzlülük değerlerine göre yapılan yüzey kalite sınıflaması Çizelge 3.3 de verilmiştir [77]. Çizelge 3.3. Yüzey kalite sınıflaması [77] Sınıf Pürüzlül ük (Ra, μm) Parlaklık (%) Görüntü Kalitesi A (Çok iyi) <0,20 >85 Yüzeyde çizik ve aşındırıcı izi görülmez, renkler çok net B (İyi) < 0, Yüzeyde çizik yok, aşındırıcı izleri çok az belirgin, renkler oldukça net C (Orta) 0, Yüzeyde nadir olarak çizikler, belirgin 0,30 aşındırıcı izleri görülür, renkler oldukça net D (Kötü) 0,30-0, Yüzeyde oldukça belirgin çizikler ve aşındırıcı izleri görülür, renkler oldukça mat E (Çok kötü) >0, Yüzeyde çok belirgin çizikler ve aşındırıcı izleri görülür, renkler mat ve belirsiz. 75

94 3.3. Deneysel tasarım Bir deney gerçekleştirilirken girdiler, (makine-teçhizat, yöntem ve insan kaynakları gibi) deneyde kullanılacak parametreleri oluşturur. Bu parametreler kullanıcı tarafından kontrol edilebilen ve kontrol edilemeyen parametreler olmak üzere ikiye ayrılır. Bir modelleme sürecinin şematik gösterimi Şekil 3.7 de verilmiştir [100]. Kontrol edilebilen parametreler (Testere çapı) Girdiler (Kesme hızı, Kesme derinliği, Tabla hızı, Su miktarı) SÜREÇ Çıktılar (Kesme kuvvetleri) Kontrol edilemeyen parametreler (Kayaç özellikleri) Şekil 3.7. Bir modelleme süreci örneği [101] Deneysel tasarım; klasik deney anlayışına getirilmiş istatistiksel kurallara dayanan yeni bir yaklaşımdır. İlk kez 1920 li yıllarda İngiliz istatistikçi R.A.Fisher ve arkadaşları tarafından geliştirilen deney tasarımı, deneysel hataları minimuma indirgemeyi amaçlamaktadır. Bu yöntemle, etkili olan faktörler ve ilişkilerin düzeyleri ortaya konulabilir. Deney tasarımı için; - Toplam deney sayısını azaltmak, - Doğru bir deney stratejisi belirlemek, - Tasarımcının formüle ettiği etkinliği eş zamanlı olarak değiştirebilmek gereklidir [100]. İstatistiksel Deney Tasarımında değişik yöntemler bulunmaktadır. Bunlar; - Faktöriyel deneyler i)tam faktöriyel deney tasarımı 76

95 ii) Kesirli faktöriyel deney tasarımı - Taguchi metodudur Faktöriyel deneyler Faktöriyel deneyler; bir deneyin tüm aşamalarında ve tekrarlarında faktörlerin seviyelerinin mümkün olan tüm kombinasyonlarının araştırılmasıdır [99]. Faktör seviyelerinin aynı anda değiştirilmesi prensibiyle tasarlandıkları için deney sayısını azaltmaya yönelik bir strateji izlerler ve değişkenler arasındaki ilişkiyi bulmanın tek yoludur [102] Tam faktöriyel deney tasarımı Az sayıda faktörün olduğu, yapılan eleme deneyleri veya tecrübeler doğrultusunda faktörlerin az sayıya düşürüldüğü sistemlerde uygulanabilecek en uygun tasarımdır [102]. En az iki veya daha fazla parametre ve bu parametrelere ait en az iki veya daha fazla seviyenin birbirleri ile çarpımları ile oluşan kombinasyona denilmektedir. Tam faktöriyel deney tasarımı, istatistiksel yöntemler ile beraber kullanıldığında analiz aşamasında büyük kolaylıklar sağlamaktadırlar. Tam faktöriyel deneyler, değişkenlik analizi (ANOVA) ve regresyon analizi kullanılarak gerçekleştirilir. Bir parametrenin deney üzerindeki etkisi ve farklılıkların kaynağının belirlenmesi bu yöntemle olanaklı olmaktadır [100]. Böylece sistem bütün açılardan incelenmiş, bütün faktörler ve etkileşimler değerlendirilmiş olur [102] Kesirli faktöriyel deney tasarımı Tam faktöriyel deney tasarımında kullanılan maksimum zaman ve maliyet unsurlarını azaltmak için deney sayısı orantılı olarak azaltılarak kesirli faktöriyel deney tasarımı elde edilir [100]. 77

96 Taguchi metodu Yüksek kaliteli sistemlerin kurulmasında kullanılan, performans, kalite ve maliyetin optimum dizaynını sağlamak için geliştirilmiş basit, verimli ve sistematik bir yöntemdir. Bu yöntem; mühendislik proseslerinin veya ürünün optimizasyonunu üç aşamada gerçekleştirir. 1- Sistem tasarımı, 2- Parametre tasarımı, 3- Tolerans tasarımı [103] k faktöriyel deney tasarımı 2 k faktöriyel tasarım çok sayıda faktörün araştırıldığı deneysel çalışmaların ilk aşamalarında sıklıkla kullanılan bir yöntemdir [104]. İki düzeyli deneyler, basit olmalarına karşın, düşük maliyetle, çok sayıda faktörün aynı anda incelenmesine olanak tanırlar. Bu bakımdan deney tasarımında çok önemli bir yer tutarlar [105]. İki seviyeli k tane faktörün olduğu deneylerde 2 k adet deney kombinasyonu bulunmaktadır. İki seviyeli tam faktöriyel deney tasarımında faktör sayısına bağlı olarak deney sayıları Çizelge 3.4 de verilmiştir. Çizelge seviyeli tam faktöriyel deney tasarımında faktör sayısına bağlı deney sayıları Faktör Sayısı Deney Sayısı Faktörlerin seviyeleri düşük ve yüksek olarak ifade edilir. Düşük olan seviye alt seviyedir ve ( - ) ile gösterilir, yüksek olan seviye üst seviyedir (+) ile gösterilir. 2 k deney dizaynında faktörlerin muhtemelen hangisinin daha yüksek veya düşük olduğunu belirlemek için büyüklük (magnitude) ve yönü (direction) gibi ifadeler kullanılır. Yapılan analizin doğruluğu varyans analizi ile belirlenir [104]. 78

97 2 k deney tasarımında deney kombinasyonları 3 şekilde gösterilir. 1- Geometrik gösterim, 2- Harflerle gösterim, notasyonu ile gösterim, 2 4 tam faktöriyel deney tasarımının farklı notasyonlarla gösterimi Çizelge 3.5 de verilmiştir. Çizelge tam faktöriyel deney tasarımının farklı notasyonlarda gösterimi [101] Deney No A Faktörü B Faktörü C Faktörü D Faktörü Harfli gösterim A B C D Deney Verileri (1) Y a Y b Y ab Y c Y ac Y bc Y abc Y d Y ad Y bd Y abd Y cd Y acd Y bcd Y abcd Y16 79

98 4. ARAŞTIRMA BULGULARI 4.1. Arazi Çalışmaları Bulguları Çatlak sistemleri Gedik Formasyonu nda Alacakaya Mermer A.Ş. ye ait Altıoluk mermer ocağında yapılan ölçümlerden elde edilen çatlaklara ait doğrultu ve eğim değerleri Çizelge 4.1 de, faylara ait doğrultu ve eğim değerleri Çizelge 4.2 de verilmiştir. Çizelge 4.1. Çatlaklara ait doğrultu ve eğim değerleri Ölçüm No Çatlaklara ait doğrultu ve eğim değerleri 1 KG DB K 15 D 4 K 10 D 5 K 20 D 6 KG KG K 30 B - 46 KD 9 K 15 B K 40 B K 10 B K 10 B KG DB - 65 K 15 KG K 10 B - 42 KD 17 K 40 B

99 Çizelge 4.2. Faylara ait doğrultu ve eğim değerleri Ölçü No Faylara ait doğrultu ve eğim değerleri 1 K 10 D K 10 B - 69 KD 3 K 15 B 90 4 K 10 B K 10 B K 10 B K 25 D - 90 Gedik Formasyonu nda ölçülen çatlak ve fayların doğrultularına göre yapılmış gül diyagramı Şekil 4.1 de verilmiştir (Yer: Alacakaya Mermer A.Ş. ye ait Altıoluk Mermer ocağı) a ve b makaslama çatlağı ve doğrultu atımlı faylar, c tansiyon çatlağı. Şekil 4.1. Ölçülen çatlak ve fayların doğrultularına göre yapılmış gül diyagramı 81

100 Blok verimliliği Altıoluk mermer ocağında yapılan çatlak ve faylara ait doğrultu ölçümlerinde sahada gelişen çatlakların egemen olarak kuzey-güney doğrultulu olduğu, bu yöne dik yönde ise tansiyon çatlaklarının geliştiği gözlemlenmiştir. Ayrıca sahada kuzey güney doğrultulu bir fay ve bu faya bağlı olarak gelişen antitetik-sentitetik çatlak sistemleri de bulunmaktadır. Çatlaklar arası mesafeler fay zonunun yakınlarında 25 cm ile 55 cm arasında değişmektedir. Çatlak açıklıkları yer yer 2-3 mm ve 7-11 cm lik toprak dolgulu karstik boşluklar şeklindedir. Ocakta üretilen ve satışa sunulan en küçük blok boyutu 80x80x80 cm, en büyük blok boyutu ise 200x200x300 cm dir. Üretim yapılan aynalarda gözlenen karstik boşluklar ve çatlaklar Şekil 4.2 a- b de, pasa ve blok stok sahasından görünümler Şekil 4.3 a-b de, üretim yapılan ocak ağızlarından bir görüm Şekil 4.4 de verilmiştir. (a) (b) Şekil 4.2. a-b Karstik boşluk ve çatlakların görünümü (a) (b) Şekil 4.3.a-b Pasa ve blok stok sahasından bir görünüm 82

101 Şekil 4.4. Üretim yapılan ocak ağızlarından bir görünüm 4.2. Deneysel Çalışmaların Sonuçları Çalışılan mermerlerin fiziksel özellikleri Birim hacim ağırlığı deneyi sonuçları TS 699 a göre yapılan birim hacim ağırlığı deneyleri ile elde edilen sonuçlar Çizelge de verilmiştir [88]. Çizelge 4.3. Best Krem Mermeri nin birim hacim ağırlığı değerleri Örnek No Doğal Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Doygun Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Ortalama ± Standart Sapma 2.69± ± ±

102 Çizelge 4.4. Perlato Giello Mermeri nin birim hacim ağırlığı değerleri Örnek No Doğal Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Doygun Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Ortalama ± Standart Sapma 2.69 ± ± ± Çizelge 4.5.Rozalya Mermeri nin birim hacim ağırlığı değerleri Örnek No Doğal Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Kuru Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Doygun Birim Hacim Ağırlığı (gr/cm 3 ) Ortalama ± Standart Sapma 2,68 ± 0,005 2,68 ± 0,005 2,69 ±0,004 Mermerler için birim hacim ağırlığı alt sınırı TS 1910 da 2,55 gr / cm 3, TS 2513 de 2,54 gr / cm 3, TS de 2,16 gr / cm 3 olarak verilmiştir. Çalışılan mermerlerin doğal, doygun, kuru birim hacim ağırlığı değerleri bu standartlara uygundur [48,87,106] Su emme deneyi sonuçları TS 699 a göre yapılan su emme deneyi sonucunda bulunan ağırlıkça ve hacimce su emme değerleri Çizelge de verilmiştir [88]. 84

103 Çizelge 4.6. Best Krem Mermeri nin su emme değerleri Örnek No Ağırlıkça Su Emme (%) Hacimce Su Emme (%) 1 0,150 0, ,218 0, ,109 0, ,090 0, ,228 0,612 Ortalama ± Std, Sapma 0,159 ± 0,062 0,427 ± 0,167 Çizelge 4.7. Perlato Giello Mermeri nin su emme değerleri Örnek No Ağırlıkça Su Emme (%) Hacimce Su Emme (%) 1 0,149 0, ,121 0, ,126 0, ,117 0, ,101 0,274 Ortalama ± Std, Sapma 0,122 ± 0,017 0,335 ± 0,045 Çizelge 4.8. Rozalya Mermeri nin su emme değerleri Örnek No Ağırlıkça Su Emme (%) Hacimce Su Emme (%) 1 0,254 0, ,162 0, ,239 0, ,158 0, ,167 0,449 Ortalama ± Std, Sapma 0,196 ± 0,046 0,525 ± 0,124 Ağırlıkça su emme değeri üst sınırı TS 1910 da % 0,75, TS 2513 de % 1,8, TS da % 0,4 olarak belirtilmiştir. Çalışılan mermerlerin su emme değerleri bu standartlara uygundur [48,87,107]. 85

104 Özgül ağırlık deneyi sonuçları TS 699 a göre yapılan özgül ağırlık deneyi sonuçları Çizelge 4.9 da verilmiştir [88]. Çizelge 4.9. Çalışılan mermerlerin özgül ağırlık değerleri Örnekler Özgül Ağırlık (gr/cm 3 ) Best Krem 2,71±0,005 Perlato Giello 2,70 ±0,002 Rozalya 2,71 ±0,003 TS 2513 de mermerler için özgül ağırlık değeri minimum 2,55 gr/cm 3 olarak belirtilmiştir. Çalışılan mermerlerin özgül ağırlık değerleri bu standarda uymaktadır [87] Doluluk oranı TS 699 a göre yapılan doluluk oranı hesaplamaları sonuçları Çizelge 4.10 da verilmiştir [89]. Çizelge Çalışılan mermerlerin doluluk oranı değerleri Örnekler Doluluk Oranı Değerleri (%) Best Krem 99,2 Perlato Giello 99,6 Rozalya 98,8 TS da mermerler için doluluk oranını minimum % 98 olarak belirtilmiştir. Çalışılan mermerlerin doluluk oranı değerleri bu standarda uygundur [107]. 86

105 Porozite Görünür porozite: Çalışılan mermerlerin görünür porozite değerleri Çizelge 4.11 de verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin görünür porozite değerleri Best Krem (%) Perlato Giello (%) Rozalya (%) 0,404 0,402 0,680 0,586 0,327 0,436 0,295 0,338 0,641 0,242 0,335 0,423 0,612 0,274 0,449 Ort = 0,427 ± 0,167 Ort = 0,335 ± 0,045 Ort = 0,525 ± 0,124 Hakiki porozite: verilmiştir. Çalışılan mermerlerin hakiki porozite değerleri Çizelge 4.12 de Çizelge Çalışılan mermerlerin hakiki porozite değerleri Örnek Hakiki porozite değeri (%) Best Krem 0,8 Perlato Giello 0,4 Rozalya 1,2 Best Krem ve Perlato Giello mermerleri Çizelge 2.1 e göre değerlendirildiğinde çok kompakt kayaçlar, Rozalya mermeri ise az boşluklu kayaçlar sınıfına girmektedir [36] Sertlik Mohs sertliği:ts 6809 a göre belirlenen Mohs sertlik değerleri Çizelge 4.13 de verilmiştir [89]. 87

106 Çizelge Çalışılan mermerlerin Mohs sertlik değerleri Örnek Mohs Sertlik Değeri Best Krem 4-5 Perlato Giello 4-5 Rozalya 4 Çalışılan mermerler Çizelge 2.2. ye göre değerlendirildiğinde yumuşak mermerler grubuna girmektedirler [29]. Shore sertliği: Mermerler üzerinde Shore Sclereskobu ile yapılan 15 adet okumanın sonucunda elde edilen endeks değerlerinin aritmetik ortalamaları Çizelge 4.14 de verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin Shore Sclereskobu sertlik değerleri Örnek Shore Sertlik Değeri Best Krem 65 ±2,58 Perlato Giello 66 ±1.9 Rozalya 62 ±2.7 Schmidt çekici sertlik değeri : Çalışılan mermerlerin Schmidt çekici sertlik değerleri Çizelge 4.15 de verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin Schmidt çekici sertlik değerleri Örnek Schmidt Çekici Sertlik Değeri Best Krem 62 ± 1,31 Perlato Giello 63,75± 3,88 Rozalya 59,89 ± 1,54 Çalışılan mermerler Çizelge 2.3 e göre değerlendirildiğinde Best Krem ve Perlato Giello mermeri çok sert, Rozalya mermeri ise oldukça sert kayaçlar sınıfına girmektedir [38]. 88

107 Suda dağılma dayanımı deneyi sonuçları Çalışılan mermerlerin suda dağılma dayanımı değerleri Çizelge 4.16 da verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin I d1 ve I d2 değerleri Best Krem Perlato Giello Rozalya Id 1 (%) 99,303 99,8 98,52 Id 2 (%) 98,977 99,56 97,87 Çalışılan mermerlerin suda dağılma dayanımı indeks değerleri Çizelge 2.9 a göre değerlendirildiğinde Best Krem ve Rozalya mermeri yüksek dayanımlı, Perlato Giello mermeri ise çok yüksek dayanımlı mermerler grubuna girer [65] Çalışılan mermerlerin mineralojik-petrografik özellikleri İnce kesit analizi sonuçları Çalışılan mermerlerin Fırat Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü ince kesit laboratuarında hazırlatılan ince kesitleri polorizan mikroskop kullanılarak incelenmiş ve 3/2 büyütme oranında resimleri çekilmiştir. Şekil 4.5 de Best Krem Mermeri ne ait ince kesit fotoğrafı verilmiştir. Şekil 4.5. Best Krem Mermerine ait ince kesit fotoğrafı 89

108 Çizelge 2.5 de verilen Folk; (1959) sınıflamasına göre Best Krem mermeri biyomikrosparit bileşimindedir. Sparitler genellikle ikincildir (diyajenetik). Çizelge 2.4 de verilen Dunham; (1962) sınıflamasına göre ise vaketaşı ve istiftaşı dokusuna sahiptir. Best Krem mermeri yersel olarak Miliola sp., Alveolina sp,, Assilina sp, ve mercan fosilleri içermektedir [50,51]. Şekil 4.6 da Perlato Giello Mermeri ne ait ince kesit fotoğrafı verilmiştir. Şekil 4.6. Perlato Giello Mermerine ait ince kesit fotoğrafı Çizelge 2.5 de verilen Folk; (1959) sınıflamasına göre Perlato Giello mermeri biyomikrosparit bileşimindedir. Sparitler genellikle ikincildir (diyajenetik). Çizelge 2.4 de verilen Dunham; (1962) sınıflamasına göre ise vaketaşı ve istiftaşı dokusuna sahiptir. Yersel olarak foraminifer ve fosil kırıntıları içermektedir [50,51]. Şekil 4.7 de Rozalya Mermeri ne ait ince kesit fotoğrafı verilmiştir. 90

109 Şekil 4.7. Rozalya mermerine ait ince kesit fotoğrafı Çizelge 2.5 de verilen Folk; (1959) sınıflamasına göre Rozalya mermeri biyomikrosparit bileşimindedir. Sparitler genellikle ikincildir (diyajenetik). Yersel çatlaklar limonit dolguludur. Çizelge 2.4 de verilen Dunham; (1962) sınıflamasına göre ise biyoklastik istiftaşı dokusuna sahiptir. Nummulites sp., Miliola sp., Alveolina sp., Assilina sp., Rotaliidae, alg ve mercan fosilleri içermektedir [50,51] XRD analizi sonuçları Çalışılan mermerlerin İnönü Üniversitesi Merkezi Araştırma Laboratuarında yaptırılan XRD analizi sonuçları Şekil da verilmiştir, Yapılan incelemeler sonucunda Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya mermerlerinin ana bileşen olarak kalsit mineralinden oluştuğu saptanmıştır. 91

110 Şekil 4.8. Best Krem Mermeri nin X-Ray difraktogramı Şekil 4.9. Perlato Giello Mermeri nin X-Ray difraktogramı 92

111 Şekil Rozalya Mermeri nin X-Ray difraktogramı Çalışılan mermerlerin kimyasal özellikleri XRF analizi sonuçları Çalışılan Mermerlerin XRF Analizi Sonuçları Çizelge 4.17 de verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin XRF analizi sonuçları Oksit Elementleri Best Krem (%) Perlato Giello (%) Rozalya (%) SiO 2 0,4793 0,3555 0,7043 Al 2 O 3 0,2439 0,1983 0,4211 Fe 2 O 3 0,089 0,086 0,1283 MgO 0,379 0,378 0,352 CaO 59,48 59,06 58,37 Na 2 O 0,014 0,014 0,014 K 2 O Eser Eser Eser TiO 2 Eser Eser 0,0105 SrO 0,015 0,014 0,01615 MnO 0, , ,00219 P 2 O 5 0,014 0,0146 0,01308 Kızdırma Kaybı 41,91 42,09 41,93 Toplam 102,63 102,13 101,96 93

112 Çizelgeden de görüldüğü gibi çalışılan mermerler için en büyük bileşen CaO dir. Bunu SiO 2 ve MgO izlemektedir. Rozalya Mermeri nin Fe 2 O 3 oranı Best Krem ve Perlato Giello Mermerlerine oranla daha fazladır. Rozalya Mermeri nin pembemsi renginin bu durumdan kaynaklandığı düşünülmektedir. Diğer oksitlerin oranları ise oldukça düşük değerlerdedir SEM sonuçları İnönü Üniversitesi Merkezi Araştırma Laboratuarında KX büyütme oranı ile çektirilen SEM görüntüleri Şekil de verilmiştir. Şekil Best Krem Mermeri ne ait SEM görüntüleri Şekil Perlato Giello Mermeri ne ait SEM görüntüleri 94

113 Şekil Rozalya Mermeri ne ait SEM görüntüleri Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nin SEM görüntüleri incelendiğinde kayaçların ana bileşeni olan kalsit kristallerinin düzensiz sınırlar boyunca kenetlendiği ve yüzeysel ufalanmaların bulunduğu görülmüştür. Best Krem Mermeri değişik yönlerde gelişmiş çatlaklar içermektedir. Best Krem ve Perlato Giello Mermerleri nde mikro çatlakların içerisinde ikincil kalsit kristalleri bulunmaktadır. Rozalya Mermeri nde yaygın biçimde gözeneklilik bulunmaktadır Pas tehlikesi tayini deneyi neticeleri TS 699 a göre yapılan pas tehlikesi tayini deneyi sonucunda Best Krem Mermerinde kaliteyi ve görünümü bozacak şekilde bir renklenme-lekelenme gözlenmemiştir [88]. Lekelenmeler damarlar etrafında açık kahverengi renkte ve kaliteyi etkiler ölçüde değildir. Perlatto Giello Mermeri ne ait örneklerde pas tehlikesi tayini deneyi sonucunda kırık yüzeylerin çevrelediği bölgelerdeki renklenmelerde belirginleşmeler meydana gelmiştir. Ancak bu renklenmeler daha önceki renklenmeler ile çok uyumsuz ve kaliteyi olumsuz yönde etkileyecek düzeyde değildir. Rozalya Mermeri ne ait örneklerde deney sonunda kırmızımsı renklenmelerin olduğu bölgelerde renk belirginleşmeleri meydana gelmiştir. Bu renk belirginleşmeleri kayacın içerdiği FeO minerallerinden kaynaklanmaktadır ve kayacın orijinal hali ile uyumsuzluk göstermediğinden kaliteyi olumsuz yönde etkilemez. 95

114 Asit etkilerine dayanıklılık deneyi TS 699 a göre yapılan asit etkilerine dayanıklılık deneyi sonucunda Best Krem Mermeri yüzeyinde önemli bir değişiklik meydana gelmemiştir [88]. Perlatto Giello Mermeri yüzeyinde kahverengi renklenmelerin oluştuğu kısımlarda renklerde belirginleşmeler oluşmuş, ancak yüzeyden parça kopmaları meydana gelmemiştir. Rozalya Mermerinde de pembemsi renklenmelerin oluştuğu kısımlarda renk belirginleşmeleri gözlemlenmiştir. Tüm bu değişimler kaliteyi olumsuz yönde etkileyecek düzeyde değildir Çalışılan mermerlerin mekanik özellikleri Tek eksenli basma dayanımı TS 699 a göre yapılan tek eksenli basma dayanımı deneyi sonuçları Çizelge de verilmiştir [88]. Çizelge Best Krem Mermeri nin tek eksenli basınç dayanımı değerleri Numune No Kırılma Yükü (kn ) Yüzey Alanı (mm 2 ) Tek Eksenli Basınç Dayanımı (MPa) 1 172,4 0, ,5 2 97,6 0, , ,9 0, , ,2 0, , ,4 0, ,57 Ortalama ± standart sapma = 62,57±14,38 96

115 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin tek eksenli basınç dayanımı değerleri Numune No Kırılma Yükü ( kn ) Yüzey Alanı (mm 2 ) Tek Eksenli Basınç Dayanımı (MPa) 1 163,3 0, , ,2 0, , ,3 0, , ,7 0, , ,9 0, ,15 Ortalama ± Standart Sapma = 75,36 ± 16,74 Çizelge Rozalya Mermeri nin tek eksenli basınç dayanımı değerleri Numune No Kırılma Yükü (kn) Yüzey Alanı (mm 2 ) Tek Eksenli Basınç Dayanımı (MPa) 1 128,3 0, , ,9 0, , ,5 0, , ,6 0, , ,2 0, ,4 Ortalama ± Standart Sapma = 47,39 ± 9,27 Bulunan tek eksenli basma dayanımı değerleri Çizelge 2.6 ya göre değerlendirildiğinde Best Krem ve Perlato Giello Mermerleri orta dayanımlı, Rozalya Mermeri ise düşük dayanımlı mermer grubuna girmektedir [58]. 97

116 Sürtünme ile aşınma kaybı deneyi (Böhme metodu) TS 699 a göre yapılan sürtünme ile aşınma kaybı deneyi sonuçları Çizelge de verilmiştir [88]. Çizelge Best Krem Mermeri nin sürtünme ile aşınma kaybı değerleri Örnek Deney öncesi Deney sonrası Aşınma uygulanan Sürtünme ile No hacim (cm 3 ) Hacim (cm 3 ) yüzey alanı (cm 2 ) Aşınma Kaybı 1 393,24 372,71 54,24 19, ,56 362,22 52,86 22, ,85 53,17 22, ,59 370,97 53,12 19, ,05 356,69 53,44 19,04 Ortalama = 20,52 ± 1,727 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin sürtünme ile aşınma kaybı değerleri Örnek No Deney Öncesi Hacim (cm 3 ) Deney Sonrası Hacim (cm 3 ) Aşınma uygulanan yüzey alanı (cm 2 ) Sürtünme ile Aşınma Kaybı 1 385,86 364,93 53,00 19, ,76 369,42 58,71 19, ,49 384,94 55,18 16, ,26 377,55 55,07 20, ,44 352,21 51,46 23,54 Ortalama = 20,11 ± 2,40 98

117 Çizelge Rozalya Mermeri nin sürtünme ile aşınma kaybı değerleri Örnek No Deney Öncesi Hacim (cm 3 ) Deney Sonrası Hacim (cm 3 ) Aşınma uygulanan yüzey alanı (cm 2 ) Sürtünme ile Aşınma Kaybı 1 382,89 362,08 52,57 19, ,22 340,1 51,11 24, ,39 362,41 52,78 21, ,64 362,56 52,65 20, ,63 350,54 52,12 23,11 Ortalama = 21,85 ± 2,038 TS 1910, TS 2513, TS11137 de mermerler ve doğal taşlar için sürtünme ile aşınma kaybı değeri yük taşıyıcı mekanlarda en çok 10 cm 3 /50cm 2, süs ve duvar kaplamacılığında kullanılacak mermerlerde ise 15cm 3 /50cm 2, TS da döşemecilikte kullanılacak doğal taşlar için en çok 15cm 3 /50cm 2, duvar kaplamacılığında kullanılacak doğal taşlarda ise 25cm 3 /50cm 2 olarak verilmiştir. Çalışılan mermerlerin sürtünme ile aşınma kaybı değerleri bu standartlara göre değerlendirildiğinde duvar kaplamacılığı için uygun oldukları görülmektedir [48,87,106,107] Sonik hız deneyi sonuçları Çalışılan mermerlerin ultrasonik hız deneyi sonucunda bulunan P ve S dalga hızları Çizelge 4.24 de verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin P&S dalga hızları Best Krem Perlato Giello Rozalya Vp (m/s) Vs (m/s) Elde edilen P dalga hızları çizelge 2.7 ye göre değerlendirildiğinde Best Krem, Perlato Giello, Rozalya Mermerlerinin çok yüksek hız değerine sahip olduğu görülür [61]. 99

118 Darbe dayanımı deneyi sonuçları Çalışılan mermerlerin darbe dayanımı değerleri Çizelge 4.25 de verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin darbe dayanımı değerleri Best Krem Perlato Giello Rozalya Darbe sayısı Darbe Dayanımı MPa TS da kaplama olarak kullanılacak mermerler için darbe dayanımı değeri 4 kg.cm/cm 3, döşeme olarak kullanılacak mermerlerde 6 kg.cm/cm 3, TS 2513 de de 6 kg.cm/cm 3 olarak verilmiştir. Çalışılan mermerlerin darbe dayanımı değerleri bu standartlara uygundur [87,107] Nokta yükleme dayanımı deneyi sonuçları Çalışılan mermerlerin nokta yükü dayanım değerleri Çizelge 4.26 da verilmiştir. Çizelge Çalışılan mermerlerin nokta yükü dayanım indeksi değerleri Best Krem Perlato Giello Rozalya Is (50) (MPa) 5,23 ± 0,65 6,28 ± 1,82 4,26 ± 0,64 Çalışılan mermerler çizelge 2.8 e göre değerlendirildiğinde nokta yükleme dayanımları açısından orta dirençli kayaç grubuna girmektedirler [64] Mermerlerin Kesilebilirliğini Belirlemeye Yönelik Yapılan Deneyler Çalışılan mermerlerin 2 4 faktöriyel deney tasarımına göre hazırlanan kesme deney prosedürü ve deneyler sonunda elde edilen spesifik enerji, kesme hızı değerleri ile ölçülen pürüzlülük değerleri Çizelge da verilmiştir. 100

119 Çizelge Best Krem Mermerinin 2 4 deneyi prosedürü ve deney verileri faktöriyel dizayna göre yapılan kesme Deney Testere Tabla Kesme Su SE No Hızı Hızı Derinliği Miktarı (J/mm 3 ) (dev/dk) (mm/sn) (mm) (ml/sn) V i R a R z (m/dk) (μm) (μm) BK ,027 0,23 1,166 9,14 BK ,276 0,21 0,922 7,88 BK ,953 0,60 1,085 6,6 BK ,767 0,61 1,35 11,45 BK ,933 0,24 1,11 9,31 BK ,592 0,23 1,092 9,371 BK ,706 0,53 1,028 10,08 BK ,147 0,45 1,056 9,06 BK ,093 0,22 1,018 7,86 BK ,807 0,23 1,282 10,72 BK ,451 0,58 1,128 7,82 BK ,629 0,625 3,26 4,8 BK ,022 0,22 1,35 1,24 BK ,083 0,17 1,27 8,9 BK ,137 0,80 1,062 9,26 BK ,373 0,46 1,44 10,82 101

120 Çizelge Perlato Giello Mermerinin 2 4 faktöriyel dizayna göre yapılan kesme deneyi prosedürü ve deney verileri Deney No Testere Hızı (dev/dk) Tabla Hızı (mm/sn) Kesme Derinliği (mm) Su Miktarı (ml/sn) SE (J/mm 3 ) V i (m/dk) R a (μm) R z (μm) PG ,384 0,306 1,79 13,53 PG ,260 0,256 1,59 13,80 PG ,610 0,519 1,20 10,37 PG ,972 0,643 1,16 10,02 PG ,657 0,119 1,18 11,16 PG ,895 0,205 1,44 13,33 PG ,167 0,507 1,32 13,18 PG ,678 0,520 1,80 12,46 PG ,061 0,274 1,30 11,66 PG ,415 0,278 1,44 11,92 PG ,519 0,647 1,33 11,15 PG ,247 0,616 1,42 11,34 PG ,142 0,201 1,12 11,38 PG ,238 0,207 0,99 8,40 PG ,089 0,544 1,34 11,63 PG ,657 0,527 1,00 8,83 102

121 Çizelge Rozalya Mermerinin 2 4 faktöriyel dizayna göre yapılan kesme deney prosedürü ve deney verileri Deney No Testere Hızı (dev/dk) Tabla Hızı (mm/sn) Kesme Derinliği (mm) Su Miktarı (ml/sn) SE (J/mm 3 ) V i (m/dk) R a (μm) R z (μm) R ,875 0,277 1,21 8,68 R ,672 0,280 1,40 14,00 R ,981 0,69 1,22 8,00 R ,248 0,63 1,63 10,78 R ,984 0,24 1,31 10,24 R ,865 0,20 1,06 8,52 R ,373 0,56 1,20 9,58 R ,667 0,53 1,44 14,5 R ,613 0,282 1,30 7,70 R ,772 0,286 1,57 10,8 R ,217 0,69 1,80 14,4 R ,561 0,676 1,52 10,58 R ,710 0,196 1,31 10,74 R ,454 0,197 1,31 13,16 R ,667 0,53 1,17 9,03 R ,755 0,51 1,25 11,9 Çizelge da ki veriler kullanılarak aşağıdaki ilişkiler tespit edilmiştir Kesme hızı-pürüzlülük (R a ) ilişkisi Best Krem, Perlato Giello, Rozalya Mermerleri üzerinde yapılan kesme deneylerinden elde edilen kesme hızı ile pürüzlülük değeri (R a ) ilişkisi Şekil da verilmiştir. 103

122 2 Pürüzlülük (Ra) 1,5 1 0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Kesme hızı(m/dk) Şekil Best Krem Mermeri ne ait kesme hızı-pürüzlülük ( Ra ) değerleri ilişkisi 2 Pürüzlülük (Ra) 1,5 1 0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Kesme hızı (m/dk) Şekil Perlato Giello Mermeri ne ait kesme hızı-pürüzlülük (R a ) değerleri ilişkisi 2 Pürüzlülük (Ra) 1,5 1 0,5 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Kes m e hızı (m /dk ) Şekil Rozalya Mermeri ne ait kesme hızı-pürüzlülük (R a ) değerleri ilişkisi 104

123 Kesme hızına bağlı olarak pürüzlülükte meydana gelen değişim incelendiğinde, Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nde kesme hızının artışına karşılık pürüzlük değişiminin dar bir aralıkta dalgalanmalar şeklinde geliştiği, aynı kesme hızlarında farklı pürüzlülük ölçümlerinin de elde edildiği gözlenmiştir Kesme hızı-spesifik enerji ilişkisi Best Krem, Perlato Giello, Rozalya Mermerleri üzerinde yapılan kesme deneylerinden elde edilen kesme hızı değişiminin spesifik enerji üzerine etkisi Şekil da verilmiştir. Spesifik enerji (J/mm 3 ) ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 Kesme hızı (m/dk) Şekil Best Krem Mermeri ne ait kesme hızı-spesifik enerji değerleri ilişkisi Spesifik enerji (j/mm 3 ) ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 Kesme hızı (m/dk) Şekil Perlato Giello Mermeri ne ait kesme hızı-spesifik enerji değerleri ilişkisi 105

124 Spesifik enerji (J/mm 3 ) ,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 Kesme hızı (m/dk) Şekil Rozalya Mermeri ne ait kesme hızı-spesifik enerji değerleri ilişkisi Kesme hızına bağlı olarak spesifik enerji miktarında meydana gelen değişim incelendiğinde kesme hızının artmasına karşılık spesifik enerjinin azalma eğiliminde olduğu görülmektedir. Literatürde kesim hızının artmasının kesim süresini kısaltarak spesifik enerjinin azalmasını sağladığı belirtilmiştir [10,12] Yapılan istatistiksel analizler Elde edilen verilerin istatistiksel analizi Minitab Released 14 (2003) İstatistik programı kullanılarak %95 güvenilirlik seviyesinde yapılmıştır. Kesme sürecine etki eden faktörlerin isimleri ve kodlanmış değerleri Çizelge 4.30 da verilmiştir. Çizelge Kesme sürecinde etkisi araştırılan faktörlerin isimleri ve kodları Faktör Testere hızı Tabla hızı Kesme derinliği Su miktarı Kod A B C D 106

125 Kesme sürecinde faktör etkilerinin grafiksel olarak gösterimi Pareto ve normal etki grafikleri ile hangi faktörlerin süreç üzerinde etkili olduğu belirlenmiştir. Normal etki grafiğinde Bilgisayar Programı hiçbir faktörün etkisi olmadığını varsayarak bir doğru çizer. Faktörlerin bu doğrudan uzaklığının artması etkilerinin diğer faktörlere göre daha fazla olduğunu gösterir. Pareto grafiği aracılığı ile de faktörlerin etkilerini görebiliriz. Pareto grafiğinde faktörler etkileri fazla olandan az olana doğru sıralanmaktadır. Best Krem Mermeri nin kesme sürecine ait faktör etkilerini gösteren normal olasılık ve pareto grafikleri Şekil de verilmiştir. Şekil Best Krem Mermeri kesme sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği 107

126 Şekil Best Krem Mermeri kesme sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Grafikler incelendiğinde Best Krem Mermeri nin kesim süreci üzerinde en fazla etkisi bulunan faktörün B (tabla hızı) faktörü olduğu ve testere hızı*kesme derinliği (AC) ve testere hızı*tabla hızı*kesme derinliği (ABC) faktör etkileşimlerinin de süreç üzerinde etkili olduğu görülmektedir. Perlato Giello Mermeri nin kesme sürecine ait faktör etkilerini gösteren normal olasılık ve Pareto grafikleri Şekil de verilmiştir. Şekil Perlato Giello Mermeri kesme sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği 108

127 Şekil Perlato Giello Mermeri kesme sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Grafikler incelendiğinde Perlato Giello Mermeri nin kesim süreci üzerinde en fazla etkisi bulunan faktörün B (tabla hızı), BC (tabla hızı* kesme derinliği), AC (testere hızı*kesme derinliği) ve ABC (testere hızı*tabla hızı*kesme derinliği) faktör etkileşimlerinin olduğu görülmektedir. Rozalya Mermeri nin kesme sürecine ait faktör etkilerini gösteren normal olasılık ve Pareto grafikleri Şekil de verilmiştir. Şekil Rozalya Mermeri kesme sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği 109

128 Şekil Rozalya Mermeri kesme sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Grafikler incelendiğinde Rozalya Mermeri nin kesim süreci üzerinde A (testere hızı), B (tabla hızı), C (kesme derinliği), AC (testere hızı*kesme derinliği), ABC (testere hızı*tabla hızı*kesme derinliği) faktörlerinin ve faktör etkileşimlerinin etkili olduğu görülmektedir. Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya mermerlerinin kesim sürecinden elde edilen spesifik enerji verisi için faktörlerin tahmin edilen etkileri ve modeldeki katsayılar Çizelge de verilmiştir. 110

129 Çizelge Best Krem Mermeri nin kesme sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Faktörler Etkiler Katsayılar Sabit 4,142 A 0,704 0,352 B -4,244-2,122 C -0,786-0,393 D 0,184 0,092 A*B 0,213 0,107 A*C 0,895 0,448 A*D -0,087-0,043 B*C -0,573-0,287 B*D -0,430-0,215 C*D 0,125 0,063 A*B*C -1,974-0,987 A*B*D 0,377 0,188 A*C*D 0,136 0,068 B*C*D -0,051-0,025 A*B*C*D -0,028-0,014 Etkiler sütunundaki değerler hangi faktörün ve faktör etkileşiminin süreç üzerinde etkili olduğunu göstermektedir. Çizelgeden de anlaşıldığı gibi tüm faktörlerin ve etkileşimlerin süreç üzerinde etkisi bulunmaktadır. Çizelge incelendiğinde Best Krem Mermeri nin kesim sürecinde, A (testere hızı) ve D (su miktarı) faktörlerinin etkisinin pozitif yönde, B (tabla hızı) ve C (kesme derinliği) faktörlerinin etkisinin ise negatif yönde olduğu görülmektedir. A ve D faktörlerinin seviyelerinde meydana gelecek artış spesifik enerji değerinde artma meydana getirirken, B (tabla hızı) ve C (kesme derinliği) faktörlerinin seviyelerinde meydana gelecek artış spesifik enerji de düşüş meydana getirecektir. Literatürde de tabla hızının (ilerleme hızının) artışının spesifik enerjide düşüş meydana getireceği testere hızındaki artışın da spesifik enerjide artma meydana getireceği belirtilmiştir [7, 10,70]. 111

130 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin kesme sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Faktörler Etkiler Katsayılar Sabit 4,249 A 0,092 0,046 B -3,264-1,632 C 0,132 0,066 D 0,343 0,172 A*B -0,049-0,025 A*C -0,988-0,494 A*D -0,155-0,078 B*C -1,571-0,786 B*D 0,178 0,089 C*D -0,411-0,205 A*B*C 1,486 0,743 A*B*D 0,261 0,130 A*C*D -0,616-0,308 B*C*D -0,160-0,080 A*B*C*D -0,461-0,231 Çizelge 4.32 incelendiğinde, Perlato Giello mermerinin kesme süreci üzerinde A (testere hızı), C (kesme derinliği) ve D (su miktarı) faktörlerinin pozitif, B (tabla hızı) faktörünün ise negatif yönde etkisi bulunduğu görülmektedir. A, C ve D faktörlerinin seviyelerinde meydana gelecek artış spesifik enerji değerini artırırken B faktörünün seviyesinde meydana gelecek artış spesifik enerji değerinde düşüş meydana getirecektir. 112

131 Çizelge Rozalya Mermeri nin kesme sürecinde faktörlerin ve etkileşimlerin sürece etkileri Faktörler Etkiler Katsayılar Sabit 4,401 A 0,947 0,473 B -4,184-2,092 C -0,933-0,467 D 0,135 0,068 A*B 0,052 0,026 A*C -1,945-0,973 A*D -0,113-0,056 B*C -0,453-0,227 B*D -0,153-0,076 C*D 0,289 0,144 A*B*C 1,138 0,569 A*B*D -0,169-0,085 A*C*D 0,027 0,014 B*C*D -0,080-0,040 A*B*C*D 0,152 0,076 Çizelge 4.33 incelendiğinde A (testere hızı) ve D ( su miktarı) faktörlerinin sürece pozitif yönde etki ettiği, B (tabla hızı), C (kesme derinliği), faktörlerinin ise sürece negatif yönde etki ettiği görülmektedir. A ve D faktörlerinin seviyelerinde meydana gelecek artış spesifik enerji değerini artırırken B ve D faktörlerinin seviyelerinde meydana gelecek artış spesifik enerji değerini düşürecektir. Deneysel tasarımın amacı her zaman pratik sonuçlar elde etmek olduğu için, etkisi anlamlı olmayan faktörler modelden çıkarılarak indirgenmiş model oluşturulur. A ve B olmak üzere iki faktörümüz olduğunu ve a nın A faktörünün seviyeleri, b nin B faktörünün seviyeleri olduğunu varsayarsak yapılan faktöriyel deney tasarımına ait varyans analizi tablosu Çizelge 4.34 de verilmiştir. 113

132 Çizelge İki faktörlü faktöriyel deney tasarımına ait varyans analizi tablosu [101] Değişim Kareler toplamı Serbestlik Ortalama kare F 0 kaynağı derecesi A etkisi a 2 2 SS A yi.. y... = bn abn i= 1 B etkisi b 2 2 SS B y. J.. y... = an abn j= 1 a-1 b-1 MS MS A B SS A MS = F0 = a 1 MS SSB MS = F0 = b 1 MS A E B E Etkileşimler 2 2 y y SS SS SS a b ij..... AB = A B i= 1 j= 1 n abn (a-1) (b-1) MS AB = SS AB ( a 1)( b 1) MS F0 = MS AB E Hata SSE = SST SS AB SS A SS ab (n-1) B MS E SSE = ab( n 1) Toplam SST = SSE + SS AB + SS A + SSB abn-1 SS T a b n 2 2 y = yijk abn i= 1 j= 1 k= 1 n:yapılan deneylerin tekrar sayısıdır. Deney sonuçları indirgenmiş haliyle tekrar analiz edildiğinde elde edilen varyans analizi tabloları Çizelge de verilmiştir. Çizelge Best Krem Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu Kaynak Serbestlik derecesi Ardışık kareler toplamı Ayarlanmış ortalama kare Ana Etkiler 3 76,493 25, ,78 2 li 1 3,206 3, ,28 etkileşimler 3 lü 1 15,587 15, ,99 etkileşimler Kalıntı hata 10 3,118 0,3118 Uyumsuzluk 2 1,495 0,7476 3,69 Saf Hata 8 1,622 0,2028 Toplam 15 98,403 F 114

133 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu Kaynak Serbestlik derecesi Ardışık kareler toplamı Ayarlanmış ortalama kare Ana Etkiler 3 42, , ,09 2 li 2 13,7813 6, ,04 etkileşimler 3 lü 1 8,8283 8, ,27 etkileşimler Kalıntı hata 9 4,1226 0,4581 Uyumsuzluk 1 0,0098 0,0098 0,02 Saf Hata 8 4,1128 0,5141 Toplam 15 69,4534 F Çizelge Rozalya Mermeri nin indirgenmiş model varyans analizi tablosu Kaynak Serbestlik derecesi Ardışık kareler toplamı Ayarlanmış ortalama kare Ana Etkiler 3 77, , ,70 2 li 1 15, , ,43 etkileşimler 3 lü 1 5,1779 5, ,97 etkileşimler Kalıntı hata 10 1,6196 0,1620 Uyumsuzluk 2 0,8324 0,4162 4,23 Saf Hata 8 0,7872 0,0984 Toplam 15 99,0371 F İndirgenmiş model etki ve katsayı değerleri Çizelge da verilmiştir. Çizelge Best Krem Mermeri nin indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Terim Etki Katsayı SE Katsayı T P Sabit 4,142 0, ,67 0,000 A 0,704 0,352 0,1396 2,52 0,030 B -4,244-2,122 0, ,20 0,000 C -0,786-0,393 0,1396-2,82 0,018 A*C 0,895 0,448 0,1396 3,21 0,009 A*B*C -1,974-0,987 0,1396-7,07 0,000 S= 0, R 2 = % 96,83 R 2 (ayarlanmış) = % 95,25 115

134 Çizelge Perlato Giello Mermeri nin indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Terim Etki Katsayı SE Katsayı T P Sabit 4,249 0, ,11 0,000 A 0,092 0,046 0,1692 0,27 0,793 B -3,264-1,632 0,1692-9,65 0,000 C 0,132 0,066 0,1692 0,39 0,706 A*C -0,988-0,494 0,1692-2,92 0,017 B*C -1,571-0,786 0,1692-4,64 0,001 A*B*C 1,486 0,734 0,1692 4,39 0,002 S= 0, R 2 = %94,06 R 2 (ayarlanmış)=%90,11 Çizelge Rozalya Mermeri nin indirgenmiş model etki ve katsayı tablosu Terim Etki Katsayı SE Katsayı T P Sabit 4,401 0, ,74 0,000 A 0,947 0,473 0,1006 4,71 0,001 B -4,184-2,092 0, ,80 0,000 C -0,933-0,467 0,1006-4,64 0,001 A*C -1,945-0,973 0,1006-9,67 0,000 A*B*C 1,138 0,569 0,1006 5,65 0,000 S= 0, R 2 = % 98,36 R 2 (ayarlanmış) = %97,55 İyi bir modelin deney verisindeki değişimin tümünü açıklaması gereklidir. Belirleme katsayısı (R 2 ) bu kriter için bir ölçüdür ve model tarafından açıklanan değişimin toplam değişime bölünmesi ile hesaplanır. R 2, 1 e yaklaştıkça gözlenen ve model sonucu bulunan değerler arasındaki ilişkinin iyi olduğu söylenebilir. Best Krem Mermeri nin kesme sürecine ait yapılan analizde elde edilen R 2 değeri %96,83 tür. Yani toplam değişimin sadece %3,17 si model tarafından açıklanamamaktadır. Perlato Giello Mermeri nin kesim süreci analizinden elde edilen R 2 %94,06, Rozalya Mermeri nin kesim sürecinin analizinden elde edilen R 2 değeri ise %98,36 dır. Perlato Giello Mermeri için oluşturulan model toplam değişimin sadece %5,94 ünü, Rozalya Mermeri için oluşturulan model ise toplam değişimin sadece %1,64 ünü açıklayamamaktadır. Ayarlanmış R 2 değerinin yüksek olması da modelin deneysel sistem için önemli olduğunu destelemektedir. Bütün bu analizler yapıldıktan sonra, sürece ilişkin matematiksel model oluşturmak için daha önce elde edilen etki ve katsayılar tablosundaki katsayı sütunundaki değerler kullanılarak model oluşturulur. 116

135 Best Krem Mermeri nin kesim süreci için oluşturulan matematiksel model; Y= 4,142+ 0,352*A-2,212*B-0,393*C+0,448*A*C-0,987*A*B*C (4.1) Perlato Giello Mermeri nin kesim süreci için oluşturulan matematiksel model; Y= 4,249+ 0,046*A-1,632*B+0,066*C-0,494*A*C-0,786*B*C+0,743*A*B*C( 4.2) Rozalya Mermeri nin kesim süreci için oluşturulan matematiksel model; Y= 4,401+0,473*A-2,092*B-0,467*C-0,973*A*C+0,569*A*B*C (4.3) şeklindedir. Eşitlik de geçen kodların isimleri Çizelge 4.30 da verilmiştir. Oluşturulan modeller ile faktörlerin her seviyesi için spesifik enerji değerini belirleme imkanı vardır. Her faktör için yerine koyulacak alt ve üst değerler kodladığımız değerlerdir, Faktörler iki seviyede incelendiğinden alt değer (-1), üst değer (+1) değerini alır. Bir örnek verecek olursak Best Krem Mermeri ile yapılan 1 nolu deneyde A faktörünün deneydeki giriş değeri olan 1600 dev/dk (-1), B faktörünün giriş değeri olan 2mm/sn (-1), C faktörünün giriş değeri olan 10 mm (-1), D faktörünün giriş değeri olan 150 ml/dk (-1) değerleri ile kodlanmıştır. Oluşturulan matematiksel modelde bu değerler yerine yazıldığında, Y (SE) = 4, ,352*(-1) 2,212*(-1) 0,393*(-1) + 0,448*(-1)*(-1) 0,987*(-1)*(-1)*(-1) = 7,83 olarak bulunmuştur. Elde edilen modeller ile tüm deneyler için model sonuçları belirlenmiştir. Çizelge 4.41 de deneylerden elde edilen spesifik enerji değerleri ile modelden elde edilen spesifik enerji değerleri verilmiştir. 117

136 Çizelge Deneylerden elde edilen spesifik enerji değerleri ile modellerden elde edilen spesifik enerji değerleri BK Mermeri Deneylerden elde edilen SE değerleri BK Mermeri Modelden elde edilen SE değerleri PG Mermeri Deneylerden elde edilen SE değerleri PG Mermeri Modelden elde edilen SE değerleri R Mermeri Deneylerden elde edilen SE değerleri R Mermeri Modelden elde edilen SE değerleri 7,027 7,83 3,384 3,746 4,875 4,945 4,276 5,664 6,26 6,312 8,672 8,975 1,953 1,432 3,61 3,54 1,981 1,899 3,767 3,214 1,972 3,134 4,248 3,653 4,933 4,174 7,657 7,924 6,984 7,095 7,562 7,748 5,895 5,542 4,865 4,957 1,706 1,724 1,167 1,602 1,373 1,773 1,147 1,35 2,678 2,192 1,667 1,911 8,093 7,83 4,061 3,746 4,613 4,945 5,807 5,664 6,415 6,312 8,772 8,973 1,451 1,432 3,519 3,54 2,217 1,899 3,629 3,214 4,247 3,134 3,561 1,707 5,022 4,174 8,142 7,924 7,71 7,095 7,083 7,748 5,238 5,542 5,454 4,957 1,137 1,724 2,089 1,602 1,667 1,773 1,373 1,35 1,657 2,192 1,755 1, Mutlak ortalama hata hesabı Yapılan kesme deneylerine ait oluşturulan modelin mutlak ortalama hata değerleri aşağıdaki formül ile belirlenmiştir. 1 Xd Xm MOH = 100 (4.4) n X d 118

137 Burada; MOH: Mutlak ortalama hata X d : Deneyden elde edilen sonuçlar X m : Modelden elde edilen sonuçlar n: Deney sayısı Çizelge 4.42 de Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nin kesme süreci için oluşturulan modelin mutlak ortalama hata değerleri verilmiştir. Çizelge Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nin kesme süreci için mutlak ortalama hata değerleri BK Mermeri Mutlak hata değerleri PG Mermeri Mutlak hata değerleri R Mermeri Mutlak hata değerleri 11,4 10,69 1,43 32,4 0,83 3,49 13,89 1,939 4,13 14,68 58,92 14,00 15,38 3,48 1,58 2,45 5,98 1,89 1,05 37,27 29,13 17,69 18,14 14,63 3,24 7,75 7,19 2,46 1,60 2,29 1,31 0,59 14,34 11,43 26,20 52,06 16,88 2,67 7,97 9,38 5,80 9,11 51,62 23,3 6,35 1,67 32,28 8,88 MOH=12,93 MOH = 14,83 MOH= 11,15 119

138 Oluşturulan modellerin performans analizi Yapılan kesme deneylerinden elde edilen spesifik enerji değerleri ile modelden elde edilen spesifik enerji değerlerinin karşılaştırılması Şekil de verilmiştir. Tahmin edilen SE değerleri R 2 = Ölçülen SE değerleri Şekil Best Krem Mermeri kesme sürecinde elde edilen deneysel değerlerle modelden tahmin edilen değerlerin ilişkisi Tahmin edilen SE değerleri R 2 = Ölçülen SE değerleri Şekil Perlato Giello Mermeri kesme sürecinde elde edilen deneysel değerlerle modelden tahmin edilen değerlerin ilişkisi 120

139 Tahmin edilen SE değerleri R 2 = Ölçülen SE değerleri Şekil Rozalya Mermeri kesme sürecinde elde edilen deneysel değerlerle modelden tahmin edilen değerlerin ilişkisi Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nin kesme sürecine göre oluşturulan modellerden tahmin edilen spesifik enerji değerleri ile deneylerde ölçülen spesifik enerji değerleri ilişkisinin benzer eğilimi gösterdikleri görülmüştür. Elde edilen R 2 (belirleme katsayısı) değerleri % 90 ın üzerinde bulunmuştur. Bu durum oluşturulan modelin iyi olduğunu göstermektedir Mermerlerin Aşındırma- Parlatma Deneyi Sonuçları 2 4 faktöriyel deney tasarımına göre hazırlanan aşındırma-parlatma deney prosedürü Çizelge 4.43 de verilmiştir. 121

140 Çizelge Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya mermerlerinde 2 4 faktöriyel deney tasarımına göre yapılan aşındırma- parlatma deneyi prosedürü Deney No Aşındırma süresi (sn) Aşındırıcı serisi (SiC) Baskı Kuvveti (N) Aşındırıcı başlığın devri (dev/dk) Best Krem mermerinde 2 4 faktöriyel deney tasarımına göre hazırlanan aşındırma-parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değerleri Çizelge 4.44 de, değişik tane boyutlu aşındırıcılarla yapılan aşındırma işlemleri sonrasında ölçülen pürüzlülük değerleri (R a ) Çizelge 4.45 de verilmiştir 122

141 Çizelge Best Krem Mermeri nde yapılan aşındırma - parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değerleri Örnek No Ağırlık kaybı (%) Boyut değişimi (%) Deney öncesi R a (μm) değerleri Deney sonrası R a (μm) değerleri Deney öncesi R z (μm) değerleri Deney sonrası R z (μm) değerleri BK1 6,89 7,92 5,76 0,55 32,26 4,83 BK2 5,56 5,20 4,44 0,57 27,3 3,35 BK3 3,27 3,55 4,80 0,19 24,9 1,25 BK4 4,70 4,87 5,01 0,205 29,55 1,20 BK5 8,06 8,00 4,47 0,615 24,95 5,20 BK6 5,09 5,55 4,44 0,59 30,6 5,24 BK7 5,51 9,49 4,57 0,21 26,9 1,9 BK8 12,16 11,25 3,54 0, ,0 BK9 3,78 4,08 4,18 0,327 26,97 2,63 BK10 7,95 7,21 6,00 0,405 32,6 3,75 BK11 5,41 5,21 4,46 0,17 31,5 1,58 BK12 7,19 6,59 4,08 0,214 25,12 2,5 BK13 7,87 8,48 3,41 0,445 23,3 3,6 BK14 10,03 10,70 4,32 0,52 26,5 4,18 BK15 10,59 10,70 4,37 0,18 25,13 1,87 BK16 12,32 12,06 4,52 0,18 29,

142 Çizelge Best Krem Mermeri nde yapılan aşındırma-parlatma deneyinde aşındırma işlemleri sonrası pürüzlülük (R a ) değerleri Örnek No Deney öncesi ortalama R a (μm) Aşındırma işlemleri sonrası R a değerleri BK1 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,76 2,42 2,19 1,89 1,003 0,80 0,69 0,60 0,55 BK2 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,44 3,2 1,84 1,57 0,96 0,816 0,73 0,703 0,57 BK3 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,80 1,805 1,19 0,905 0,765 0,76 0,35 0,22 0,19 BK4 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,01 2,575 0,72 0,70 0,665 0,465 0,38 0,205 0,205 BK5 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,47 2,71 2,51 1,98 1,426 0,86 0,87 0,91 0,615 BK6 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,44 3,5 2,75 1,97 1,21 1,046 0,85 0,96 0,59 BK7 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,57 1,8 1,185 1,2 0,98 0,885 0,30 0,30 0,21 BK8 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 3,54 2,3 1,975 1,13 0,81 0,475 0,355 0,3 0,212 BK9 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,18 2,87 1,97 1,92 1,9 0,737 0,59 0,56 0,327 BK10 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 6,00 3,2 1,9 1,58 0,96 0,96 0,88 0,87 0,405 BK11 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,46 1,59 1,1 0,405 0,7 0,473 0,29 0,22 0,17 BK12 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,08 2 1,12 0,615 0,58 0,415 0,425 0,415 0,214 BK13 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 3,41 2,90 1,86 1,57 1,143 0,85 0,70 0,586 0,445 BK14 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,32 2,55 1,95 1,70 1,176 0,956 0,67 0,64 0,52 BK15 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,37 2,53 1,78 0,92 0,615 0,41 0,295 0,48 0,18 BK16 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,52 1,77 1,32 0,63 0,605 0,58 0,345 0,295 0,18 Çizelge 4.45 incelendiğinde Best Krem Mermer örneklerinin deney sonrası pürüzlülük değerlerinin deney öncesi değerlere göre belirgin biçimde azaldığı görülmektedir. 124

143 Best Krem Mermeri aşındırıcı serisi ile pürüzlülük değerleri ilişkisi 1 ve 2 nolu aşındırıcı seri uygulanan Best Krem mermer örneklerinin pürüzlülük (R a ) değerlerindeki değişim Şekil da verilmiştir. 7 Pürüzlülük Ra BK1 BK2 BK5 BK6 BK9 BK10 BK13 BK Aşındırıcı no Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Best Krem Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi Pürüzlülük (Ra) BK3 BK4 BK7 BK8 BK11 BK12 BK15 BK Aşındırıcı no Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Best Krem Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi 125

144 Çizelge 4.45, Şekil 4.29 ve Şekil 4.30 incelendiğinde 1 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Best Krem Mermer örneklerinde pürüzlülükteki düşüş, serinin ilk aşındırıcıları olan 40 ve 60 nolu aşındırıcıların uygulanmasından sonra fazla iken, 80 nolu aşındırıcının kullanımından sonra azalmıştır. 180 ve 220 nolu aşındırıcıların pürüzlülük gideriminde birbirlerinden çok farklı etki yaratmadığı görülmektedir. 2 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Best Krem Mermer örneklerinde pürüzlülükteki düşüş serinin ilk aşındırıcısı olan 60 numaralı aşındırıcının kullanımından sonra fazla iken 100 numaralı aşındırıcı kullanımından sonra ise azalmıştır. Seride bulunan 150 ve 220 ile 500 ve 800 nolu aşındırıcıların ardı ardına kullanımının pürüzlülüğün azaltılmasında birbirinden çok farklı etki yaratmadığı görülmüştür. 2 numaralı aşındırıcı seri ile muamele edilen Best Krem Mermer örneklerinin nihai pürüzlülük değerlerinin daha düşük olduğu görülmüştür. Pürüzlülük değerleri Çizelge 3.3 e göre değerlendirildiğinde 1 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Best Krem Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) Görgülü; (2001) tarafından önerilen yüzey kalite sınıflamasında D (Kötü), 2 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Best Krem Mermer örneklerinin ise A-B (iyi ile çok iyi) arasında olduğu görülmektedir [77] Best Krem Mermeri aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrasında çekilen optik mikroskop görüntüleri Best Krem Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrasında optik mikroskop kullanılarak x50 büyütme oranında görüntüleri alınmıştır. Alınan bu görüntüler Şekil 4.31 de verilmiştir. Örnek No Deney öncesi görüntü Deney sonrası görüntü BK1 a 126

145 BK2 b BK3 c BK4 d BK5 e BK6 f 127

146 BK7 g BK8 h BK9 ı BK10 i BK11 j 128

147 BK12 k BK13 l BK14 m BK15 n BK16 o Şekil a-o Best Krem Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrası mikroskop görüntüleri Best Krem Mermer örneklerinin aşındırma deneyi öncesi ve sonrasında optik mikroskopta çekilen görüntüleri karşılaştırıldığı zaman örneklerin tümünde yüzeyde 129

148 bulunan kalın çizgi şeklindeki pürüzlerin ve girinti-çıkıntıların deney sonrasında büyük ölçüde azaldığı görülmüştür, Perlato Giello Mermeri nde 2 4 faktöriyel deney tasarımına göre yapılan aşındırma-parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değerleri Çizelge 4.46 da, aşındırma işlemleri sonrası ölçülen pürüzlülük değerleri (R a ) Çizelge 4.47 de verilmiştir. Çizelge Perlato Giello Mermerinde yapılan aşındırma - parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değerleri Örnek No Ağırlık kaybı (%) Boyut değişimi (%) Deney öncesi R a (μm) değerleri Deney sonrası R a (μm) değerleri Deney öncesi R z (μm) değerleri Deney sonrası R z (μm) değerleri PG1 3,59 3,74 4,08 0,546 24,65 5,07 PG2 9,65 9,12 4,11 0,56 27,83 4,77 PG3 3,68 4,35 4,80 0,217 28,93 3,42 PG4 4,86 3,98 4,77 0,220 28,60 4,47 PG5 6,58 6,49 4,45 0,59 27,60 4,98 PG6 7,27 7,28 4,28 0,575 25,97 4,15 PG7 9,50 9,56 5,74 0,227 35,53 2,58 PG8 10,69 11,20 4,23 0,23 27,50 3,05 PG9 4,94 4,23 5,39 0,56 29,25 6,18 PG10 8,84 8,86 5,12 0,54 32,43 6,13 PG11 6,07 5,62 5,61 0,202 33,03 2,04 PG12 5,98 5,50 4,73 0,17 29,23 3,33 PG13 8,04 7,83 5,25 0,52 32,43 4,67 PG14 11,61 11,36 5,93 0,48 25,60 4,68 PG15 8,92 8,30 5,49 0,206 30,08 2,82 PG16 19,10 19,25 6,4 0,162 36,15 1,85 Çizelge 4.46 incelendiğinde Perlato Giello Mermer örneklerinin deney sonrası pürüzlülük değerlerinde deney öncesi değerlere göre belirgin biçimde düşüş meydana gelmiştir. 130

149 Çizelge Perlato Giello Mermer inde yapılan aşındırma - parlatma deneyinde aşındırma işlemleri sonrası pürüzlülük (R a ) değerleri Örnek No Deney öncesi ortalama R a (μm) Aşındırma işlemleri sonrası R a değerleri PG1 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,08 2,60 2,05 1,376 0,776 0,796 0,70 0,635 0,546 PG2 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,11 2,097 1,903 1,386 1,063 1,15 0,86 0,68 0,56 PG3 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,80 2,31 0,77 0,79 0,435 0,435 0,42 0,26 0,217 PG4 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,77 2,27 0,915 0,595 0,56 0,54 0,47 0,24 0,227 PG5 1nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,45 1,82 1,66 1,5 1,23 1,196 0,80 0,61 0,59 PG6 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,28 2,95 2,27 1,14 1,126 0,616 0,62 0,65 0,575 PG7 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,75 2,56 1,6 1,05 0,69 0,66 0,62 0,325 0,227 PG8 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,23 1,81 1,325 0,935 0,785 0,395 0,375 0,24 0,23 PG9 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,39 2,253 1,79 1,72 0,86 0,82 0,79 0,74 0,56 PG10 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,12 2,38 1,51 1,38 0,94 0,73 0,66 0,65 0,54 PG11 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,53 2,33 1,215 0,73 0,72 0,51 0,31 0,25 0,202 PG12 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,95 2,22 1,13 1,165 0,77 0,485 0,435 0,405 0,17 PG13 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,25 2,65 1,60 1,183 1,476 0,71 0,59 0,41 0,52 PG14 1nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,93 1,43 1,276 1,206 1,14 0,776 0,66 0,526 0,48 PG15 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,49 3,125 1,22 0,88 0,585 0,41 0,36 0,35 0,206 PG16 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 6,07 2,035 1,645 0,985 0,86 0,62 0,43 0,28 0,

150 Perlato Giello Mermeri aşındırıcı serisi ile pürüzlülük değeri (R a ) arasındaki ilişki 1 ve 2 nolu aşındırıcı seri uygulanan Perlato Giello Mermer örneklerinin pürüzlülük (R a ) değerlerindeki değişim Şekil de verilmiştir. 7 Pürüzlülük değeri (Ra) PG1 PG2 PG5 PG6 PG9 PG10 PG13 PG Aşındırıcı no Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Perlato Giello Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi Pürüzlülük değeri (Ra) PG3 PG4 PG7 PG8 PG11 PG12 PG15 PG Aşındırıcı no Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Perlato Giello Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi 132

151 Çizelge 4.47 ve Şekil 4.32 ve 4.33 incelendiğinde, 1 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Perlato Giello Mermer örneklerinde pürüzlülük değerinin 40 ve 60 nolu aşındırıcıların kullanımından sonra, büyük oranda düştüğü, daha sonra bu düşüşün azaldığı görülmektedir. 150 ve 180 nolu aşındırıcıların ve 220 ve 360 nolu aşındırıcıların ardı ardına kullanımının pürüzlülük değerinin düşürülmesinde miktarsal olarak önemli bir farklılık yaratmadığı görülmektedir. 2 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Perlato Giello Mermer örneklerinde ise 60 nolu aşındırıcı kullanıldıktan sonra pürüzlülük değeri büyük ölçüde azalmaktadır, 150 ve 220 nolu aşındırıcıların ve 500 ve 800 nolu aşındırıcıların ardı ardına kullanımının pürüzlülük değerini çok fazla değiştirmediği görülmektedir. Çizelge 3.3 e göre değerlendirildiğinde 1 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Perlato Giello Mermer örneklerinin R a değerinin D (Kötü) sınıfına, 2 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen örneklerin R a değerinin ise C ile B (Orta ile İyi) sınıfına dahil etmek mümkündür [77]. 2 nolu aşındırıcı serisinin Perlato Giello mermer örnekleri üzerinde daha düşük pürüzlülük değeri vermesinin nedeninin aşındırıcı tane boyutundan kaynaklandığı düşünülmektedir. Kayaç özellikleri ve çalışma parametrelerinden farklı olarak yüzey pürüzlülüğünü etkileyen en önemli faktörün aşındırıcı tane boyu olduğu bilinmektedir [77] Perlato Giello Mermeri aşındırma - parlatma deneyi öncesi ve sonrasında çekilen optik mikroskop görüntüleri Perlato Giello Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrasında optik mikroskop kullanılarak x50 büyültme oranında görüntüleri alınmıştır. Alınan bu görüntüler Şekil 4.34 de verilmiştir. Örnek No Deney öncesi görüntü Deney sonrası görüntü PG1 a 133

152 PG2 b PG3 c PG4 d PG5 e PG6 f 134

153 PG7 g PG8 h PG9 ı PG10 i PG11 j PG12 k 135

154 PG13 l PG14 m PG15 n PG16 o Şekil a-o Perlato Giello Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrası mikroskop görüntüleri Perlato Giello Mermer örneklerinin aşındırma deneyi öncesi ve sonrasında optik mikroskopta çekilen görüntüleri karşılaştırıldığında örneklerin tümünde yüzeyde bulunan kalın çizgi şeklindeki pürüzlerin ve aşınma izlerinin genişliğinde ve derinliğinde büyük ölçüde azalma olduğu görülmüştür. Özellikle 2 nolu aşındırma serisi ile muamele edilen örneklerde desen belirginleşmelerinin daha fazla olduğu görülmüştür. Bunun pürüzlülük değerindeki düşüşe bağlı olduğu düşünülmektedir. 136

155 Rozalya Mermeri nde 2 4 faktöriyel deney tasarımına göre yapılan aşındırmaparlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut kaybı ile pürüzlülük değerleri Çizelge 4.48 de, aşındırma işlemleri sonrası ölçülen pürüzlülük değerleri (R a ) Çizelge 4.49 da verilmiştir. Çizelge Rozalya Mermeri nde yapılan aşındırma- parlatma deneyleri sonunda elde edilen ağırlık kaybı, boyut değişimi ve pürüzlülük değerleri Örnek No Ağırlık kaybı (%) Boyut değişimi (%) Deney öncesi R a (μm) değerleri Deney sonrası R a (μm) değerleri Deney öncesi R z (μm) değerleri Deney sonrası R z (μm) değerleri R1 3,37 3,14 4,38 0,53 24,58 6,08 R2 8,94 8,97 4,09 0,55 25,18 4,95 R3 3,42 3,21 3,75 0,23 25,35 2,75 R4 5,88 6,27 4,65 0,202 29,35 2,23 R5 9,15 8,97 4,40 0,56 27,1 4,15 R6 13,94 14,00 4,96 0,54 28,6 4,03 R7 8,38 8,64 5,24 0,255 35,68 2,95 R8 11,62 12,11 3,55 0,24 27,3 1,88 R9 6,81 6,43 6,45 0,57 35,65 5,57 R10 8,71 8,31 6,09 0,55 34,45 6,32 R11 5,36 5,76 5,02 0,28 25,38 3,05 R12 9,25 8,82 6,53 0,285 36,98 2,33 R13 7,44 7,91 4,52 0,505 25,43 3,83 R14 16,65 17,01 4,94 0,536 25,57 3,66 R15 13,11 13,99 5,62 0,246 31,13 2,86 R16 16,00 16,11 5,72 0,24 29,2 4,6 137

156 Çizelge Rozalya Mermeri nde yapılan aşındırma-parlatma deneyinde aşındırma işlemleri sonrası pürüzlülük (R a ) değerleri Örnek Deney öncesi No ortalama R a (μm) Aşındırma işlemleri sonrası R a değerleri R1 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,38 3,96 2,65 1,36 1,19 1,07 0,98 0,65 0,53 R2 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,09 2,79 2,39 1,93 1,85 0,99 0,82 0,78 0,55 R3 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 3,75 2,1 1,37 0,68 0,625 0,455 0,43 0,415 0,23 R4 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,65 2,35 1,119 0,75 0,75 0,47 0,43 0,37 0,202 R5 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,40 2,33 2,31 2,22 1,86 1,82 1,21 0,72 0,56 R6 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,96 2,55 2,08 1,92 1,46 0,96 0,78 0,66 0,54 R7 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,24 2,365 1,095 1,185 0,74 0,625 0,51 0,425 0,255 R8 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 3,55 2,07 1,23 1,21 0,995 0,54 0,33 0,31 0,24 R9 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 6,45 2,89 2,02 1,73 1,26 0,84 0,65 0,46 0,57 R10 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 6,09 3,58 1,83 2,06 1,38 0,78 0,57 0,20 0,55 R11 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,02 2,77 1,46 0,99 0,89 0,49 0,42 0,35 0,28 R12 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 6,53 2,9 1,2 0,99 0,98 0,83 0,51 0,41 0,285 R13 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,52 2,46 1,99 1,82 1,25 0,74 0,86 0,75 0,505 R14 1 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 4,94 2,69 2,67 1,60 1,44 1,06 0,87 0,65 0,536 R15 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,62 2,90 1,23 1,20 0,86 0,76 0,39 0,35 0,246 R16 2 nolu aşındırıcı seri R a (μm) 5,72 2,19 1,70 0,98 0,95 0,66 0,65 0,33 0,24 138

157 Rozalya Mermeri aşındırıcı serisi ile pürüzlülük değeri (R a ) arasındaki ilişki 1 ve 2 nolu aşındırıcı seri uygulanan Rozalya Mermer örneklerinin pürüzlülük (R a ) değerlerindeki değişim Şekil da verilmiştir. 7 Püürüzlülük (Ra) R1 R2 R5 R6 R9 R10 R13 R Aşındırıcı No Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Rozalya Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi 7 Pürüzlülük (Ra) R3 R4 R7 R8 R11 R12 R15 R Aşındırıcı No Şekil nolu aşındırıcı seri uygulanan Rozalya Mermer örneklerinin pürüzlülük değeri (R a ) değişimi 139

158 Çizelge 4.49 ve Şekil 4.35, Şekil 4.36 incelendiğinde 1 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Rozalya örneklerinin pürüzlülük değerinin 60 nolu aşındırıcının kullanımından sonra büyük ölçüde düştüğü görülmektedir. 80 ve 100 numaralı aşındırıcılar ile 220 ve 360 nolu aşındırıcıların ardı ardına kullanımının pürüzlülüğün azaltılmasında birbirinden çok farklı sonuçlar yaratmadığı görülmektedir. 2 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Rozalya Mermeri nin pürüzlülük değerindeki değişim incelendiğinde 60 ve 200 nolu aşındırıcıların pürüzlülüğü büyük ölçüde düşürdüğü görülmektedir. 150 ve 220 nolu aşındırıcıların ve 500 ve 800 nolu aşındırıcıların ardı ardına kullanımının pürüzlülük azalmasında önemli değişiklik yaratmadığı görülmektedir nolu aşındırıcı ise pürüzlülük gideriminde çok etkili olmuştur. Çizelge 3.3 e göre değerlendirildiğinde 1 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Rozalya Mermer örnekleri pürüzlülük değeri (R a ) açısından yüzey kalitesi sınıflamasında D (Kötü), 2 nolu aşındırıcı seri ile muamele edilen Rozalya örnekleri ise C (orta) sınıfında yer aldığı görülmektedir [77] Rozalya Mermeri nin aşındırma deneyi öncesi ve sonrasında çekilen optik mikroskop görüntüleri Rozalya Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrasında optik mikroskop kullanılarak x50 büyültme oranında görüntüleri alınmıştır. Alınan bu görüntüler Şekil 4.37 de verilmiştir. Örnek No Deney öncesi görüntü Deney sonrası görüntü R1 a 140

159 R2 b R3 c R4 d R5 e R6 f 141

160 R7 g R8 h R9 ı R10 i R11 j 142

161 R12 k R13 l R14 m R15 n R16 o Şekil a-o Rozalya Mermer örneklerinin aşındırma-parlatma deneyi öncesi ve sonrası mikroskop görüntüleri Rozalya Mermer örneklerinin aşındırma deneyi öncesi ve sonrasında optik mikroskopta çekilen görüntüleri karşılaştırıldığı zaman örneklerin tümünde yüzeyde bulunan kalın çizgi şeklindeki pürüzlerin ve aşınma izlerinin genişliğinde ve 143

162 derinliğinde büyük ölçüde azalma görülmüştür. Özellikle 2 nolu aşındırma serisi ile muamele edilen örneklerde desen belirginleşmelerinin daha fazla olduğu görülmüştür. Bunun pürüzlülük değerindeki düşüşe bağlı olduğu düşünülmektedir. Aşındırıcı serilerin pürüzlülük değeri düşürme performansları değerlendirildiğinde tane boyu birbirine çok yakın olan 1 nolu serinin nihai pürüzlülüğü çok fazla azaltamadığı görülmektedir. Seride bulunan , nolu aşındırıcılardan 100 ve 180 nolu aşındırıcılar çıkarılarak serinin sonuna 600, 1000 gibi tane boyu oldukça küçük aşındırıcıların eklenmesinin pürüzlülük gideriminde etkili olacağı düşünülmektedir. Ancak aşındırıcı tane boyunun küçülmesinin maliyeti artıracağı unutulmamalıdır. 2 nolu aşındırıcı seri pürüzlülük gideriminde daha etkili olmuştur. En iyi sonuçlar Best Krem Mermeri nde elde edilmiştir. Bunu Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri izlemiştir. 2 nolu serinin Rozalya Mermeri nde daha yüksek pürüzlülük değeri verme nedeninin kayacın daha fazla gözenekli yapıda olması, mikro ve makro süreksizlikler içermesi ve bol fosil içerdiğinden kaynaklanabilir [18,108] Aşındırma deneylerinin istatistiksel değerlendirmesi Elde edilen verilerin istatistiksel analizi Minitab Released 14 (2003) istatistik programı kullanılarak yapılmıştır. Oluşturulacak model için %95 güvenilirlik seviyesi uygun görülmüştür. Sürece etki eden faktörlerin isimleri ve kodlanmış değerleri Çizelge 4.50 de verilmiştir. Çizelge Aşındırma-parlatma sürecinde etkisi araştırılan faktörlerin isimleri ve kodları Faktör Aşındırma süresi (sn) Aşındırıcı serisi Baskı kuvveti (N) Aşındırıcı başlığın devri (devir/dk) Kod A B C D 144

163 Aşındırma-parlatma sürecine etki eden faktörlerin grafiksel olarak gösterimi Süreç üzerinde hangi faktörlerin etkili olduğu pareto ve normal etki grafikleri ile belirlenmiştir. Pareto grafiğinde faktörler etkisi fazla olandan az olana doğru sıralanmakta iken normal etki grafiğinde bilgisayar programı hiçbir faktörün etkisi olmadığını varsayarak bir doğru çizer. Faktörlerin bu doğrudan uzaklığının artması etkilerinin diğer faktörlere göre daha fazla olduğunu gösterir. Best Krem Mermeri nin aşındırma-parlatma deney sürecine ait faktör etkilerini gösteren normal etki ve pareto grafikleri Şekil da verilmiştir. Şekil Best Krem Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği 145

164 Şekil Best Krem Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Best Krem Mermeri nin aşındırma- parlatma sürecine ait normal ve pareto grafikleri incelendiğinde süreç üzerinde B (aşındırıcı seri), D (aşındırıcı başlığın devri) faktörlerinin ve B*D (aşındırıcı seri*aşındırıcı başlığın devri) faktör etkileşiminin etkili olduğu görülmüştür. B (aşındırıcı seri) faktörünün etkisi diğer faktör ve faktör etkileşimlerinden fazladır. Perlato Giello Mermeri nin aşındırma-parlatma deney sürecine ait faktör etkilerini gösteren normal etki ve pareto grafikleri Şekil de verilmiştir. Şekil Perlato Giello Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği 146

165 Şekil Perlato Giello Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Perlato Giello Mermeri nin aşındırarak parlatma sürecine ait normal ve pareto grafikleri incelendiği zaman süreç üzerinde etkili olan faktörlerin ve faktör etkileşimlerinin; B (aşındırıcı seri), D (aşındırıcı başlığın devri), A (aşındırma süresi) C*D (baskı kuvveti*aşındırıcı başlığın devri), A*D (aşındırma süresi* aşındırıcı başlığın devri), B*C*D (aşındırıcı seri*baskı kuvveti*aşındırıcı başlığın devri) olduğu görülmüştür. Bu faktörlerden etkisi en fazla olan aşındırıcı serisidir. Bu faktörü, aşındırıcı başlığın devri izlemektedir. Etkisi en az olan faktör ise aşındırma süresidir. Rozalya Mermeri nin aşındırma-parlatma deney sürecine ait faktör etkilerini gösteren normal etki ve pareto grafikleri Şekil de verilmiştir. 147

166 Şekil Rozalya Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin normal olasılık grafiği Şekil Rozalya Mermeri aşındırma-parlatma sürecine ait etkilerin Pareto grafiği Rozalya Mermeri nin aşındırma - parlatma sürecine ait normal etki ve pareto grafikleri incelendiğinde süreç üzerinde B (aşındırıcı seri), C*D (baskı kuvveti*aşındırıcı başlığın devri) faktörlerinin etkili olduğu gözlemlenmiştir. Bu faktörlerden B (aşındırıcı seri) nin etkisi en fazladır. Best Krem, Perlato Giello ve Rozalya Mermerleri nin aşındırma-parlatma sürecinden elde edilen pürüzlülük (R a ) değerleri için faktörlerin tahmin edilen etkileri ve modeldeki katsayılar Çizelge de verilmiştir. 148