ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DOKTORA TEZİ Mesut TONÇER DİYARBAKIR HANİ YÖRESİNDEKİ MERMER OCAKLARININ BLOK ALMA OLANAKLARI, FİZİKSEL, KİMYASAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2005

ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ DİYARBAKIR HANİ YÖRESİNDEKİ MERMER OCAKLARININ BLOK ALMA OLANAKLARI, FİZİKSEL, KİMYASAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİ AÇISINDAN DEĞERLENDİRİLMESİ Mesut TONÇER DOKTORA TEZİ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez.../.../2005 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir. İmza:... İmza:...İmza:... Prof.Dr.Mesut ANIL Doç.Dr.Alaettin KILIÇ Yrd.Doç.Dr.Ergül YAŞAR DANIŞMAN ÜYE ÜYE İmza:...İmza:... Yrd.Doç.Dr. Tolga ÇAN Yrd.Doç.Dr.Mustafa AYHAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Maden Mühendisliği Anabilim Dalında hazırlanmıştır. Kod No. Prof.Dr. Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü Bu Çalışma Çukurova Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi Tarafından Desteklenmiştir. Proje No. FBE.2002.D.34 Not: Bu tesde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunundaki hükümlere tabidir.

ÖZ DOKTORA TEZİ DİYARBAKIR HANİ YÖRESİNDEKİ MERMER OCAKLARININ BLOK ALMA OLANAKLARI, FİZİKSEL, KİMYASAL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN BELİRLENMESİ Mesut TONÇER ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MADEN MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Prof.Dr. Mesut ANIL Yıl: 2005, Sayfa: 136 Jüri: Prof.Dr. Mesut ANIL :Doç.Dr. Alaettin KILIÇ :Yrd.Doç.Dr. Ergül YAŞAR :Yrd.Doç.Dr. Tolga ÇAN :Yrd.Doç.Dr. Mustafa AYHAN Bu çalışma, öncelikle Diyarbakır-Hani bölgesinde blok üretimi yapılan mermer ocaklarında gerçekleştirilen süreksizlik ölçümleri sonucunda hakim eklem ve çatlak sistemlerinin saptanarak blok alma olanaklarının araştırılmasını kapsamaktadır. Daha sonra incelenen sahanın tüm özelliklerini temsil eden farklı ocaklardan alınan normal ve yönlü numuneler (0 ve 90 açılarla) üzerinde ISRM ve TS 699 a göre deneyler yapılmış ve bu mermerlerin fiziksel, kimyasal, mekanik, mineralojik ve petrografik özellikleri araştırılmıştır. Bu deneyler mevcut standartlardan TS 2513, TS 1910, TS 10449 ve ASTM (C97, C170, C99, C241) a göre yorumlandığında mermerlerin bu standartların birçok sınır değerlerini taşıdığı görülmüştür. Anahtar Kelimeler; Mermer, Süreksizlik, Fiziksel, Mekanik, Diyarbakır(Hani) I

ABSTRACT PhD THESIS THE ASSESMENT OF THE MARBLE OPEN-PITS IN DİYARBAKIR-HANİ REGION ACCORDING TO BLOCKING POSSIBILITIES, PHYSICAL, CHEMICAL AND MECHANICAL PROPERTIES. Mesut TONÇER DEPARTMENT OF MINING ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor : Prof.Dr. Mesut ANIL Year: 2005, Pages: 136 Jury: Prof.Dr. Mesut ANIL : Assoc.Prof.Dr. Alaettin KILIÇ : Asist.Prof. Ergül YAŞAR : Asist.Prof. Tolga ÇAN : Asist.Prof. Mustafa AYHAN This study, first of all, involves investigating blocking possibilities by determining main joint and crack systems which were identified by discontinuity measurements from the marble quarries in Diyarbakır-Hani region. After that, experiments according to ISRM and TS 699 on the normal and coordinated samples (with 0 and 90 angles) taken from different quarries representing characteristics of the research field have been done and physical, chemical, mechanical, mineralogical and petrographical properties have been investigated, when these experiments were interpreted according to the standarts TS 2513, TS 1910, TS 10449 and ASTM (C97, C170, C99, C241). It has been observed that the marbles covers limit values of these standarts. Key Words; Marble, Discontinuity, Physical, Mechanic, Diyarbakır (Hani). II

TEŞEKKÜR Bu çalışma, 1998-2004 yılları arasında Çukurova Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü Maden Mühendisliği Anabilim Dalı nda Prof. Dr. Mesut ANIL yönetiminde DOKTORA TEZİ olarak hazırlanmıştır. Tez izleme komitesi olarak Prof. Dr. Mesut ANIL, Doç. Dr. Alaettin KILIÇ ve Yrd. Doç. Dr. Tolga ÇAN çalışma sahasına kadar gelerek mermer ocaklarında nasıl bir çalışma yapmam gerektiği hususunda beni yönlendirmiş ve çalışmaların her safhasında benden yardımlarını esirgememişlerdir. Bu bakımdan kendilerine en içten teşekkürlerimi sunarım. Aynı şekilde tez jürimde görev alan Yrd. Doç.Dr. Ergül YAŞAR ile Dicle Üniversitesi Maden Mühendisliği Bölümü öğretim üyesi Yrd. Doç.Dr Mustafa AYHAN a yaptıkları yardım ve eleştiriler için şükranlarımı sunarım. Çukurova Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Yrd.Doç. Dr. A. Mahmut KILIÇ a, Öğretim Görevlisi Özen KILIÇ a, Öğretim Görevlisi Nil YAPICI ya, Araştırma. Görevlisi Özgür KESKİN e, Araştırma. Görevlisi Bayram Ali MERT e ve Yüksek Lisans öğrencisi Recep BAYRAK a teşekkür ederim. Dicle Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Maden Mühendisliği Anabilim Dalı Öğretim Üyesi Yrd. Doç. Dr. Erhan.ÇETİN, Öğretim Görevlisi Yaşar CAN a teşekkür ederim. Araştırmalarım sırasında Mermer Ocaklarında ve Mermer İşletmelerinde her türlü kolaylığı sağlayan Dimer Mermer, Toprak Mermer, Tigre Mermer ve Beden Mermer Şirketlerine ve Jeoloji Mühendisi Kemal AKTÜRK e teşekkür ederim. Ayrıca çalışmalarımın her aşamasında manevi desteğini esirgemeyen eşime ve biricik oğlum İlke ye de sonsuz teşekkürü bir borç bilirim. III

İÇİNDEKİLER Sayfa No ÖZ I ABSRACT II TEŞEKKÜR III İÇİNDEKİLER IV ÇİZELGELER DİZİNİ VII ŞEKİLLER DİZİNİ IX 1. GİRİŞ 1 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 5 2.1. Mermerler Hakkında Genel Bilgiler 13 2.1.1. Mermerin Tanımı 13 2.1.2. Mermerlerin Sınıflandırılması 14 2.1.2.1. Magmatik Kökenli Mermerler 14 2.1.2.1.(1). Derinlik Kayaları 15 2.1.2.1.(2). Yarı Derinlik Kayaları 16 2.1.2.1.(3). Yüzey Kayaları 16 2.1.2.2. Metamorfik Kökenli Mermerler 17 2.1.2.3. Sedimanter Kökenli Mermerler 18 2.1.3. Mermer Ocakları Açılmadan Önce Bilinmesi Gereken Jeolojik Kriterler19 2.1.4. Doğal Yapı Taşlarında Kullanılan Standartlar 21 2.2. Mermerlerin Analiz Teknikleri 23 2.2.1. Mermerde Kullanılan Fiziksel Özellikler ve Deneyler 23 2.2.1.1. Sertlik, Kesilebilme ve Cila Alma 23 2.2.1.2. Birim Hacım Ağırlığı 25 2.2.1.3. Özgül Ağırlık Tayini 27 2.2.1.4. Görünür Porozite, Gerçek Porozite, Doluluk Oranı 28 2.2.1.5. Ağırlıkça ve Hacimce Su Emme Oranı 30 2.2.2. Mermerde Aranan Kimyasal Özellikler ve Deneyler 31 2.2.2.1. Açık Hava Tesirlerine Dayanıklılık 31 IV

2.2.2.2. Aside Dayanıklılık 31 2.2.2.3. Pas Tehlikesi Tayini 32 2.2.3. Mermerlerin Mineralojik ve Petrografik Özellikler 32 2.2.4. Kimyasal Bileşim 33 2.2.5. Mermerde Kullanılan Mekanik Özellikler ve Deneyler 33 2.2.5.1. Basınç Dayanımı 33 2.2.5.1.(1). Tek Eksenli Basınç Dayanımı 34 2.2.5.1.(2). Nokta Yükleme Dayanımı 35 2.2.5.1.(3). Yerinde Basınç Dayanımı 36 2.2.5.2. Eğilme Dayanımı 37 2.2.5.3. Don Sonrası Basınç Dayanımı 38 2.2.5.4. Yüzeysel Aşınma Dayanımı (Böhme Deneyi) 39 2.2.5.5. Ultrasonik Hız Deneyi 40 2.2.5.6. Dolaylı Yöntemle Kayaçların Çekme Dayanımı (Brazilian Deneyi) 43 2.2.5.7. Darbe Dayanımı 43 2.2.6. Süreksizlikler 44 2.2.6.1. Süreksizliklerin Yönelimi 47 2.2.6.2. Blok Boyutu Tayini 49 2.3. Çalışma Alanındaki Mermer Ocaklarının Jeolojisi 51 3. MATERYAL ve METOD 21 3.1.Materyal 56 3.2.Metod 56 4. ARAŞTIRMA BULGULARI 57 4.1. Diyarbakır Hani Bölgesi Mermer Ocakları 60 4.1.1. Tigre Mermer Ocağı 60 4.1.2. Toprak Mermer Ocağı 63 4.1.3. Atm Mermer Ocağı 65 4.1.4. Beden Mermer Ocağı 67 4.2. Çatlak Ölçüm ve Analizleri ile Blok Verme Olanakları 69 4.2.1. Süreksizlikler 69 4.2.2. Blok Boyutu ve Hacimsel Eklem Katsayı 74 V

4.2.3. Kontur Diyagramları 77 4.3.Fiziksel Özelliklerin Standartlar Açısından Değerlendirilmesi 81 4.4. Diyarbakır-Hani Mermerleri Kimyasal Özellikleri 88 4.5. Diyarbakır-Hani Mermerlerinin Mineralojik ve Petrografik Özellikler 93 4.5.1. Mineralojik ve Petrografik Özellikler 93 4.5.2. Makroskobik İnceleme 93 4.5.3. Mikroskobik İnceleme 93 4.5.4. Kimyasal Bileşim 97 4.6. Diyarbakır-Hani Mermerlerinin Mekanik Özellikleri 97 4. 6.1. Tek Eksenli Basınç Dayanımı Değerleri 97 4.6.2. Yerinde Basınç Dayanımı 101 4.6.3. Nokta Yükleme Dayanımı 102 4.6.4. Dolaylı Çekme Dayanımın Değerleri (Brazilian Deneyi) 102 4.6.5. Sonik Hız Deneyi 102 4.6.6. Ortalama Aşınma Dayanımı (Böhme Deneyi) 103 4.6.7. Eğilme Dayanımı 103 4.6.8. Darbe Dayanımı 109 4.6.9. Mekanik Özelliklerin Standartlar Açısından Değerlendirilmesi 110 4.6.10. Elastisite Modülü 113 5. SONUÇ ve ÖNERİLER 128 KAYNAKLAR 130 ÖZGEÇMİŞ 136 VI

ÇİZELGELER DİZİNİ Sayfa No Çizelge 2.1. Çizelge 2.2. Çizelge 2.3. Çizelge 2.4. Kayaçların Doğal Yapı Taşı Olarak Kullanılabilmesi İçin Sahip Olmaları Gereken Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Sınır Değerleri (TS 2513)... 21 Kaplama Olarak Kullanılan Doğal Kayaçların Sahip Olmaları Gereken Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Sınır Değerleri (TS 1910)... 22 Mermer ve Kalsiyum Karbonat Bileşimli Kayaçların Doğal Yapı Taşı Olarak Kullanılabilmesi için Sahip Olmaları Gereken Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Sınır Değerleri (TS 10449).. 22 Kayaların Doğal Yapı Taşı Olarak Kullanılabilmesi İçin Sahip Olmaları Gereken Fiziksel ve Mekanik Özelliklerinin Sınır Değerleri (ASTM C97,170, C99, C241)... 23 Çizelge 2.5. Doğal ve Yapay Olarak Oluşmuş Süreksizlikler... 46 Çizelge 2.6. Hacimsel Eklem Sayısına Göre Blok Tanımı Sınıflaması... 56 Çizelge 4.1. Diyarbakır-Hani Bölgesinde Toprak Mermere Ait Ocaktaki Süreksizliklerin Genel Durumları... 72 Çizelge 4.2. Diyarbakır-Hani Bölgesi Mermerleri Ocaklarındaki Süreksizliklerin Genel Durumları... 73 Çizelge 4.3. Çizelge 4.4. Çizelge 4.5. Diyarbakır-Hani Mermer Ocakları Süreksizlik Ölçümlerine Göre Hesaplanmış Blok Boyutu İndeksi (lb)ve Hacimsel Eklem Sayısı (Jv)... 77 Diyarbakır-Hani Mermerleri Don Kaybı Deney Sonuçları Durumları... 82 Diyarbakır-Hani Mermerlerinin ISRM Yöntemiyle Bulunan Schmidt Sertlik Endeksi Değerleri... 83 Çizelge 4.6. Diyarbakır-Hani Mermerlerinin Fiziksel Özelliklerinin Tayini... 84 Çizelge 4.7. Çizelge 4.8. Tigre Mermer Ocağı Yönlü Numunelerinin Fiziksel Özellikleri Tayini... 85 Diyarbakır-Hani Mermerleri Ocaklarından Alınan Numunelerin Pas Tehlikesi Tayini, Asitlere Dayanıklılık ve Açık Hava Tesirlerine Deneyleri Sonuçları... 92 Çizelge 4.9. Diyarbakır-Hani Bölgesi Mermerleri Kimyasal Bileşimleri... 97 Çizelge 4.10. Diyarbakır-Hani Mermerleri Tek Eksenli Basınç Direnci Değerleri... 99 VII

Çizelge 4.11. Çizelge 4.12. Tigre Mermer Ocağı Yönlü Numunelerinin Tek Eksenli Basınç Dayanımı Değerleri... 100 Diyarbakır-Hani Mermerlerinin Yüzey Sertlik Endeksiyle Yerinde Basınç Değerinin Bulunması... 101 Çizelge 4.13. Diyarbakır-Hani Mermerleri Nokta Yük Dayanımı Değerleri 104 Çizelge 4.14. Çizelge 4.15. Çizelge 4.16. Diyarbakır-Hani Mermerleri Dolaylı Yöntemle Kayaçların Çekme Dayanımını Değerleri (Brazilian Deneyi)... 105 Tigre Mermer Ocağının Yönlü Numunelerinin Sonik Hız Deney Sonuçları... 106 Diyarbakır Hani Mermerleri Yüzeysel Aşınma Dayanımı Değerleri... 107 Çizelge 4.17. Diyarbakır-Hani Mermerleri Eğilme Direnci Değerleri... 108 Çizelge 4.18. Diyarbakır Hani Mermerleri Darbe Dayanımı Deney Sonuçları. 109 Çizelge 4.19. Tigre Mermer Ocağı Yönlü Numunelerin Elastisite Modülü Değerleri... 114 VIII

ŞEKİLLER DİZİNİ Sayfa No Şekil 2.1. Numuneler Üzerinde Pundit ile Yapılan Sonik Hız Deneyi... 41 Şekil 2.2. Süreksizlik Parametreleri... 45 Şekil 2.3. Güneydoğu Anadolu Miyosen Paleocoğrafyasını Gösteren Blok Diyagramı... 52 Şekil 2.4. Güneydoğu Anadolu nun Miyosen Paleocoğrafik Haritası... 53 Şekil 4.1. Diyarbakır-Hani Bölgesi Mermer Ocakları Yer Bulduru Haritası... 57 Şekil 4.2. Şekil 4.3. Diyarbakır-Hani Bölgesi Mermer Ocaklarının Bulunduğu Koki Mevki... 58 Diyarbakır-Hani Bölgesi Mermer Ocakları 1/25.000 Ölçekli Jeoloji Haritası (MTA, 2002)... 59 Şekil 4.4. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Tigre Mermer 1 Nolu Ocağı... 61 Şekil 4.5. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Tigre Mermer 2 Nolu Ocağı... 61 Şekil 4.6. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Tigre Mermer Ocakları 1/5.000 Ölçekli Basit Jeoloji Haritası ve I-I Enine Kesiti... 62 Şekil 4.7. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Toprak Mermer Ocağı... 63 Şekil 4.8. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Toprak Mermer Ocakları 1/5.000 Ölçekli Basit Jeoloji Haritası ve III-III Enine Kesiti... 64 Şekil 4.9. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Atm Mermer Ocağı... 65 Şekil 4.10. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Atm Mermer Ocakları 1/5.000 Basit Ölçekli Jeoloji Haritası ve II-II Enine Kesiti... 66 Şekil 4.11. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Beden Mermer Ocağı... 67 Şekil 4.12. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Beden Mermer Ocakları 1/5.000 Ölçekli Basit Jeoloji Haritası ve IV-IV Enine Kesiti... 68 Şekil 4.13. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Atm Mermer Ocağındaki Süreksizlikler... 70 Şekil 4.14. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Tigre Mermer Ocağındaki Süreksizlikler... 70 Şekil 4.15. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Toprak Mermer Ocağından Alınmış Bloklar... 74 IX

Şekil 4.16. Şekil 4.17. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Tigre Mermer Ocağında Kesilen Bloklar... 75 Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Toprak Mermer Ocağındaki Süreksizlikler ve Kesilmiş Bloklar... 76 Şekil 4.18. Tabaka Eğim ve Eğim Yönü Ölçümü... 78 Şekil 4.19. Toprak Mermer Ocağında Ölçülen Süreksizliklere Göre Oluşturulmuş Kontur Diyagramı... 78 Şekil 4.20. Beden Mermer Ocağında Ölçülen Süreksizliklere Göre Oluşturulmuş Kontur Diyagramı... 79 Şekil 4.21. Şekil 4.22. Tigre 1 Mermer Ocağında Ölçülen Süreksizliklere Göre Oluşturulmuş Kontur Diyagramı... 79 Tigre 2 Mermer Ocağında Ölçülen Süreksizliklere Göre Oluşturulmuş Kontur Diyagramı... 80 Şekil 4.23. Atm Mermer Ocağında Ölçülen Süreksizliklere Göre Oluşturulmuş Kontur Diyagramı... 80 Şekil 4.24. Tüm Mermer Ocağında Ölçülen Süreksizliklere Göre Oluşturulmuş Kontur Diyagramı... 81 Şekil 4.25. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Beden Mermer Ocağından Alınmış Numuneler Üzerinde Yapılmış Olan Pas Tehlikesi Deneyi... 89 Şekil 4.26. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Toprak Mermer Ocağından Alınmış Numuneler Üzerinde Yapılmış Olan Pas Tehlikesi Deneyi... 90 Şekil 4.27. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Toprak Mermer Ocağından Alınmış Numuneler Üzerinde Yapılmış Olan Asitlere Dayanıklılık Deneyi... 90 Şekil 4.28. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Beden Mermer Ocağından Alınmış Numuneler Üzerinde Yapılmış Olan Asitlere Dayanıklılık Deneyi... 91 Şekil 4.29. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Tigre Mermer Ocağından Alınmış Numuneler Üzerinde Yapılmış Olan Açık Hava Tesirlerine Dayanıklılık Deneyi... 91 Şekil 4.30. Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Toprak Mermer Ocağından Alınmış Numuneler Üzerinde Yapılmış Olan Açık Hava Tesirlerine Dayanıklılık Deneyi... 92 Şekil 4.31. Beden Mermer Ocağından Alınmış İnce Kesit (Textularia sp. ve Spiroclypeus sp.)... 94 X

Şekil 4.32. Şekil 4.33. Beden Mermer Ocağından Alınmış İnce Kesit (Aphistegine sp... 94 Tigre Mermer Ocağından Alınmış İnce Kesit (Miogypsina sp. ve Alg)... 95 Şekil 4.34. Tigre Mermer Ocağından Alınmış İnce Kesit (Algler)... 95 Şekil 4.35. Şekil 4.36. Şekil 4.37. Toprak Mermer Ocağından Alınmış İnce Kesit (Amphistegina sp. ve Alg.)... 96 Toprak Mermer Ocağından Alınmış İnce Kesit (Amphistegina sp. ve Fosil Parçası İçeren.)... 96 Diyarbakır-Hani Bölgesindeki Tigre Mermer Ocağından 0 ve 90 açılarla Alınmış Numunelerin Karot Alma Yönleri... 98 Şekil 4.38. Mermerlerin Yerinde ve Laboratuarda Ölçülen Basınç Dayanımları... 101 Şekil 4.39. 2.1 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 115 Şekil 4.40.. 2.2 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 115 Şekil 4.41. 2.3 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 116 Şekil 4.42. 2.4 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 116 Şekil 4.43. 2.5 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 117 Şekil 4.44. 2.6 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 117 Şekil 4.45. 2.7 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 118 Şekil 4.46. 2.8 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 118 Şekil 4.47. 3.1 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 119 Şekil 4.48. 3.2 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 119 Şekil 4.49. 3.3 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 120 Şekil 4.50. 3.4 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 120 Şekil 4.51. 3.5 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 121 Şekil 4.52. 3.6 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 121 Şekil 4.53. 3.7 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 122 Şekil 4.54. 5.1 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 122 Şekil 4.55. 5.2 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 123 Şekil 4.56. 5.3 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 123 Şekil 4.57. 5.4 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 124 Şekil 4.58. 5.5 Nolu Numunenin Elastisite Modülü Grafiği... 124 XI

Şekil 4.59. Şekil 4.60. Şekil 4.61. 2 Nolu Numunelerin (0 Açıyla Alınmış Karotların) Elastisite Modülü Grafiği... 125 3 Nolu Numunelerin (0 Açıyla Alınmış Karotların) Elastisite Modülü Grafiği... 126 5 Nolu Numunelerin (90 Açıyla Alınmış Karotların) Elastisite Modülü Grafiği... 127 XII

1.GİRİŞ Mesut TONÇER 1. GİRİŞ Mermerler endüstriyel bir hammadde olup, özellikle inşaat sektörü başta olmak üzere seramik, kağıt ve boya endüstrisinde kullanılmaktadır. Mermer üretimi madencilikte önemli bir sektör oluşturmakta ve dış ülkelere yapılan ihracatla da ülke ekonomisine önemli bir katkı sağlamaktadır. Mermerler, mimaride yapıların dış cephelerinde ve teraslarında, iç mekanlarda ise antre, hol, salon, mutfak, banyo, merdiven gibi yerlere kaplama malzemesi olarak kullanılan doğal taşlardır. Ayrıca mermer malzemeler taşıyıcı yapı elemanı olarak kullanıldığı gibi, akustik özelliği gerektiren ve aydınlatma ile ilgili yerlerde, mimari ve dekoratif özelliği olan yapılarda farklı fonksiyonları yerine getirmek için kullanılmaktadır. Yapılarda kaplama taşı olarak kullanılan mermerler dekorasyon ve mimari açıdan güzel görünmesi için farklı renk ve boyutlarda kullanılabilmektedirler. Ülkemizde mermercilik 1980 li yılların sonlarına doğru gelişmeye başlamıştır. 1985 yılında ham blok şeklinde ihraç edilen mermerlerden sadece 3 milyon dolar elde edilirken, 2004 yılı sonunda bu rakam % 80 işlenmiş ürün olmak üzere 626 milyon dolarlık ihracat gerçekleştirilmiştir Bu rakam maden ihracatımızın % 51,8 ini oluşturmaktadır. Buradaki artışın en önemli nedeni, sayıları her geçen gün artan mermer entegre tesisleridir. Mermer sektöründe 1000 ocak, 1500 işletme ve 700 atölyede 250 bin kişi istihdam edilmektedir. 2015 yılına kadar yılda 5 milyar dolar ihracat ve bir milyon kişiye istihdam yaratılacağı düşünülmektedir. Türkiye doğal taş ve yapı taşı sektöründe yatırım, üretim ve ihracat açısından son 15 yılda ulaşılan büyüme hızı % 13,6 ile dünya ortalamasının iki katına ulaşmıştır. Ülke genelinde rezervlerin tamamına yakın bir kısmında üretim faaliyeti sürdürülmektedir. Anılan ocaklarda, sağlam ve blok verimi yüksek seviyelere henüz ulaşılamamıştır. Yakın gelecekte sağlam katmanlarda üretim yapılabilecektir. Bu durumda yeni ocak yatırımı gerçekleştirilmese bile ülke doğal taş üretimi hızla artacaktır. 1

1.GİRİŞ Mesut TONÇER Ülkemiz mermerleri jeolojik ve tektonik yapısı ile dünya çapında önemli bir potansiyele sahiptir. Dünya mermer rezervlerinin %30 una sahip olan ülkemiz, dünya blok üretiminin % 9 unu, plaka üretiminin ise % 1.5 ini gerçekleştirmektedir. Kalite yönünden dünya mermerleri ile rekabet edebilecek özelliklere sahip olan mermerlerimiz, gelişen teknolojik yenilikleri uygulamaya geç sokmamızdan ve mermerlerimizin fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerini belirlemede bilinçli olmamamızdan dolayı, ocaklarda üretim esnasında, fabrikalarda kesim sırasında önemli ölçüde üretim kayıplarına uğramaktadır. Mermerlerin ocakta üretim planlarının yapılmasından önce kalitesinin ve özelliklerinin ocak içerisindeki dağılımın önceden bilinmesi çok önemlidir. Bu, hem o mermerin hangi bölgelerinin hangi amaçla nerelerde kullanılabileceğini ortaya koymakta hem de seçimli üretim yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Ayrıca, ekonomik bir üretim planının yapılması (hangi bloğun işletilebilir hangisinin işletilemez olduğunun belirlenmesi) mermerin fiziki ve mekanik özelliklerinin yatak içindeki dağılımının bilinmesine bağlıdır Kayaçlarda ve özellikle mermer ocaklarında yüzeyden görülen süreksizliklerin devamlılığının sınırı, boyutları ve konumlarının belirlenmesi çok büyük önem arz etmektedir. Çoğunlukla, çatlak ve kırıklardaki yoğunluk mermer yatağının kalitesini olumsuz etkiler ve istenilen boyutlarda blok alınmasına imkan vermez. Ocaklarda yüzeyde gözlemlenen süreksizliklerin eğim ve eğim yönleri, düzlemselliği, pürüzlülüğü, açıklığı, dolgu kalınlığı ve malzemesi, uzanımı, aralığı, dalga boyu ve yüksekliği, duvar dayanımı ve rengi gibi parametreler ile eklem ve çatlak sistemleri anlaşılabilmekte ve oluşturulan kontur diyagramları yardımıyla ocaktaki süreksizliklerin yoğun olduğu bölgeler saptanabilmektedir. Mermercilikte ileri düzeye ulaşmış ülkeler, mermer ve mermer ürünlerinin tanıtımı sırasında fiziksel ve mekanik özelliklerinin belirlenmesine büyük önem vermektedir. Ülkemizde ise bu yöndeki çalışmalar henüz yeterli düzeye ulaşmamıştır. Bu bakımdan mermerlerimizin tüm özelliklerinin belirlenmesi, bu bilgilerin derlenerek mermer ve mermer ürünleri için hazırlanacak kataloglarda toplanması, iç 2

1.GİRİŞ Mesut TONÇER ve dış pazar imkanları için gelişme sağlayacaktır. Mermerin yaygın ve bilinçli kullanılması, ihraç ve ithal edilmesi şüphesiz bütün dünyada kullanılan standart metotlar ile mermerlerin test edilmesi ve elde edilen sonuçların irdelenmesi ile olacaktır. Hangi mermerin nerede ve ne şekilde kullanılacağına, test sonuçlarının değerlendirilmesi ile karar verilmesi daha bilinçli bir yaklaşım olacaktır. Ülkemizde son yıllarda madencilik sektöründe sorunlar yaşanmasına karşın mermer ve seramik sektöründe önemli gelişmeler sağlanmıştır. Büyük mermer rezervlerine sahip Elazığ ve Diyarbakır yöresinde mermercilik sektörü son yıllarda, özellikle 1990 yılından sonra, ülke mermercilik sektörüne paralel bir gelişme göstermiştir. Diyarbakır ın Lice ilçesinde açılmış olan Toprak Mermer AŞ. İşletmesinin ardından, yöre yatırımcıları da ciddi yatırımlarda bulunarak Dimer Mermer AŞ. İşletmesi, Beden Mermer İşletmesi, Beroner AŞ. İşletmesi, Arı Mermer İşletmesi gibi entegre mermer işletmeleri açmışlardır. Bu çalışmada, Diyarbakır-Hani Bölgesinde bulunan mermer ocaklarındaki süreksizliklerin belirlenmesi ve mermerlerin fiziksel, kimyasal, mekanik,mineralojik ve petrografik özelliklerinin belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla Diyarbakır-Hani bölgesinde bulunan mermer ocaklarında blok verme olanaklarının saptanması için süreksizliklerin tipleri, eğim ve eğim yönleri, düzlemlilik, pürüzlülük, açıklık, sonlanma, dolgu kalınlığı ve dolgu malzemesi, uzanım, aralık, dalga yüksekliği, dalga boyu, sızma durumu, mermerin litolojisi ve rengi belirlenmiştir. Diyarbakır- Hani bölgesi mermerlerinin fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerini araştırmak için Tigre, Toprak, Atm ve Beden Mermer AŞ Ocaklarından alınan 15x15x15 cm. veya 30x30x30 cm bloklardan silindirik ve küp numuneler alınmıştır.. Bu numuneler üzerinde yapılan standart deneylerle (TS 699) mermerlerin eğilme dayanımı, darbe dayanımı, çekme dayanımı (brazilian), tek eksenli basınç dayanımı, nokta yük dayanımı, ortalama aşınma kaybı, sonik hız deneyi gibi mekanik özellikleri, sertlik, birim hacim ağırlığı, doluluk oranı, porozite, ağırlıkça su emme, don kaybı, boşluk oranı gibi fiziksel özellikleri, pas tehlikesi tayini, aside dayanıklılık tayini, açık hava tesirlerine dayanıklılık tayini gibi kimyasal özelliklerinin yanında mineralojik 3

1.GİRİŞ Mesut TONÇER özellikleri ve kimyasal bileşenleri tespit edilmiştir. Ayrıca alınan yönlü numuneler ile yöre mermerinin farklı kesim şartlarında göstermiş oldukları fiziksel ve mekanik özellikler araştırılmıştır. 4

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Mesut TONÇER 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Altınçiçek (2001), araştırmacının yaptığı çalışmasında vurguladığı gibi; 3213 sayılı Maden kanunun 1985 yılında yürürlüğe girmesi ile Türkiye Mermer Sektörü hızlı bir gelişme içerisine girmiştir. Birçok güvenceler elde eden mermerciler, piyasanın da uygun olması ile, birbiri ardı sıra yeni mermer ocakları açmaya başlamışlardır. Ancak açılan ocakların önemli bir bölümü yeterli ön etüt yapılmadığından ekonomik olmadıkları için kapatılmış ve yatırımcılar önemli zarara uğramışlardır. Buna rağmen günümüzde etüt yapmaktan kaçınan yatırımcılar az değildir. Yatırımcıların önemli bir bölümünün etüt yapmaktan kaçınmalarının nedeni; 1- Etütlerde belirli kriterlerin olmaması ve aşamalı bir etüt planının bulunmaması, 2- Etüt yapan kişilerin deneyimsiz olması nedeni ile karşılaşılan olumsuz sonuçlar, 3- Ocak etüdü yapabilecek deneyimli kişi sayısının az olması, 4- Bazı saha sahiplerinin etüt masrafından kaçınmak istemeleri. Araştırıcı yaptığı çalışma kapsamında mermer sektöründe eksikliği hissedilen mermer ocağı etütleri konusunda, ocak etütlerinde kullanılacak kriterleri ortaya koymayı amaçlayan bir çalışma yapmış ve bir etüt akım şeması ortaya koymaya çalışmıştır. Çalışma sırasında mermer ocağı açımında dikkat edilmesi gereken temel kriterleri hukuki kriterler, jeolojik kriterler, ekonomik kriterler ve ocak planlaması ile ilgili önerilerde bulunmuştur. Bu kriterlerin incelenmesi sonucunda elde edilen verilere dayanılarak, çalışma alanında ocak işletmesine uygun ocak planlaması ile ilgili ana noktalar üzerinde öneriler oluşturmaya çalışmıştır. Böylece mermer sektörü için temel alınabilecek bir etüt formatı hazırlanmıştır. Bu çalışmada, Araştırıcı mermer ocağı etüdü yapacak olan kişilerin bilimsel bilgilerinin yanında ayrıca piyasa deneyimine de sahip olması, çalışma sonunda elde edilecek verilerin ocak işletmeciliği açısından kolay anlaşılır nitelikte olması gerektiğini vurgulamıştır. Bakraç (1997), ultrasonik darbe hızı ile betonda kusur tespiti çalışmasında kullanılan yöntemleri araştırmış, bu yöntemler mermerde süreksizlik tespitine uyarlamış ve süreksizliklerin konumlarının tespiti için önce laboratuarda, sonra 5

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Mesut TONÇER arazideki ölçme işlemleri ile bazı yeni ölçüm yöntem ve konum belirleyici matematiksel yaklaşımlar ortaya koymuştur. Ç.Ü. Maden Mühendisliği Bölümü Kazı Mekanizasyon Laboratuarında yapılmış beton blok içerisindeki temsili süreksizlik tespit çalışmalarında birçok yaklaşım denemiştir. Adana il sınırlarında yer alan Doğuş Mermer Fabrikasından getirileni mermer bloklar üzerinde bazı yaklaşımlar uygulamıştır. Blok ölçümlerini değerlendiren ve bulduğu süreksizlik konumlarını üç boyutlu çizen Qbasic7 bilgisayar dili ile bir program yazmıştır. Arazi çalışması olarak mermer fabrikasında büyük mermer blokları üzerinde gerçekleştirmiştir. Araştırıcı ocakta blok üretimi yapılmadan süreksizliğin tespiti için yeni yöntemler ve yaklaşımlar geliştirip üretim sırasındaki kayıpların en aza indirgenebileceğini vurgulamıştır. Çavumirza ve ark. (2002), Mucur-Kırşehir yöresi mermerlerinin jeomekanik ve teknolojik özelliklerini incelediği çalışmasında, Mucur-Kırşehir de bulunan Bademler Otomotiv Mermer Tic. San. A.Ş. mermer ocağı ve mermer fabrikasını incelemiştir. Türkiye de mermercilik ve mermer üretiminde kullanılan teknolojiler hakkında detaylı bilgiler derlemiştir. Deneyler sonucunda Mucur Beji ve Mucur Traverteninin sırası ile eğilme dayanımını 213.967 kg/cm 2 ve 247.338 kg/cm 2, darbe dayanımını 3.3 kg.cm/cm 3 ve 8 kg.cm/cm 3, tek eksenli basma dayanımını 904 kg/cm 2 ve 492 kg/cm 2 olarak bulmuştur. Birim hacim ağırlığını 2.7 gr/cm 3 ve 2.37 gr/cm 3, ağırlıkça su emme oranını % 2 ve % 1.4, görünür porozitesini % 0.54 ve % 3.318, doluluk oranını % 99 ve % 87, Shore selereskop sertliğini 55 ve 54 olarak bulmuştur. Çiftepala (2001), Meşebağları-Toplu Köy (Diyarbakır) mermerlerinin jeomekanik ve teknolojik özelliklerinin belirlenmesini amaçladığı çalışmasında, Toplu (YukarıBedvan) köyünde bulunan Ünallar mermer ocağı ve Gaziantep ili Pınarbaşı Sanayi Bölgesi nde bulunan Ünallar mermer fabrikasını incelemiş makinalar üzerinde detaylı olarak çalışmıştır. Mermer ocağından alınan mermer numuneleri üzerinde deneyler gerçekleştirerek mekanik ve fiziksel özellikleri belirlemiştir. Ayrıca bu numunelerden ince kesitler hazırlamış petrografik özelliklerini belirlemiştir.. Sonuçta kaba yoğunluğu: 2.608 2.614 gr/cm 3, özgül ağırlığı: 2.696-2.698 gr/cm 3, shore sertliği 47-54, eğilme dayanımı 214-242 kg/cm 2 ve basınç dayanımı 98-1116 kg/cm 2 olarak belirlemiştir. 6

2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Mesut TONÇER Erdoğan ve Yavuz (2003), Güneydoğu Anadolu Bölgesinde son yıllarda Diyarbakır a bağlı Hazro, Hani ve Çermik ilçeleri yakınlarında bej, açık ve pembe renkli kireçtaşlarının blok mermer üretmek için işletilmekte ve ihracat edilmekte olduğunu vurgulamışlardır. Araştırıcılar, deformasyon geçirmemiş ve yatay konumdaki bu kireçtaşlarının paleontolojik incelemeler sonucu Miyosen yaşında olduğunu, Miyosen kireçtaşlarının tortullaştığı alanın kuzeyde Ergani ve Hani bölgesinden başlayarak güneyde Suriye sınırında Harran a kadar uzandığını belirtmişlerdir. Buna göre Hazro, Hani ve Çermik yöresindeki kireçtaşları tipik olarak resifal fasiyeste çökelmiş ve bunlar platformun kuzey sınırı boyunca set resifleri oluşturmaktadır. Set resiflerinin sıralandığı bu sınırın daha kuzeyinde ise kırıntılı Lice formasyonu çökelmiştir. Lice havzası daha kuzeyden ilerleye, napların önünde gelişmiş bir havzadır. Set resiflerinin sıralandığı Miyosen platformunun güneyinde ise set ardı havza bulunmaktadır ve burada ince tabakalı killi ve kırıntılı kireçtaşları çökelmiştir ve blok mermer üretimine uygun değildir. Ancak ara ve yanal yönde devamsız olan yama resifleri bu geniş alanda gelişmiş ve blok mermer üretilecek kireçtaşları bu sınırlı alanlarda çökelmiştir. Ayrıca araştırıcılar Güneydoğu Anadolu Bölgesinde miyosen set resiflerinin gelişebileceği platformun kuzey kenarı Siirt ten Adıyaman a kadar uzun bir alanda yer aldığını ve blok üretilecek benzer kireçtaşlarının bulunabileceği büyük bir potansiyel oluşturduğunu belirtmişlerdir. Ertürk (1996), yaptığı çalışmada Afyon-İncehisar Bölgesindeki mermer yataklarına en uygun olabilecek işletme yöntemini saptamış ve buradaki mermerlerin çeşitli özelliklerinin tayini amacıyla yapılan ayrıntılı laboratuar ve arazi çalışmalarını ele almıştır. Mermerlerin ülkemizde ve dünyadaki durumu, geleceği ve potansiyeli gibi konular başta olmak üzere, mermerler ile ilgili olarak derlenen ayrıntılı bilgiler vermiş ve araştırmanın yapıldığı bölgenin jeolojisini de ayrıca sunmuştur. İncelemiş olduğu sahadaki mermerlerin mekanik ve fiziksel özelliklerinin saptamak amacıyla sahanın tüm özelliklerini temsil eden çeşitli numuneler almış ve bunlar üzerinde bir dizi deneyler yapmıştır. Bu numuneleri kimyasal ve mineralojik özelliklerinin saptanması amacıyla yine bazı deneylere tabi tutmuştur. Araştırıcı yaptığı bu tüm deneylerin sonuçlarını göz önüne alarak sahadaki mermerlerin renk, kristal boyutu ve kullanım alanlarına göre bir sınıflandırma yapmıştır. Arazide gerçekleştirdiği 7