SavedAdd your journal

Journals / Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi / 2026 / Cilt: 18

Physico-mechanical properties of basalts exposed east of Ürgüp (Nevşehir, Türkiye) and their suitability as natural building materials

Ürgüp (Nevşehir, Türkiye) doğusunda yüzeylenen bazaltların fiziko-mekanik özellikleri ve doğal yapı malzemesi olarak kullanılabilirliği

Murat Kalkan(AKSARAY ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)0000-0002-4350-1599
Mustafa Haydar Terzi(AKSARAY ÜNİVERSİTESİ, MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ, JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)0000-0003-4224-6482
Pages
—
Publication Date
2026-09-18
🏛️Bibliographic metadata and full text access for this article are provided via DergiPark.
DergiPark Record ↗
✨

AI Summary & Key Takeaways

AI Insight
⚡ TL;DR(Too Long; Didn't Read)

Nevertheless, further studies on block yield, workability, and durability are recommended to provide a more comprehensive assessment of their suitability as natural building materials.

📌 3 Key Takeaways

🎯
Objective & Hypothesis:In this study, the suitability of the basalts exposed east of Ürgüp (Nevşehir, Türkiye) as natural building materials was investigated through the integrated evaluation of their mineralogical-petrographic, geochemical, and physico-mechanical properties.
📊
Key Findings & Data:The values obtained from the physico-mechanical tests satisfy the limit values specified in the national standards of TS 1910 and TS 2513 for natural building and dimension stones, as well as those specified in the technical specifications of the General Directorate of Highways (KGM) and the General Directorate of State Hydraulic Works (DSI) for masonry construction, stone pitching, rock riprap, and rockfill applications.
💡
Conclusion & Impact:Nevertheless, further studies on block yield, workability, and durability are recommended to provide a more comprehensive assessment of their suitability as natural building materials.
🔬Design:Araştırma Makalesi
📍Scope:Comprehensive Sample
⚙️Variables:Bazalt · Fiziko-mekanik özellikler · Doğal yapı malzemesi

Abstract

In this study, the suitability of the basalts exposed east of Ürgüp (Nevşehir, Türkiye) as natural building materials was investigated through the integrated evaluation of their mineralogical-petrographic, geochemical, and physico-mechanical properties. For this purpose, thin-section petrographic examinations, geochemical analyses, and physico-mechanical laboratory tests, including density, water absorption by weight, water absorption by volume, apparent porosity, uniaxial compressive strength, weight loss after freeze-thaw cycles, and uniaxial compressive strength after freeze-thaw cycles, were carried out on the basalt samples. Mineralogical-petrographic investigations revealed that the rocks exhibit a hypocrystalline texture composed predominantly of plagioclase, pyroxene, and opaque minerals, with subordinate secondary chalcedony and calcite. Geochemical rock classification diagrams, consistent with the petrographic findings, also confirmed that the samples have a basaltic composition. The values obtained from the physico-mechanical tests satisfy the limit values specified in the national standards of TS 1910 and TS 2513 for natural building and dimension stones, as well as those specified in the technical specifications of the General Directorate of Highways (KGM) and the General Directorate of State Hydraulic Works (DSI) for masonry construction, stone pitching, rock riprap, and rockfill applications. Consequently, the basalts in the study area have significant potential for use as natural building and dimension stones and as construction materials in highway and flood control structures. Nevertheless, further studies on block yield, workability, and durability are recommended to provide a more comprehensive assessment of their suitability as natural building materials.

Özet

Bu çalışmada, Ürgüp (Nevşehir) doğusunda yüzeyleyen bazaltların doğal yapı malzemesi olarak kullanılabilirliği, mineralojik ve petrografik, jeokimyasal ve fiziko-mekanik özellikleri birlikte değerlendirilerek araştırılmıştır. Bu amaçla bazalt örneklerinden alınan ince kesitler üzerinde petrografik incelemeler tamamlanmış, jeokimyasal analizlerin ardından yoğunluk, ağırlıkça su emme, hacimce su emme, görünür gözeneklilik, tek eksenli sıkışma dayanımı, donma-çözülme sonrası ağırlık kaybı ve donma-çözülme sonrası tek eksenli sıkışma dayanımı deneylerini kapsayan fiziko-mekanik laboratuvar çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Mineralojik ve petrografik incelemelerde kayaçların hipokristalin dokuda başlıca plajiyoklaz, piroksen ve opak minerallerden, ikincil olarak ise boşluklarda kalsedon ve kalsitten oluştuğu belirlenmiştir. Jeokimyasal kayaç sınıflama diyagramları da petrografik bulgularla uyumlu olarak örneklerin bazalt bileşiminde olduğunu doğrulamıştır. Fiziko-mekanik deney sonuçlarından elde edilen değerlerin doğal yapı ve kaplama taşları için TS 1910 ve TS 2513 ulusal standartlarında ve kargir inşaat, pere yapımı, taş tahkimat ve taş dolgu uygulamaları için Karayolları Genel Müdürlüğü (KGM) ve Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü (DSİ) teknik şartnamelerinde önerilen sınır değerleri karşıladığı belirlenmiştir. Sonuç olarak çalışma alanındaki bazaltların doğal yapı taşı, kaplama taşı, karayolu yapıları ve taşkın kontrol yapılarında kullanılabilecek önemli bir doğal yapı malzemesi potansiyeline sahip olduğu ortaya konmuştur. Bununla birlikte, bazaltların doğal yapı malzemesi olarak uygunluklarının daha kapsamlı bir şekilde değerlendirilebilmesi için blok verimi, işlenebilirlik ve dayanıklılık özelliklerine yönelik ilave çalışmaların da yapılması önerilmektedir.

🔖

Cite This Article

Kalkan, M., Terzi, M. H. (2026). Physico-mechanical properties of basalts exposed east of Ürgüp (Nevşehir, Türkiye) and their suitability as natural building materials. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, Cilt: 18. https://doi.org/10.28948/ngumuh.1989815

📄 Full Text PDF Viewer

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

References (41)

  1. E. Gürdal, S. A. Özgünler, “Tarihi yapıların onarımında doğal taş seçimi ve kullanımı,” Restorasyon ve Konservasyon Çalışmaları Dergisi, 16, 27-35, 2016.
  2. M. H. Terzi, M. Kalkan, “Kılavuztepe (Güneybatı Aksaray) bazaltik andezitlerinin fiziko-mekanik özellikleri ve doğal yapı taşı olarak kullanılabilirliği,” Gümüşhane Üniversitesi Fen Bilimleri Dergisi, 16 (1), 2026. https://doi.org/10.17714/gumusfenbil.1817961
  3. E. Yaşar, Y. Erdoğan, “Toprakkale bazaltının doğal taş endüstrisindeki yeri,” 4. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, 87-96, İzmir, Türkiye, 18-19 Ekim 2001.
  4. M. Korkanç, A. Tuğrul, ”Evaluation of selected basalts from Niğde, Turkey, as source of concrete aggregate,” Engineering Geology, 75 (3-4), 291-307, 2004. https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2004.06.015
  5. S. Yüksek, “Mechanical properties of some building stones from volcanic deposits of mount Erciyes (Turkey),” Materiales De Construcción, 69 (334), e187, 2019. https://doi.org/10.3989/mc.2019.04618
  6. M. P. B. Almeida, L. D. S. S. Gomes, A. R. Silva, J. R. Tamashiro, F. F. G. Paiva, L. H. P. Silva, A. Kinoshita, “Basalt rock powder in cementitious materials: a systematic review,” Resources, 14, 86, 2025. https://doi.org/10.3390/resources14060086
  7. M. E. Türk, M. H. Akyıldız, ”Assessment of Karacadağ basalt as a sustainable material for eco-friendly road infrastructure,” Processes, 13, 3022, 2025. https://doi.org/10.3390/pr13093022
  8. B. Gençbay, “Madencilik sektörüne ait temel ekonomik göstergeler 2025”. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Fizibilite Etütleri Daire Başkanlığı, Ankara, 2026.
  9. S. Erişiş, A. Tuğrul, S. Er, M. Yılmaz, “Bazaltik kayaların bileşim ve dokusal özelliklerinin mekanik davranışlarına etkisi” Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 43, 259-278, 2019. https://doi.org/10.24232/jmd.655348
  10. S. Temur, Y. Temur, G. Kansun, “Erkilet bazaltı'nın jeolojik, petrografik ve teknolojik incelemesi, Kayseri, Orta Anadolu,” Jeoloji Mühendisliği Dergisi, 31 (1), 1-7, 2007.
  11. İ. Ketin, “Anadolu'nun tektonik birlikleri,” Maden Tetkik ve Arama Dergisi, 66, 20-37, 1966.
  12. E. Göz, “Ürgüp formasyonu (Nevşehir) karasal çökellerinin fasiyes ve paleoekolojik özellikleri,” Doktora Tezi, Kütahya Dumlupınar Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2019.
  13. İ. Ketin, Türkiye Jeolojisine Genel Bir Bakış, İstanbul Teknik Üniversitesi Yayınları, İstanbul, 1983.
  14. A. M. C. Şengör, Y. Yılmaz, “Türkiye’de Tetis’in evrimi: Levha tektoniği açısından bir yaklaşım,” Türkiye Jeoloji Kurumu Yerbilimleri Özel Dizisi, 1, 75, 1983.
  15. A. Temel, M. N. Gündoğdu, A. Gourgaud, “Petrological and geochemical characteristics of Cenozoic high-K calc-alkaline volcanism in Konya, Central Anatolia, Turkey,” Journal of Volcanology and Geothermal Research, 85 (1-4), 327-354, 1998. https://doi.org/10.1016/S03770273(98)062-6
  16. A. Gürel, Kapadokya volkanik provensi (KVP, Orta Anadolu) neojen serilerinin kil mineralojisi: sediman-paleosol’lerin kaynağı ve paleoiklim değişimi, TÜBİTAK, YDABCAG-104Y070, 2009.
  17. E. Aydar, A. K. Schmitt, H. E. Çubukçu, L. Akın, O. Ersoy, E. Sen, R. A. Duncan, G. Atıcı, “Correlation of ignimbrites in the central anatolian volcanic province using zircon and plagioclase ages and zircon compositions,” Journal of Volcanology and Geothermal Research,213-214,83-97, 2012. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2011.11.005
  18. P. Lepetit, L. Viereck, J. D. A. Piper, M. Sudo, A. Gürel, İ. Çopuroğlu, M. Gruber, B. Mayer, M. Koch, O. Tatar, H. Gürsoy, “40Ar/39Ar dating of ignimbrites and plinian air-fall layers from Cappadocia, Central Turkey: implications to chronostratigraphic and Eastern Mediterraneanpalaeoenvironmental record,” Chemie der Erde, 74, 471-488, 2014. https://doi.org/10.1016/j. chemer.2014.05.001
  19. M. H. Terzi, M. Kalkan, "Investigation of the mineralogical-petrographic and geochemical characteristics of basalts exposed east of Ürgüp (Nevşehir, Türkiye)", Meetcon-Next 3. International Congress on Scientific Research, 9, Ankara, Türkiye, 19-21 July 2026.
  20. G. Pasquaré, “Geology of the cenozoic volcanic area of Central Anatolia. Atti Della Accademia Nazionale Dei Lincei Memories,” VIII (IX), Roma, 55-204, 1968.
  21. A. Temel, ”Kapadokya eksplozif volkanizmasının petrolojik ve jeokimyasal özellikleri,” Doktora Tezi, Hacettepe Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1992.
  22. M. Dönmez, A. Türkecan, A. E. Akçay, “Kayseri, Niğde Tersiyer Volkanizması,” Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, Rapor No: 10575, 2003.
  23. L. Viereck-Goette, P. Lepetit, A. Gürel, G. Ganskow, I. Çopuroğlu, M. Abratis, “Revised volcanostratigraphy of the Upper Miocene to Lower Pliocene Ürgüp Formation, Central Anatolian volcanic province, Turkey” in “Stratigraphy and Geology of Volcanic Areas” G. GroppelliandL.Viereck- Goette, Eds., Geological Society of America Special Paper, 464, 85-112, 2010. https://doi.org/10.1130/2010.2464(05)
  24. E. Atabey, Nevşehir İli Tıbbi Jeolojik Unsurları ve Halk Sağlığı, Nevşehir Belediyesi, 2013.
  25. E. Atabey, “1:100000 Ölçekli Açınsama Nitelikli Türkiye Jeoloji Haritaları Serisi, Kayseri-H19 (K33) Paftası,” Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü, 1989.
  26. J. L. Le Pennec, A. Temel, J. L. Froger, S. Sen, A. Gourgaud, J. L. Bourdier, “Stratigraphy and age of the Cappadocia ignimbrites, Turkey: reconciling field constraints with paleontologic, radiochronologic, geochemical and paleomagnetic data,” Journal of Volcanologyand GeothermalResearch, 141, 45-64, 2005. https://doi.org/10.1016/j.jvolgeores.2004.09.004
  27. TS EN 12407, Natural stone test methods-petrographic examination, Turkish Standards Institute, Ankara, 2019.
  28. ASTM D 854, Standart Test Methods for Specific Gravity of Soil Solids by Water Pycnometer Annual Book of ASTM Standarts, American Society for Testing and Materials, 2000.
  29. RILEM, “Recommended Tests to Measure the Deterioration of Stone and to Assess the Effectiveness of Treatment Methods,” Material and Structures, 13, 175-253, 1980.
  30. TSE 699, Doğal Yapı Taşlarının Muayene ve Deney Metodları, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 2009.
  31. ISRM 2007, “The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring: 1974-2006” In R. Ulusay and J. A. Hudson (Eds.), “Suggested Methods Prepared by the Commission on Testing Methods, International Society for Rock Mechanics, CompilationArrangedbythe ISRM Turkish National Group,” Kozan Ofset, Ankara, 2007.
  32. TS EN 12371 Natural stone test methods-determination of frost resistance, Turkish Standards Institute, Ankara, 2019.
  33. TS 1910, Kaplama Olarak Kullanılan Doğal Taşlar, Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, 1977.
  34. M. Y. Çelik, T. Kavas, “Elvanpaşa (Afyon) trakiandezitlerinin jeolojisi ve yapı taşı olarak kullanılabilirliğinin araştırılması,” Osmangazi Üniversitesi Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi Dergisi, XIV (2), 24-36, 2001.
  35. S. Kaputoğlu, “Buca yeşil andezitlerinin jeolojisi malzeme özellikleri ve durabilitesinin araştırılması,” Yüksek Lisans Tezi, Dokuz Eylül Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Türkiye, 2013.
  36. TS 2513, Doğal Yapı Taşları, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1977.
  37. KGM, “Karayolu Teknik Şartnamesi: Yol Altyapısı, Sanat Yapıları, Köprü ve Tüneller, Üstyapı ve Çeşitli İşler,” Karayolları Genel Müdürlüğü, Ankara, 2013.
  38. DSİ, “Taşkın Kontrol Duvarları Genel Teknik Şartnamesi,” Devlet Su İşleri Genel Müdürlüğü, Ankara, 2018.
  39. K. G. Cox, J. D. Bell, R.J. Pankhurst, The interpretation of igneous rocks, George Allen and Unwin, London, 1979.
  40. A. R. Hastie, A. C. Kerr, J. A. Pearce, S. F. Mitchell, “Classification of altered volcanic island arc rocks using immobile trace elements: development of the Th-Co discrimination diagram,” Journal of Petrology, 48 (12), 2007. https://doi.org/10.1093/petrology/egm062
  41. S. Al-Zyoud, “Thermo-physical and mechanical properties of Al Hashimiyya basaltic rocks, Jordan,” International Journal of Geosciences, 10, 193-208, 2019. https://doi.org/10.4236/ijg.2019.102012