Dergiler / Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi / 2026 / Cilt: 16 Sayı: 2

Karbonat Kökenli Doğal Taşların Fizikomekanik Özellikleri ile Katrak Makinelerinde Kesilebilirlik Performansı Arasındaki İlişkinin Analizi

Analysis of the Relationship Between the Physicomechanical Properties of Carbonate-Based Natural Stones and their Sawability Performance in Gangsaws

Aydin Shaterpour-Mamaghani(İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ, MADEN FAKÜLTESİ, MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)0000-0001-7751-4796
Deniz Tumaç(İSTANBUL TEKNİK ÜNİVERSİTESİ, MADEN FAKÜLTESİ, MADEN MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ)0000-0003-0626-1087
Sayfa
34–46
Yayın Tarihi
2026-07-24
🏛️Bu makalenin bibliyografik verileri ve tam metin bağlantısı DergiPark üzerinden sağlanmıştır.
DergiPark Kaydı ↗
✨

Yapay Zeka Hızlı Bakış & Çıkarımlar

AI Insight
⚡ TL;DR(1 Cümlede Hızlı Çıkarım)

Elde edilen bulgular, katrak makinesi kesim performansının, doğal taşların tek eksenli basınç ve dolaylı çekme dayanımları ve Schmidt çekici deformasyon katsayısının birlikte değerlendirilmesiyle güvenilir bir biçimde tahmin edilebileceğini ortaya koymaktadır.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Bu çalışmanın amacı, karbonat kökenli on adet farklı doğal taşın fiziksel ve mekanik özelliklerini kullanarak, katrak makinelerinde kesilebilirlik performansını tahmin etmeye yönelik yeni ampirik modeller geliştirmektir.
📊
Temel Bulgular & Veri:Bu kapsamda, yoğunluk, porozite, tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı, Schmidt çekici sertlik değerleri ve Cerchar aşındırıcılık indeksi ile katrak makinesi performans göstergesi olan alansal plaka üretim oranı arasındaki ilişkiler incelenmiştir.
💡
Sonuç & Katkı:Elde edilen bulgular, katrak makinesi kesim performansının, doğal taşların tek eksenli basınç ve dolaylı çekme dayanımları ve Schmidt çekici deformasyon katsayısının birlikte değerlendirilmesiyle güvenilir bir biçimde tahmin edilebileceğini ortaya koymaktadır.
🔬Tür:Modelleme & Sayısal Simülasyon
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Fizikomekanik özellikler · katrak makinesi · kesilebilirlik

Özet

Bu çalışmanın amacı, karbonat kökenli on adet farklı doğal taşın fiziksel ve mekanik özelliklerini kullanarak, katrak makinelerinde kesilebilirlik performansını tahmin etmeye yönelik yeni ampirik modeller geliştirmektir. Bu kapsamda, yoğunluk, porozite, tek eksenli basınç dayanımı, dolaylı çekme dayanımı, Schmidt çekici sertlik değerleri ve Cerchar aşındırıcılık indeksi ile katrak makinesi performans göstergesi olan alansal plaka üretim oranı arasındaki ilişkiler incelenmiştir. Öncelikle, bağımlı ve bağımsız değişkenler arasındaki doğrusal ve doğrusal olmayan korelasyonlar analiz edilmiştir. Ardından, elde edilen sonuçlara dayanarak çoklu doğrusal regresyon modelleri oluşturulmuştur. Elde edilen bulgular, katrak makinesi kesim performansının, doğal taşların tek eksenli basınç ve dolaylı çekme dayanımları ve Schmidt çekici deformasyon katsayısının birlikte değerlendirilmesiyle güvenilir bir biçimde tahmin edilebileceğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, daha genel ve kapsamlı modellerin geliştirilebilmesi için farklı jeolojik kökenlere sahip doğal taşlar ve çeşitli katrak makinelerinden elde edilen verilerin analize dahil edilmesi önerilmektedir.

Abstract

This study seeks to establish original empirical models to predict the sawability performance of gangsaw machines by using the physical and mechanical properties of ten carbonate-origin natural stones. For this purpose, relationships between density, porosity, uniaxial compressive strength, indirect tensile strength, Schmidt hammer hardness values, Cerchar abrasivity index, and the gangsaw performance indicator (area slab production rate per active framework) are investigated. Initially, linear and non-linear correlation analyses are conducted to determine the best relationships between the dependent and independent variables. Subsequently, multiple linear regression analyses are performed to strengthen the proposed models. The results demonstrate that the performance of gangsaw machines can be reliably predicted by jointly considering the uniaxial compressive and indirect tensile strengths, and the Schmidt hammer deformation coefficient of the natural stones. Moreover, it is suggested that the inclusion of data from natural stones with different geological origins and from various gangsaw machines would facilitate the development of more comprehensive and robust prediction models.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Shaterpour-Mamaghani, A., Tumaç, D. (2026). Karbonat Kökenli Doğal Taşların Fizikomekanik Özellikleri ile Katrak Makinelerinde Kesilebilirlik Performansı Arasındaki İlişkinin Analizi. Karaelmas Fen ve Mühendislik Dergisi, Cilt: 16 Sayı: 2, 34–46. https://doi.org/10.7212/karaelmasfen.1817885

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (35)

  1. Altindag, R. (2000). Darbeli delme performans analizlerinde kayaç gevrekliğinin rolü. 5. Ulusal Kaya Mekaniği Sempozyumu. 30 - 31 Ekim, ss.105-112, Isparta, Türkiye.
  2. Altindag, R. (2002). The evaluation of rock brittleness concept on rotary blast holes drills. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 102(1),61-66.
  3. Altindag, R. (2003). Correlation of specific energy with rock brittleness concepts on rock cutting. The Journal of the Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 103(3), 163-172.
  4. ASTM D7625-10. (2010). Standard test method for laboratory determination of abrasiveness of rock using the CERCHAR method. American Society for Testing and Materials.
  5. Bayram, F. (2002). Elmas lamalı katraklarda kesme verimliliğin incelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Hacettepe Üniversitesi, 146 s.
  6. Bayram, F., & Kulaksiz, S. (2021). Evaluation of rock cutting performance of diamond segmented frame saw in terms of diamond segment wear. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 139, 104657. Doi: 10.1016/j.ijrmms.2021.104657.
  7. Bilgin, N., Dincer, T., & Copur, H. (2002). The performance prediction of impact hammers from Schmidt hammer rebound values in Istanbul metro tunnel drivages. Tunnelling and Underground Space Technology, 17 (3), 237-247. Doi: 10.1016/S0886-7798(02)00009-3.
  8. Bilim, N. (2012). Optimum cutting speed of block-cutting machines in natural stones for energy saving. Journal of Central South University,19, 1234-1239. Doi: 10.1007/s11771-012-1134-y.
  9. Brook, B. (2002). Principles of diamond tool technology for sawing rock. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences, 39, 41-58. Doi: 10.1016/S1365-1609(02)00007-2.
  10. Dormishi, A., Ataei, M., Khalokakaei, R., & Mikaeil, R. (2018). Energy consumption prediction of gang saws from rock properties in carbonate rocks cutting process. International Journal of Mining and Mineral Engineering, 9 (3), 216-227. Doi: 10.1504/IJMME.2018.096115.
  11. Dormishi, A., Ataei, M., Mikaeil, R., Khalokakaei, R., & Shaffiee Haghshenas, S. (2019). Evaluation of gang saws’ performance in the carbonate rock cutting process using feasibility of intelligent approaches. Engineering Science and Technology, 22, 990-1000. Doi: 10.1016/j.jestch.2019.01.007.
  12. Fowell, R. J., & McFeat-Smith, I. (1976). Factors influencing the cutting performance of a selective tunnelling machine. Proceedings of the international Symposium IMM (Tunelling’76), p. 301-309, London, England.
  13. Goktan, R. M., & Ayday, C. A. (1993). Suggested improvement to the Schmidt rebound hardness ISRM suggested method with particular reference to rock machineability. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences & Geomechanics Abstracts, 30 (3), 321-322. Doi: 10.1016/0148-9062(93)92733-7.
  14. ISRM, 1981. The complete ISRM suggested methods for rock characterization, testing and monitoring. International Society of Rock Mechanics, London: Pergamon Press. Kahraman, S. (2001). Evaluation of simple methods for assessing the uniaxial compressive strength of rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 38 (7), 981-94. Doi: 10.1016/S1365-1609(01)00039-9.
  15. Kahraman, S., Ulker, U., & Delibalta, M. S. (2007). A quality classification of building stones from P-wave velocity and its application to stone cutting with gang saws. The Southern African Institute of Mining and Metallurgy, 107, 427-430.
  16. Karaabat Varol, K. (2023). Performance evaluation to measure production equipment effectiveness in block cutting machine (gang saw). Mining Science, 30, 157-169. Doi: 10.37190/msc233010.
  17. Korman, T., Kujundžić, T., & Kuhinek, D. (2015). Simulation of the chain saw cutting process with a linear cutting machine. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 78, 283-289. Doi: https://doi.org/10.1016/j.ijrmms.2015.07.004.
  18. Lons, H. H. (1970). Basic research on frame sawing with diamond blades. Diss3 Tu Hanover.
  19. MEGEP. 2011. (Mesleki Eğitim ve Öğretim Sisteminin Güçlendirilmesi Projesi), Mermer plaka kesimi-2. T.C. Millî Eğitim Bakanlığı, Makine teknolojisi modülü, Ankara.
  20. Mikaeil, R., Ataei, M., Ghadernejad, S., & Sadegheslam, G. (2014). Predicting the relationship between system vibration with rock brittleness indexes in rock sawing process. Archives of Mining Sciences, 59 (1), 139-153. Doi: 10.2478/amsc-2014-0010.
  21. Minitab 16, (2016). Statistical Software. (Licensed by Istanbul Technical University, Türkiye).
  22. Neves, P. F., Silva, M. C. E., Paneiro, G., & Frazão, M. (2016). Prediction of slab production with multiblade gang saw. International Multidisciplinary Scientific GeoConference Surveying Geology and Mining Ecology Management, SGEM, 2, 681-686.
  23. Sachpazis, C. I. (1990). Correlating Schmidt hardness with compressive strength and Young’s modulus of carbonate rock. Bulletin of the International Association of Engineering Geology, 42, 75-83. Doi: doi.org/10.1007/BF02592622.
  24. Sakcalı, A. (2013). Mermer blok kalitesinin ultrasonik yöntemle belirlenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, 116 s.
  25. Sarıçalı, G. (2019). Bütünleşik kemira-m ve copras yöntemi ile mermer işletmesi için katrak makinesi seçimi. Kafkas Üniversitesi İktisadi ve İdari Bilimler Fakültesi, 10 (20): 1028-1061. Doi: 10.36543/kauiibfd.2019.044.
  26. Satı, Y. E. (2020). Doğal taş fabrikalarında kullanılan S/T ve katrak makinelerinin performans analizi. Bitirme ödevi, İstanbul Teknik Üniversitesi.
  27. Satı, Y. E., Tumaç, D., & Shaterpour-Mamaghani, A. (2023). Sedimanter ve metamorfik kökenli doğal taşlarda blok kesme (S/T) ve katrak makinelerinin kesilebilirliğin değerlendirilmesi. Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi, 12 (3), 895-904. Doi: 10.28948/ngumuh.1279557.
  28. Shaffiee Haghshenas, S., Mikaeil, R., Esmaeilzadeh, A., Careddu, N., & Ataei, M. (2022). Statistical study to evaluate performance of cutting machine in dimension stone cutting process. Journal of Mining and Environment, 13 (1), 53-67. Doi: 10.22044/jme.2022.11362.2118.
  29. Shaffiee Haghshenas, S., Shirani Faradonbeh, R., Mikaeil, R., Shaffiee Haghshenas, S., Taheri, A., Saghatforoush, A., & Dormishi, A. (2019). A new conventional criterion for the performance evaluation of gang saw machines. Measurement, 146, 159-170. Doi: /j.measurement.2019.06.031.
  30. Sun, Q., Zhang, J., Wang, Z., Zhang, H., & Fang, J. (2016). Segment wear characteristics of diamond frame saw when cutting different granite types. Diamond & Related Materials, 68, 143-151. Doi: 10.1016/j.diamond.2016.06.018
  31. Tumac, D. (2015). Predicting the performance of large diameter circular saws based on Schmidt hammer and other properties for some Turkish carbonate rocks. International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences, 75, 159-168. Doi: 10.1016/j.ijrmms.2015.01.015.
  32. Tumaç, D., & Tolouei, S. (2017). Mermer fabrikalarında kullanılan büyük çaplı dairesel testerelerin (S/T) performans analizi. Politeknik Dergisi, 20 (3), 651-662.
  33. Wang, C. Y., & Clausen, R. (2002). Marble cutting with single point cutting tool and diamond segments. International Journal of Machine Tools & Manufacture, 42, 1045-1054. Doi: 10.1016/S0890-6955(02)00032-9.
  34. Young, R. P., & Fowell, R. J. (1978). Assessing rock discontinuities. Tunnels Tunnelling, 10 (5), 45-8.
  35. Zhang, H., Zhang, J. Wang, Z., Sun, Q., & Fang, J. (2016). A new frame saw machine by diamond segmented blade for cutting granite. Diamond & Related Materials, 69, 40-48. Doi: 10.1016/j.diamond.2016.07.003.