KaydedilenlerDerginizi ekleyin

Dergiler / Scientific Mining Journal / 2026 / Cilt: 61 Sayı: 3

Mermer tozunun kompozit plaka üretiminde kullanımı: Mermer tozu içeren dolgu karışımının kavurma koşulları ile plaka fiziksel özellikleri arasındaki ilişki

Use of marble dust containing filler mixture in composite slab production: Relationship between roasting conditions and physical properties of the slab

Sedanur Baş(Coante Quartz Surfaces)0000-0003-2791-1798
Taki Güler(Muğla Sıtkı Koçman University, Faculty of Engineering, Department of Mining Engineering)0000-0001-9688-6894
Selçuk Aktürk(Muğla Sıtkı Koçman Üniversitesi)0000-0001-9146-5142
Sayfa
135–141
Yayın Tarihi
2022-09-30
🏛️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)

XRD ile yapılan karakterizasyon; kavurma sıcaklığına ve süresine bağlı olarak kavrulmuş dolgudaki fazların, serbest kuvars, volastonit, larnit, kalsiyo olivin ve sönmemiş kireç olduğunu ortaya koymuştur.

📌 3 Maddede Bu Makale

🎯
Amaç & Hipotez:Plaka kesim sürecinde artık olarak açığa çıkan mermer tozu, artan reaktif yüzey alanından dolayı önemli çevresel sorunlara neden olmaktadır.
📊
Temel Bulgular & Veri:Sinter fazlarının plaka özelliklerine etkisini aydınlatmak için fiziksel testler uygulanmıştır.
💡
Sonuç & Katkı:XRD ile yapılan karakterizasyon; kavurma sıcaklığına ve süresine bağlı olarak kavrulmuş dolgudaki fazların, serbest kuvars, volastonit, larnit, kalsiyo olivin ve sönmemiş kireç olduğunu ortaya koymuştur.
🔬Tür:Araştırma Makalesi
📍Kapsam:Genişletilmiş Akademik Örneklem
⚙️Değişkenler:Kompozit plaka · Mikronize kuvars · Mermer tozu

Özet

Plaka kesim sürecinde artık olarak açığa çıkan mermer tozu, artan reaktif yüzey alanından dolayı önemli çevresel sorunlara neden olmaktadır. Mermer tozu, kompozit plakada dolgu olarak kullanılan mikronize kuvars ile yakın boyut dağılımına sahiptir. Yüksek sertliği nedeniyle mikronize kuvars üretimi enerji yoğun bir işlemdir. Bu çalışma, mermer tozunun kompozit plaka üretiminde mikronize kuvars ile birlikte dolgu malzemesi olarak uygulanabilirliğini araştırmak amacıyla yapılmıştır. Mermer tozunun düşük sertliğinden kaynaklanan dezavantajı azaltmak için dolgu karışımlarına kavurma işlemi uygulanmıştır. XRD ile yapılan karakterizasyon; kavurma sıcaklığına ve süresine bağlı olarak kavrulmuş dolgudaki fazların, serbest kuvars, volastonit, larnit, kalsiyo olivin ve sönmemiş kireç olduğunu ortaya koymuştur. Sinter fazlarının plaka özelliklerine etkisini aydınlatmak için fiziksel testler uygulanmıştır. Kavurma sıcaklığı 1100°C'ye çıkarıldığında, muhtemelen kavrulmuş dolguda bulunan serbest kireç oranına bağlı olarak fiziksel özellikler kötüleşmiş, 1200°C'ye çıkarıldığında ise tekrar iyileşerek en yüksek değere ulaşmıştır. 1200°C'de kavurma süresi artırılınca fiziksel özellikler iyileşmiştir. Larnit ve kuvarsın, iyileştirilmiş fiziksel özellikler üzerinde, volastonit ve kalsiyo olivine göre daha etkili olduğu belirlenmiştir.

Abstract

Marble dust generated during slab cutting as reject causes significant environmental problems due to increased reactive surface area. It has closer size distribution with micronized quartz filler used in composite slab. Owing to its high hardness, micronized quartz production is an energy intensive process. This study was conducted to investigate the applicability of marble dust in composite slab production together with micronized quartz as filler. The filler mixture was roasted to mitigate drawback arising from low hardness of marble dust. XRD characterization revealed that phases in roasted filler were wollastonite, larnite, calcio olivine, quicklime and free quartz depending on the roasting temperature and time. Physical tests were applied to clarify the effect of sinter phases on slab properties. Physical properties were determined to retrogress as the roasting temperature increased to 1100°C possibly due to rate of free lime in roasted filler, and then improved again reaching peak point at 1200°C. They ameliorated by increasing roasting time at 1200°C. Larnite and quartz were determined to be effective on improved physical properties than wollastonite and calcio olivine.

🔖

Bu Makaleye Atıf Yap

Baş, S., Güler, T., Aktürk, S. (2022). Mermer tozunun kompozit plaka üretiminde kullanımı: Mermer tozu içeren dolgu karışımının kavurma koşulları ile plaka fiziksel özellikleri arasındaki ilişki. Scientific Mining Journal, Cilt: 61 Sayı: 3, 135–141. https://doi.org/10.30797/madencilik.1016702

📄 Tam Metin PDF Okuyucu

📄

PDF görüntüleyici hazırlanıyor...

Kaynakça (41)

  1. Abenojar, J., Velasco, F., Bautista, A., Campos, M, Bas, J.A., Torralba, J.M. 2003. Atmosphere influence in sintering process of stainless steels matrix composites reinforced with hard particles. Composite Science and Technology. 63(1), 69-79. DOI: 10.1016/S0266-3538(02)00179-3
  2. Akaogi, M., Yano, M., Tejima, Y., Uijima, M., Kojitani, H. 2004. High-pressure transitions of diopside and wollastonite: Phase equilibria and thermochemistry of CaMgSi2O6, CaSiO3 and CaSi2O5–CaTiSiO5 system. Physics of the Earth and Planetary Interiors. 143-144, 145-156. DOI: 10.1016/j.pepi.2003.08.008
  3. Albalak, R. 2012. Engineered Stone and Methods of Manufacturing Same. U.S. Patent No. 2012/0196087 A1.
  4. Arıcı, E., Ölmez, D., Özkan, M., Topçu, N., Çapraz, F., Deniz, G., Altınyay, A. 2019. The improvement of mechanical strength and surface properties on quartz surfaces. Afyon Kocatepe University Journal of Science and Engineering. 19, 326-332.
  5. de Bakker, J. 2014. Energy use of fine grinding in mineral processing. Metallurgical and Materials Transactions E. 1, 8–19. DOI: 10.1007/s40553-013-0001-6
  6. Booncharoen, W., Jaroenworaluck, A., Stevens, R. 2011. A synthesis route to nanoparticle dicalcium silicate for biomaterials research. Journal of Biomedical Materials Research Part B. 99B, 230–238.
  7. Borsellino, C., Calabrese, L., Bella, G.D. 2009. Effects of powder concentration and type of resin on the performance of marble composite structures. Construction and Building Materials. 23(5), 1915-1921. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2008.09.005
  8. Callister, W.D., Rethwisch, D.G. 2018. Materials Science and Engineering: An Introduction. Wiley. ISBN: 978-1-119-40549-8
  9. Cardenas, A., Pineda, Y., Santos, A.S., Vera, E. 2016. Effect of glow discharge sintering in the properties of a composite material fabricated by powder metallurgy. Journal of Physics: Conference Series. 687, 1-4. DOI:10.1088/1742-6596/687/1/012025
  10. Erdem, R.T., Öztürk, A.U. 2012. Effect of marble powder additive on freezing-thawing properties of cement mortar. BEU Journal of Science. 1(2), 85-91.
  11. Gazi, A., Skevis, G., Founti, M.A. 2012. Energy efficiency and environmental assessment of a typical marble quarry and processing plant. Journal of Cleaner Production. 32, 10-21. DOI: 10.1016/j.jclepro.2012.03.007
  12. Gobechiya, E.R., Yamnova, N.A., Zadov, A.E., Gazeev, V.M. 2008. Calcio-olivine γ-Ca2SiO4: I. Rietveld refinement of the crystal structure. Crystallography Report. 53(3), 404-408. DOI: 10.1134/S1063774508030073
  13. Göktaş, M., Erdemoğlu, M. 2012. Mechanical activation of synthetic wollastonite (CaSiO3) production. Proceedings of XIII International Mineral Processing Symposium. pp.1-7.
  14. Güler, T., Polat, E. 2018. Characterization of marble sludge and potential usage areas (in Turkish). Güler, T., Polat, E. (Eds.). Environmental Approaches in Marble Mining, Muğla Metropolitan Municipality Publications. 205-218. ISBN: 978-605-4839-14-8
  15. Joesten R. 1977. Evolution of mineral assemblage zoning in diffusion metasomatism. Geochimica et Cosmochimica Acta. 41(5), 649-670. DOI: 10.1016/0016-7037(77)90303-9
  16. Kartal, A., Akpınar, S. 2004. Synthesis of wollastonite by using various raw materials. Key Engineering Materials. 264-268, 2469-2472. DOI: 10.4028/www.scientific.net/KEM.264-268.2469
  17. Kılıç, Ö., Anıl, M. 2005. Investigating effects of different calcination kilns on lime production. Scientific Mining Journal. 44(4), 19-28.
  18. Klosek-Wawrzyn, E., Malolepszy, J., Murzyn, P. 2013. Sintering behavior of kaolin with calcite. Procedia Engineering. 57, 572-582. DOI: 10.1016/j.proeng.2013.04.073
  19. Kocabağ, D. 2018. Evaluation of marble industry and marble wastes in the context of sustainable mining (in Turkish). Güler, T., Polat, E. (Eds.). Environmental Approaches in Marble Mining, Muğla Metropolitan Municipality Publications. 51-92. ISBN: 978-605-4839-14-8
  20. Kostova, B., Petkova, V., Kostov-Kytin, V.I., Tzvetanova, Y., Avdeev, G. 2021. TG/DTG/-DSC and high temperature in-situ XRD analysis of natural thaumasite. Thermochimica Acta. 697, 178863. DOI: 10.1016/j.tca.2021.178863
  21. Lakshmi, R., Velmurugan, V., Sasikumar, S. 2013. Preparation and phase evolution of wollastonite by sol-gel combustion method using sucrose as the fuel. Combustion Science and Technology. 185(12), 1777–1785. DOI: 10.1080/00102202.2013.835308
  22. Lam dos Santos, J.P., Rosa, L.G. and Amaral, P.M. 2011. Temperature effects on mechanical behaviour of engineered stones. Construction and Building Material. 25(1), 171–174. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2010.06.042
  23. Liguori, V., Rizzo, G., Traverso, M. 2008. Marble quarrying: An energy and waste intensive activity in the production of building materials. WIT Transactions on Ecology and the Environment. 208, 197-207. DOI: 10.2495/EEIA080201
  24. Liu, J., Duan, C.G., Mei, W.N., Smith, R.W., Hardy, J.R. 2002. Polymorphous transformations in alkaline-earth silicates. The Journal of Chemical Physics. 116(9), 3864-3869. DOI: 10.1063/1.1446043
  25. Mäkelä, M., Paananen, T., Kokkonen, T., Makkonen, H., Heino, J., Dahl, O. 2011. Preliminary evaluation of fly ash and lime for use as supplementary cementing materials in cold-agglomerated blast furnace briquetting. ISIJ International. 51(5), 776–781. DOI: 10.2355/isijinternational.51.776
  26. Manzano, H., Pellenq, R.J.M., Ulm, F.J., Buehler, M.J., van Duin, A.C.T. 2012. Hydration of calcium oxide surface predicted by reactive force field molecular dynamics. Langmuir. 28, 4187-4197. DOI: 10.1021/la204338m
  27. Miyake, K., Hirata, Y., Shimonosono, T., Sameshima, S. 2018. The effect of particle shape on sintering behavior and compressive strength of porous alumina. Materials. 11, 1137. DOI: 10.3390/ma11071137
  28. Moropoulou, A., Bakolas, A., Aggelakopoulou, E. 2001. The Effects of limestone characteristics and calcination temperature to the reactivity of the quicklime. Cement and Concrete Research. 31, 633-639. DOI: 10.1016/S0008-8846(00)00490-7
  29. Nettleship, I., Shull Jr., J.L., Kriven, W.M. 1993. Chemical preparation and phase stability of Ca2SiO4 and Sr2SiO4 powders. Journal of the European Ceramic Society. 11(4), 291-298. DOI: 10.1016/0955-2219(93)90028-P
  30. Peng, L., Qin, S. 2018. Mechanical behaviour and microstructure of an artificial stone slab prepared using a SiO2 waste crucible and quartz sand. Construction and Building Materials. 171, 273–280. DOI: 10.1016/j.conbuildmat.2018.03.141
  31. Rana, A., Kalla, P., Verma, H.K., Mohnot, J.K. 2016. Recycling of dimensional stone waste in concrete: A review. Journal of Cleaner Production. 135, 312-331. DOI: 10.1016/j.jclepro.2016.06.126
  32. Rashid, R.A., Shamsudin, R., Hamid, M.A.A., Jalar, A. 2014. Low temperature production of wollastonite from limestone and silica sand through solid-state reaction. Journal of Asian Ceramic Societies. 2, 77-81. DOI: 10.1016/j.jascer.2014.01.010
  33. Rodriguez-Navarro, C., Ruiz-Agudo, E., Luque, A., Rodriguez-Navarro, A.B. 2009. Thermal decomposition of calcite: Mechanisms of formation and textural evolution of CaO nanocrystals. American Mineralogist. 94, 578-593. DOI: 10.2138/am.2009.3021
  34. Rohmawati, L., Sholicha, S.P., Holisa, S., Setyarsih, W. 2019. Identification of phase CaCO3/MgO in Bangkalan dolomite sand as an antibacterial substance. Journal of Physics: Conference Series. 1417, 012001. DOI: 10.1088/1742-6596/1417/1/012001
  35. Santos, G.G., Crovace, M.C., Zanotto, E.D. 2019. New engineered stones: Development and characterization of mineral-glass composites. Composite Part B. 167, 556-565. DOI: 10.1016/j.compositesb.2019.03.010
  36. Sarıışık, G., Özkan, E., Kundak, E., Akdaş, H. 2016. Classification of parameters affecting impact resistance of natural stones. Journal of Testing and Evaluation. 44(4): 1650-1660. DOI: 10.1520/JTE20140276
  37. Tunç, S. 2021. The investigation of the use of marble plant wastes in composite slab production. M.Sc. Thesis. Muğla Sıtkı Koçman University.
  38. Tuttle, O.F., Harker, R.I. 1957. Synthesis of spurrite and the reaction wollastonite+calcite ⇄ spurrite+carbon dioxide. American Journal of Science. 255(3), 226–234. DOI: 10.2475/ajs.255.3.226
  39. Velázquez, A.L.C., Menéndez-Aguado, J.M., Brown, R.L. 2008. Grindability of lateritic nickel ores in Cuba. Powder Technology, 182(1), 113-115. DOI: 10.1016/j.powtec.2007.05.027
  40. Witoon, T. 2011. Characterization of calcium oxide derived from waste eggshell and its application as CO2 sorbent. Ceramics International. 37(8), 3291-3298. DOI: 10.1016/j.ceramint.2011.05.125
  41. Zadov, A.E., Gazeev, V.M., Pertsev, N.N., Gurbanov, A.G., Yamnova, N.A., Gobechiya, E.R., Chukanov, N.V. 2008. Discovery and investigation of a natural analog of calcio-olivine (γ-Ca2SiO4). Doklady Earth Science. 423A(9), 1431-1434. DOI: 10.1134/S1028334X08090237