Sille stone, exhibiting andesitic properties, is widely used in the restoration of historical structures in Konya, Türkiye. However, due to long-term exposure to natural and environmental factors, this stone is prone to deterioration. Repair mortars are among the common restoration strategies developed to prevent such damage. Since stones used in historical structures vary in composition, understanding their properties is crucial when developing compatible repair mortars. This study investigates the mechanical, physical, and microstructural properties of composite mortars produced by mixing Sille stone powder (SSP) with polyester resin (PR) at different ratios. The goal is to develop repair mortars compatible with Sille stone while also utilizing SSP waste from stone cutting as a value-added product. Pure polyester resin was mixed with SSP at 30%, 35%, and 40% by weight. Mechanical properties were evaluated through compressive strength, three-point flexural strength, tensile strength, and hardness tests. Physical properties were assessed via porosity and water absorption tests. Microstructural analyses were performed using SEM-EDS and FTIR techniques. Test results indicated that composite mortars have significant potential to enhance structural strength, improve water impermeability, and preserve aesthetic appearance. Among the tested ratios, the mixture containing 40% PR and 60% SSP exhibited the most favorable mechanical and physical properties. It was concluded that this ratio not only ensures better performance in restoration applications but also contributes to sustainability by reducing SSP waste and converting it into a cost-effective restoration material.
Composite mortar restoration Sille stone historical building repair mortar characterization
211120045
This study was prepared by Ahmet Cihat ARI under the supervision of Mustafa TOSUN, using the doctoral thesis titled ‘‘Production and Characterization of Mortars with Natural Stone Powder and Polymer Binders for the Repair of Historical Structures; Sille Stone Example’’ completed in March 2023. This study was supported by Konya Technical University Scientific Research Project (BAP) commission (Project no: 211120045) within the scope of the PH.D. thesis. The authors would like to thank Konya Technical University for the support provided. The analyzes in the study were carried out in the laboratory of Necmettin Erbakan University Science and Technology Research and Application Center (BITAM). We would like to thank BITAM employees for their assistance.
Andezit özellikleri gösteren Sille taşı, Konya’daki tarihi yapıların restorasyonunda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu taş, uzun süreli doğal ve çevresel etkilere maruz kalması nedeniyle bozulmaya açıktır. Bu tür hasarları önlemek amacıyla geliştirilen restorasyon stratejileri arasında onarım harçları önemli bir yer tutmaktadır. Tarihi yapılarda kullanılan taşların farklı yapısal özelliklere sahip olması nedeniyle, uyumlu onarım harçlarının geliştirilmesinde taşın özelliklerinin iyi anlaşılması gerekmektedir. Bu çalışmada, Sille taşı tozu (SSP) ile polyester reçine (PR) farklı oranlarda karıştırılarak elde edilen kompozit harçların mekanik, fiziksel ve mikro yapısal özellikleri araştırılmıştır. Amaç, Sille taşıyla uyumlu onarım harçları geliştirmek ve taş kesiminden kaynaklanan SSP atıklarını ekonomik değeri olan ürünlere dönüştürmektir. Bu doğrultuda, SSP’ye ağırlıkça %30, %35 ve %40 oranlarında saf polyester reçine eklenmiştir. Mekanik özellikler; basınç dayanımı, üç nokta eğilme dayanımı, çekme dayanımı ve sertlik testleri ile değerlendirilmiştir. Fiziksel özellikler ise boşluk oranı ve su emme testleri ile belirlenmiştir. Mikro yapı analizleri SEM-EDS ve FTIR yöntemleriyle gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar, kompozit harçların yapısal dayanımı artırma, su geçirmezlik sağlama ve estetik görünümü koruma açısından önemli potansiyele sahip olduğunu göstermiştir. Test edilen karışımlar arasında %40 PR ve %60 SSP içeren harç, en uygun mekanik ve fiziksel özellikleri sergilemiştir. Bu oran, hem restorasyon uygulamalarında yüksek performans sağlamış hem de SSP atıklarının sürdürülebilir biçimde değerlendirilmesine katkı sunmuştur.
211120045
Bu çalışma Ahmet Cihat ARI tarafından Mustafa TOSUN danışmanlığında Mart 2023’de tamamlanan ‘‘Tarihi Yapıların Onarımına Yönelik Doğal Taş Tozu İle Polimer Bağlayıcılı Harçların Üretimi Ve Karakterizasyonu; Sille Taşı Örneği’’ başlıklı doktora tezinden yararlanılarak hazırlanmıştır. Bu çalışma Doktora kapsamında Konya Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Proje (BAP) komisyonu tarafından (Proje no: 211120045) desteklenmiştir. Yazarlar Konya Teknik Üniversitesi tarafından sağlanan desteğe teşekkür ederler. Çalışmada analizler Necmettin Erbakan Üniversitesi Bilim ve Teknoloji Araştırma ve Uygulama Merkezi (BİTAM) laboratuvarında gerçekleştirilmiştir. BİTAM çalışanlarına yardımlarından dolayı teşekkür ederiz.
Primary Language | Turkish |
---|---|
Subjects | Architectural Engineering, Construction Materials |
Journal Section | Research Articles |
Authors | |
Project Number | 211120045 |
Publication Date | June 30, 2025 |
Submission Date | September 29, 2024 |
Acceptance Date | May 26, 2025 |
Published in Issue | Year 2025 Volume: 6 Issue: 1 |