Thermal Shock Effect on Strength Loss Properties of Rock Materials: An Experimental Study on Thermal Fatigue Durability

Eren KÖMÜRLÜ

doi:https://doi.org/10.21324/dacd.439006

Article Details

Thermal Shock Effect on Strength Loss Properties of Rock Materials: An Experimental Study on Thermal Fatigue Durability

Authors:

Eren KÖMÜRLÜ

Main Topics:

Applied physics

Journal:

Journal of Natural Hazards and Environment 2019 Vol.5 Issue 1, pp.124-133

Document Type:

Article

Publication Date:

1/2019

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000961057

DOI:

https://doi.org/10.21324/dacd.439006

Keywords:

Abstract:

 


 Four different types of rock materials from Eastern Black Sea Region of Turkey were investigated to determine their change in porosity as well as the degree of cracking, fracturing, disintegration and strength loss under heating-cooling cycles with variations in temperatures up to 300 Co. Cooling time and thermal strains of the rock specimens were also determined in this study. Totally, sixty rock core samples were tested to evaluate their physico-mechanical and mechanical properties. Thermal cycling was found to lead for increase in the porosity of the rocks, making new cracks, particle disintegration for two types of tested rocks and considerable losses in uniaxial compressive strength values of all the rock materials tested in this study. The purpose of this study is to investigate immediate changes in temperature values rather than step by step heating up to a target temperature. For instance, rock samples were directly put in 250 oC stove from a -50 oC cabin in the last and fifth thermal cycling. After the heating process, specimens were cooled in water and air. This study aims to be a usable reference to establish a thermal change procedure and improve a new testing method for determination of thermal fatigue durability of rock materials.




.

 


Doğu
Karadeniz bölgesinden dört farklı kaya malzemesinin, 300 oC’ye kadar
değişen sıcaklık değişimlerine sahip termal döngüler altında porozite
değerlerindeki değişim, çatlama, parçalanma ve dayanım kaybı özellikleri
incelenmiştir. Numunelerin soğuma süreleri ve soğuma esnasındaki birim
deformasyonları da bu çalışma kapsamında belirlenmiştir. Toplamda altmış adet
karot numunesi test edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, döngü sayısı
arttıkça porozite değerlerinde artış, dayanım değerlerinde düşüş yaşanmakta
olduğu, kaya malzemesi türüne bağlı olarak çatlamalar ve parça kopmaları
şeklinde bozunmaların olabildiği görülmüştür. Çalışmadaki termal döngülerde ani
sıcaklık değişimleri incelenmiştir. Örneğin, beşinci ve son döngüde numuneler
250 oC etüvden alınarak doğrudan -50 oC sıcaklıktaki
soğutma kabinine alınmıştır. Isıtma işleminden sonra numuneler suda ve havada
farklı ortamlarda soğutulmuşlardır. Bu çalışma, kaya malzemelerinin termal
yorulma karşısındaki dirençlerinin değerlendirilmesi üzerine ısıtma-soğutma
işlemleri prosedürün belirlenmesi ve geliştirilecek yeni bir metoda yönelik çalışmalara
kullanışlı bir referans oluşturmayı amaçlamıştır.

.

Article Details

Thermal Shock Effect on Strength Loss Properties of Rock Materials: An Experimental Study on Thermal Fatigue Durability

Authors:

Eren KÖMÜRLÜ

Main Topics:

Applied physics

Journal:

Journal of Natural Hazards and Environment 2019 Vol.5 Issue 1, pp.124-133

Document Type:

Article

Publication Date:

1/2019

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000961057

DOI:

https://doi.org/10.21324/dacd.439006

Dayanım Kaybı

Kaya Dayanımı

Termal Döngü

Termal Yorulma

Issues

Article Details

Thermal Shock Effect on Strength Loss Properties of Rock Materials: An Experimental Study on Thermal Fatigue Durability

Authors: Eren KÖMÜRLÜ

Main Topics: Applied physics

Journal: Journal of Natural Hazards and Environment 2019 Vol.5 Issue 1, pp.124-133

Document Type: Article

Publication Date: 1/2019

Document Language: English

Document ID (Org No.): 2000961057

DOI: https://doi.org/10.21324/dacd.439006

Dayanım Kaybı

Kaya Dayanımı

Termal Döngü

Termal Yorulma

Issues

Authors:

Eren KÖMÜRLÜ

Main Topics:

Applied physics

Journal:

Journal of Natural Hazards and Environment 2019 Vol.5 Issue 1, pp.124-133

Document Type:

Article

Publication Date:

1/2019

Document Language:

English

Document ID (Org No.):

2000961057

DOI:

https://doi.org/10.21324/dacd.439006