Sürdürülebilir Kalkınma Amaçları
Yayınlar
- MakaleAçık Erişim2026Madencilikte Patlatma Verimliliğinin Tahmini: Boosting Tabanlı Makine Öğrenmesi Algoritmaları ile Kapsamlı Bir Değerlendirme
Bayraktar, Cihan; Demir Şahin, Demet; Eker, Hasan
Bu çalışma, yeraltı madencilik operasyonlarında patlatma verimliliğini gerçek saha verileri kullanarak tahmin etmeyi amaçlamaktadır. Beş güncel boosting algoritması (LightGBM, XGBoost, CatBoost, NGBoost ve HistGBM) karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş, ayrıca basit ortalama, ağırlıklı ortalama ve en iyi üç model ile ağırlıklı ortalama gibi topluluk öğrenme stratejileri uygulanmıştır. 2019–2020 yılları arasında gerçekleştirilen 652 patlatma işleminden oluşan veri kümesi üzerinde standart ön işleme yöntemleri uygulanmıştır. Modellerin performansı R², RMSE ve MAE metrikleri ile ölçülmüştür. Bulgular, en iyi üç modelin (XGBoost, CatBoost ve NGBoost) ağırlıklı ortalamasının en yüksek başarıyı sağladığını göstermektedir (R² = 0.7383, RMSE = 8.18, MAE = 5.43). Bu sonuçlar, boosting algoritmalarının topluluk öğrenme yöntemleriyle birleştirilmesinin patlatma verimliliğini daha doğru ve güvenilir biçimde tahmin ettiğini ortaya koymaktadır. Önerilen çerçeve, madencilik operasyonlarında kaynak optimizasyonu, operasyonel güvenlik ve sürdürülebilirlik hedeflerini destekleyen veriye dayalı karar destek sistemlerine katkı sunmaktadır.
- MakaleAçık Erişim2026Thermochemical Activation of Lightweight Slag–Perlite Alkali-Activated Slag (AAS): Overcoming Aggregate Brittleness and Sulfate Degradation
Eker, Hasan; Demir Şahin, Demet
The successful realization of a circular economy in the cement industry, coupled with a substantial reduction in carbon emissions, relies on the development of sustainable alternative binder systems. This study investigated the physicomechanical performance and sulfate resistance of composites produced by alkali activation of natural perlite and blast furnace slag. The aim of the research was to improve mechanical properties under low- and medium-alkalinity conditions (5–10 M NaOH). The samples were cured at an ambient temperature of 20 °C and then treated with heat at 60 °C. These samples were then mechanically processed and subjected to five soak–dry cycles in 5% and 10% Na2SO4 solutions. The results showed that heat treatment resulted in the formation of a dense C-A-S-H gel, increasing compressive strength approximately eightfold, from 11.64 MPa to 92 MPa. However, perlite’s porous and brittle structure limits its flexural strength to 0.27 MPa; this value is insufficient for structural applications. Under severe sulfate attack (10% Na2SO4), samples cured at ambient temperature showed a 12% mass increase in the first cycle due to solution infiltration into capillary voids. As a consequence of extensive ettringite and gypsum formation, the specimens experienced severe deterioration, resulting in a complete loss of mechanical integrity and a residual compressive strength of 0 MPa. In contrast, heat-treated samples showed limited ion diffusion due to a denser matrix and an improved aggregate interface transition zone, resulting in a 2.6% mass increase and a residual compressive strength of 5.17 MPa. Consequently, the obtained findings indicate that thermally treated alkali-activated slag–perlite composites exhibit high resistance against sodium sulfate attack and may have potential for use in specific industrial environments with high sulfate concentrations. However, the performance of these materials under more complex aggressive conditions, such as mining environments involving magnesium sulfate exposure and acidic drainage waters, should be further validated through future studies.
- MakaleAçık Erişim2025Mermer Fabrikasındaki Tehlike, Risklerin Değerlendirilmesi ve Kontrolü
Demir Şahin, Demet; Eker, Hasan
Türkiye'deki mermer fabrikaları, iş sağlığı ve güvenliği açısından farklı riskler bulundurmaktadır. Bu tesislerde çalışanlar önemli tehlikelere maruz kalmaktadır. Özellikle mermer bloklarının taşınması, kesilmesi ve işlenmesi süreçlerinde düşme, kayma, ezilme gibi kazalar sıkça yaşanabilir. Ayrıca, ağır makinelerin kullanımı da potansiyel risk oluşturmaktadır. Bu risklerin haricinde kimyasalların kullanımı, depolanması, karıştırılması ve çevreye atılması ile çalışanların sağlığı üzerinde olumsuz etkiler meydana getirmektedir. Bu kimyasalların doğru şekilde yönetilmemesi solunum problemleri, deri irritasyonları gibi sağlık sorunlarına neden olabilir. Ayrıca, ergonomik riskler de dikkate alınması gereken bir başka faktördür. Ağır kaldırma, tekrarlayan hareketler ve uzun süreli duruşlar gibi işler çalışanların kas-iskelet sistemi sağlığını etkileyebilir. Bu tehlikelerin etkilerini azaltmak için Türkiye'deki mermer fabrikaları iş sağlığı ve güvenliği önlemleri konusunda sürekli iyileştirmeler yapmaktadır. İşçi eğitimleri, kişisel koruyucu ekipmanların kullanımı, işçi sağlığı ve güvenliği politikalarının uygulanması gibi önlemler iş kazalarının ve sağlık sorunlarının minimize edilmesine yardımcı olabilir. Bu çalışmada Fine Kinney yöntemi mermer fabrikasındaki tehlike ve risklerin belirlenmesi için kullanılmıştır. Yöntemin kullanımı ile oluşan riskler farklı kategoride değerlendirmiştir. Değerlendirme sonrasında toplamda 150 risk belirlenmiştir. Bunlardan 22'si olası, 53'ü önemli, 53'ü yüksek ve 22'si çok yüksek risk olarak sınıflandırılmıştır. Yüksek risk taşıyan konular için acil tedbirler ve kısa vadeli eylem planları oluşturulmalıdır. Tüm riskleri kabul edilebilir seviyeye getirmek için işletmeye sahada belirlenmiş riskler hakkında bilgi verilmiştir.
- MakaleAçık Erişim2024Assessment of Hazards and Risks in a Marble Quarry
Demir Şahin, Demet; Eker, Hasan
Potential hazards and risks in marble quarries in Türkiye occur as a result of various factors. These include violations of occupational safety standards, equipment failures, changes in geological structure, lack of worker training and environmental impacts. However; occupational accidents occurring in industrial environments such as marble quarries can be due to various reasons. These may include factors such as falls, equipment failures, rock falls, chemical exposures and fatigue. The L matrix risk assessment method is a management tool used in many areas of industry. This method enables prioritisation of risks by evaluating the probability and impact of the risk on a matrix. The L matrix risk assessment method determines the probability and impact of each of these factors and visualises them on a matrix. The probability and impact values are ranked from low to high and the risk level is calculated by multiplying these values. This method can be an effective tool for identifying, prioritising and managing hazards and risks in marble quarries. However, for a complete and comprehensive assessment, it is important that enterprises cooperate with experts and act in accordance with local regulations. This study analyzed the hazards and risks in a marble quarry in Türkiye with the L-type risk assessment method. The results obtained show that intolerable risks such as tipping over of heavy machinery, falling rocks and breaking off large pieces in marble quarry drilling and open pit mining areas can have fatal consequences. Other significant risks in the open pit area include elements such as machinery and equipment impact, falling parts and dust. In addition, hygiene issues were considered a significant risk in open pit and general operating areas. On the other hand, breakdowns and traffic accidents are classified in the tolerable and mild risk group. This evaluation forms an important basis for taking the necessary measures to increase occupational safety. In this context, hazards and risks in a marble quarry in Türkiye were identified and risk assessment was carried out using the L-type risk assessment method.
- MakaleAçık Erişim2024Evaluation of Cherts in Gumushane Province in Terms of Alkali Silica Reaction
Demir Şahin, Demet
Alkali–silica reaction (ASR) occurs when alkali oxides coming from the cement composition in concrete come together with reactive silica and moisture coming from the aggregate. Additional maintenance and repair costs caused by the development of ASR in concrete cause the cost to increase. However, thanks to the measures taken against ASR in the early period, it contributes to the creation of sustainable and durable concrete structures. The article investigated the usability of cherts with eight different chemical compositions as aggregates in ready-mixed concrete plants in Gümüşhane. Cherts have been investigated for alkaline reactivity and are intended to be used largely as a source for concrete plants. ASR length changes of the samples prepared according to ASTM C1260 standard were determined after 3, 7, 14, and 28 days of the curing period. Microstructural examination, ultrasonic P-wave velocity, and bending and compressive strength experiments supporting ASR were carried out. The obtained test results were compared between the reference (limestone) sample and each other, as well as with the values specified in the standards. The compressive and bending strength values of the samples increase depending on their ASR. It was observed that the crack structures and types increased depending on the increase in the crack values.
- MakaleAçık Erişim2024Effects of Ultrafine Fly Ash against Sulphate Reaction in Concrete Structures
Demir Şahin, Demet; Eker, Hasan
In this study, Afşin Elbistan C-type fly ash (FA) was used, which protects against the sulphate reaction that damages concrete. The detrimental effects of post-reaction decrease with increasing fly ash fineness. The study used 10%, 30%, and 50% weight substitutes of cement. The fly ash was ground in a ball mill for 0, 10, 20, 30, 45, and 60 min, and Blaine fineness values of 1555, 1632, 2347, 2589, 2766, and 3433 cm2/g were obtained, respectively. The effect of the samples on the sulphate resistance was investigated by exposing the samples to 5% or 10% added sulphate solutions, and the compressive strength and ultrasonic pulse velocity of the concrete were tested. The compressive strength values obtained decreased with the increase in sulphate content, and the increase in the grinding time and the amount of substituted FA increased the compressive strength values. It was observed that weight loss increased with increasing sulphate content and decreased with the addition of FA with a high Blaine fineness. It was determined that as the Blaine fineness value increased, the sulphate content, FA substitution amount, and ultrasonic pulse speed decreased. This study was carried out to determine the effects of fly ash used at different fineness and replacement ratios on the performance and strength of concrete after exposure to external influences such as sulphate. The use of fly ash instead of cement will reduce the use of waste materials and natural resources and prevent environmental pollution. The cost of cement and concrete will be reduced.
- MakaleYalnız künye2023Effect of Reduced Fineness of Fly Ash Used on the Alkali–Silica Reaction (ASR) of Concrete
Eker, Hasan; Demir Şahin, Demet; Çullu, Mustafa
This study aimed to determine the effect of fly ash added to concrete with high calcium content (C class) and different fineness on durability properties such as the alkali–silica reaction (ASR). By substituting ultra-fine fly ash for cement at specific proportions in concrete mixes and increasing the fly ash fineness, fly ash filled the spaces between cement grains or aggregates in concrete and accelerated the hydration process. Thus, the mechanism of ASR development was reduced. Class C Afşin Elbistan ash was used and was ground in a ball mill for 0, 10, 20, 30, and 45 min, and Blaine fineness values of 1555, 1632, 2347, 2589, and 2766 cm2/g were obtained, respectively. For each fly ash fineness, the effect of mixtures with 10%, 30%, and 50% replacement of cement on the ASR mechanism was observed during curing periods of 3, 7, 14, and 28 days compared to concrete without fly ash admixture. Furthermore, the effect of the increased fineness and substitution rate of fly ash with high calcium content in cement on the microstructure was revealed by microscopic mineralogical images. The prepared fine fly ash added to concrete mixes at different replacement ratios showed ASR reducing properties compared to the concrete mix without additions. The fly ash fineness and the substitution rate in the concrete had a reducing effect on the ASR, and this effect resulted in values lower than the reference concrete value.
- MakaleAçık Erişim2022Uçucu kül inceliğinin betonun sülfat direnci üzerine etkisi
Demir Şahin, Demet; Çullu, Mustafa; Eker, Hasan
Beton bileşiminden biri olan çimentonun hidratasyonu ile sülfat iyonları arasında oluşan kimyasal reaksiyon sonucu sülfat korozyonu oluşmakta ve bu oluşum betonda bozulmalara neden olmaktadır. Sülfatın beton üzerinde oluşturduğu hasarı azaltmak ya da en aza indirmek için çimento yerine uçucu kül gibi puzolanlar kullanılmaktadır. Bu çalışmada betonun ana bileşenlerinden biri olan çimento yerine çimentoya yakın bileşene sahip olan Afşin Elbistan Termik Santralinden temin edilmiş uçucu kül atığı kullanılmıştır. Uçucu külün (UK) bilyalı değirmende 0, 10 ve 20 dk öğütülmesi ile elde edilen farklı inceliklere sahip örnekler % 10 UK ikame oranı ile hazırlanarak uçucu kül katkılı beton örnekleri oluşturulmuştur. Daha sonra bu örnekler; % 5 ve % 10 katkılı sülfat çözeltisine maruz bırakılmış ve beton örneklerinin sülfat direnci üzerine etkisini araştırmak için basınç dayanımı ve ultrasonik dalga hızı ölçümü testlerine tabi tutulmuş, ağırlık kayıpları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre uçucu kül öğütme süresine bağlı olarak % 5 ve % 10 sülfat çözeltisine maruz bırakılmıştır ve daha sonra katkılı beton örneklerindeki basınç dayanım değerlerinde artışlar gözlenmiştir. Sülfat çözeltisi miktarının artmasıyla birlikte beton örneklerinin basınç dayanımının azaldığı ve bu beton örneklerinin referans örneğine göre daha yüksek basınç dayanımı değerine sahip olduğu görülmüştür. Bununla birlikte; öğütme süresinin artmasıyla ağırlık kayıplarının azaldığı görülmüştür. Ayrıca; öğütmenin etkisi ile uçucu külün inceliğinin artması sonucu ultrasonik dalga hızı değerlerinin de arttığı belirlenmiştir.
- MakaleAçık Erişim2021Çörtlerin betonun alkali silika reaksiyonu üzerindeki etkisi
Demir Şahin, Demet; Eker, Hasan
Betonun durabilitesini etkileyen kimyasal reaksiyonlardan biri de alkali silika reaksiyonudur (ASR). Gümüşhane ilinde yer alan taş ocaklarının birçoğunda bol miktarda çörtler yer almaktadır. Bu çörtler delme patlatma yöntemiyle ana kayaçtan ayrılarak elde edilen ince ve kaba agregalarla birlikte beton bileşeni olarak kullanılmaktadır. Bu çalışmada; Gümüşhane ilinin 3 farklı bölgesinden alınan çörtler (Akçakale, Gümüşhane ve Besyo), Gümüşhane üniversitesinde yer alan beton laboratuvarına getirilmiştir. Daha sonra farklı bölgelerden alınan 3 farklı çört ve referans numunesi için beton karışım hesabı yapılmış ve bu karışım hesaplarına göre ASTM C 1260 hızlandırılmış harç çubuğu standardına göre beton örnekleri hazırlanmıştır. 3, 7, 14 ve 28 günlük kür süreleri için 3 adet hızlandırılmış harç çubuğu numunesi hazırlanmıştır. Her bir bölgenin çört karışımlarına ait harç numunelerinin 3, 7, 14 ve 28 gün sonundaki ASR ölçümleri gerçekleştirilmiştir. Sonuçlar; çört ile üretilen tüm numunelerin, referans numunesine göre daha yüksek boy değişimi değerine sahip olduğunu, kür süresine bağlı olarak boy değişim değerlerinin arttığını göstermiştir. 14 günlük boy uzama sonuçlarının ASTM C 1260’ta belirtilen % 0.1 zararsız agregalar için boy uzama limitini ve 28 günlük boy uzama sonuçlarının da % 0.2’den fazla boy uzaması değerlerini aştığı görülmüştür. Sonuç olarak; Akçakale, Gümüşhane ve Besyo çörtlerinin 14 ve 28 günlük kür süreleri göz önüne alındığında ASR açısından zararlı olduğu anlaşılmıştır.
- MakaleYalnız künye2020The effect of different fineness values of Afşin Elbistan fly ash on permeability in concrete
Demir Şahin, Demet; Çullu, Mustafa; Eker, Hasan
Too much CO2 is released during cement production. In many researches, the use ofnatural or recycled compounds plays an important role in the cement composition.The use of these components contributes both to reducing the amount of waste andto protecting the environment in nature. It is possible to produce an environmentallyfriendly concrete, thanks to its being a fly ash thermal power plant waste and its useas mineral additive in terms of its composition. In this study, it is aimed to produceimpermeable concretes with the use of C type fly ash as substitutes for cement in concrete composition in substitution rates of 10 %, 30 % and 50 %. In order to reduce thepermeability of concrete in this direction, as a result of grinding the fly ash in the ballmill for 0, 10, 20, 30, 45 and 60 minutes, concrete samples were prepared with andwithout admixture (Reference). Capillarity test was performed to determine the permeability at the end of cure periods of 28 and 90 days on concrete samples. Accordingto the results obtained at the end of 28 days, the best impermeability was achieved inthe mixture with 50 % fly ash replacement and 60 minutes grinding time. In 90 days,the best impermeability was obtained in the mixture with 30 % fly ash replacementand 0 minutes of grinding time. As a result, it was seen that permeability decreasedwith increasing thinness and substitution rate of fly ash in concrete composition.
- MakaleAçık Erişim2019Betonların Aşındırma ve Karbonatlaşma Performanslarına Kireçsi Uçucu Küllerin Farklı İncelik ve İkame Oranlarının Etkisi
Demir Şahin, Demet; Çullu, Mustafa; Eker, Hasan
Bu çalışmada Afşin Elbistan/ Kahramanmaraş termik santral atığı C tipi uçucu kül (UK) kullanılmıştır. Bu kül öğütülmüş ve 6 farklıincelik değeri elde edilmiştir. Uçucu küle ait değişik incelik değerleri ile betonda çimento yerine % 10, % 30 ve % 50 ikame oranlarındakullanılarak katkılı ve uçucu kül katkısız referans beton örnekleri hazırlanmıştır. Sertleşmiş beton örnekleri üzerine uçucu kül incelikdeğerinin etkisini belirlemek için aşınma ve karbonatlaşma direnci deneyleri yapılmıştır. Aşınma direnci ASTM C 944-99 standardındaifade edilen Rotating Cutter yöntemine göre 28, 56 ve 90 günlük kür süresini tamamlamış beton örnekleri üzerine uygulanmıştır.Karbonatlaşma direnci için örnekler 360 gün karbondioksit miktarı yoğun bir ortama bırakılmış ve karbonatlaşma derinliğibelirlenmiştir. Elde edilen deney sonuçlarına göre; % 10 ve % 50 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmadaçekme dayanımı üzerinde pek fazla etkili olmamış, ama referans numuneye göre uçucu kül ikamesinin dayanımı artırdığı anlaşılmıştır.Ayrıca % 30 uçucu kül ikameli beton numunelerinde öğütme süresinin yarmada çekme dayanımını çok az artırdığı görülmektedir, ancakbu karışım oranıda referans numunenin elde ettiği dayanım değerinin altında değer almıştır. Beton karışımlarına ikame edilen uçucu küloranlarının artmasıyla birlikte karbonatlaşma derinliği artmıştır. En yüksek karbonatlaşma derinliği değeri 0, 20, 30 ve 45 dakika öğütmesürelerine sahip % 50 UK ikameli beton örneğinde (1,0 cm), en düşük karbonatlaşma derinliği değeri (0.3 cm) ise 10 ve 45 dakikaöğütme süresine sahip % 10 UK ikameli beton örneklerinde elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre; beton karışımlarında kullanılanUK’ün öğütme süresinin karbonatlaşma derinliği üzerinde pek fazla değişikliğe neden olmadığı görülmüştür. % 10, 30 ve 50 UK ikamelibeton karışımları içerisinde en fazla aşınma miktarı 28 günlük kür süresinde meydana gelmiştir. % 10 UK ikameli beton karışımındaöğütme süresi artıkça 28 günlük kür süresi numunelerinin aşınma miktarınında genel olarak arttırdığı söylenebilir, ama 56 ve 90 günlükkür sürelerinde pek etkisi olduğu söylenemez. Diğer UK ikame oranlarında (% 30 ve 50) öğütme süresinin artmasıyla 28, 56 ve 90günlük kür süresine sahip numunelerinin aşınma miktarlarında belirgin bir değişiklik gözlemlenmemiştir.