Bilimsel olarak Mermer; metamorfik hareketler sonucu kireç taşının ısı ve basınca maruz kalarak kalker ve dolomitik kalkerlerin yeniden kristalleşmesiyle oluşan doğal maden türüdür. Başkalaşım (metamorfizma) süreci geçirerek zamanla meydana gelen mermerin bileşenlerinin %90-98'ini kimyasal bir bileşik olan Kalsiyum Karbonat (CaCO3) oluşturur ve az miktarda da Magnezyum Karbonat (MgCO3) içerir. Heterojen bir yapıya sahip mermerde bulunan ana mineral kalsit olmakla beraber düşük oranda silika, silis, feldspat, mika, fluorin, demiroksit ve farklı organik maddeler de bulunabilir. Bunların dışında; mika, kil, kuvars, pirit, demir oksit ve grafit gibi diğer mineralleri de içerebilir. Mermer sadece kalsit ve dolomitten oluşabileceği gibi ayrıca feldispat, kuvars, epidot, aktinolit ve tremolit gibi minerallerden de oluşabilir.
Jeolojik olarak aynı tanıma girmeseler de; endüstriyel sektörde kesilip ebatlanan, parlatılan ve cilalanan her cins taş mermer olarak kabul görür. 5 Haziran 2004 tarihli ve 25483 sayılı Resmi Gazete'de yayımlanarak yürürlüğe giren Maden Kanununa göre; kalker, traverten, kumtaşo, gnays, kuvarsit, granit, siyenit, serpantin, andezit, bazalt gibi magmatik taşlar da mermer tanımına dahil edilmiştir. Genel olarak doğada bulunan tüm renkleri içerebilen ve kireç taşı olarak da bilinen mermer, ağırlıklı olarak beyaz, gri ve kırmızı renge sahiptir. Başkalaşım evresine ve bulunduğu bölgesel şartlara bağlı olarak; sarı, pembe, kırmızı, mavimtırak, esmerimsi ve siyah gibi renklerde de olabilir.
Mermerin Tarihi
Doğal olarak oluşan ve doğal bir taş olan mermerin kaynaklarda bilinen tarihi; dünya genelinde milattan önce (M.Ö) 1. yüzyıl, anadolu bölgesindeyse M.Ö. 7-8. yüzyıla kadar dayanır ve tarihler boyunca bir çok mimaride kullanılmış olup, Osmanlı'dan bize kalan tarihi bir kültür mirasıdır. Tarih boyunca değişik uygarlıklar tarafından dayanıklılığı ve estetik görünümüyle değerli kılınmış, özellikle anıtlarda görkemli yapı malzemesi olarak kullanılmıştır. Eski çağlarda ve Hitit döneminde sağlamlığı ve kolay işlenme özelliği sayesinde çeşitli sanat eserlerinin ortaya çıkmasında etkin rol oynamıştır. Günümüze kadar gelmeyi başaran pekçok mimari yapıda, heykel ve süslerde mermere rastlamak mümkündür. Bu eserlerde kullanılan mermerlerin türleri çok çeşitli olmakla birlikte ebatlarının çok büyük olması da oldukça dikkat çekicidir.
Antik yapı ve tapınaklarda, heykellerde, saraylarda, mısır firavun mezarlarında, piramitlerde, surlarda, kalelerde, stadyum ve açık hava tiyatrolarında ve etkinlik alanlarında mermere sıklıkla rastlanır. Şuan mermer yerine kullanılabilecek birçok alternatif olsa da; mermer bir tarihtir ve vazgeçilemez bir nostaljisi vardır. Ülkemizde; 80'nin üzerinde değişik yapıda, 120 civarında da değişik renk ve desende mermer rezervi olduğu bilinmektedir. Bu mermer ocaklarının pek çoğu milattan önce Romalılar, Bizanslılar ve Yunanlar tarafından işletilmiştir. Mevcut mermer ocaklarının %90'ı Ege, Marmara ve Orta Anadolu'da işletilirken dağlık yapısı itibariyle Doğu Anadolu’da da işletilmeye hazır yeni ve yüksek mermer rezervleri mevcuttur.
Mermerin Oluşumu Jeolojik Yapısı Ve Sınıflandırması
Mermer görünümü ve yapısı itibariyle hayranlık uyandıran bir oluşum ve gelişim sürecine sahip doğal taştır. Kimyasal, mineralojik ve fiziksel özellikleri benzer doğal taşlara göre daha gelişmiş ve daha fazladır. Deniz dibi ve mağara içlerinde kalsiyum karbonat minerallerinin su dibine çökelmesi ve başkalaşım geçirerek kayaçlara dönüşmesiyle oluşur. Oluşumu sırasında içerisindeki bileşik ve minerallerin bir araya gelmesi müthiş bir doğa eseridir. Silis, silika, magnezyum karbonat, kalsiyum karbonat, demir oksit, mika grupları ve grafit gibi mineraller; metamorfizm sürecinde kayacın sertlik oranını, kristal boyutlarını, porozite, renk ve desen özelliklerini önemli ölçüde belirler ve zengin bileşen grubu ile bir çok doğal taş grubunu da içinde barındırır.
Mermerler yapısal ve dokusal, jeolojik, karakteristik, fiziksel, kimyasal ve mineralojik özelliklerine göre farklı sınıflara ayrılır. Yer kabuğunun ana hatlarını oluşturan farklı tür ve özelliklere sahip olan kayaçlar jeolojik olarak 3 sınıfa ayrılır.
- Metamorfik Kayaçlar; Mermer, şisti mermer, arduvaz (kayağantaşı), şist, fillit (fillat), sleyt (kayrak taşı), gnays, serpantin, tremolit şist, amfibolit, granodiyorit, rekristalize kireç taşı, kalkopirit şist, mika şist, kalkşist, metaşist, klorit şist, metagranit, kuvarsit, metamermer.
- Magmatik Kayaçlar; Granit, andezit, dasit, riyolit, diyabaz, bazalt, diyorit, granodiyorit, aplit, pegmatit, peridotit, gabro, komatit, lamproit, kimberlit.
- Sedimanter Kayaçlar; Kireç taşı (kalker), traverten, yarı saydam (oniks) mermer, dolomit, anhidrit-jips (alçı taşı), kaya tuzu, silvin, çört, silttaşı, kumtaşı, çakıltaşı, kiltaşı, kömür (antrasit, taş kömürü, linyit, turba), mercan kalkeri, tebeşir.
Mermerler, yapısal ve dokusal özelliklerine göre 4 sınıfa ayrılır.
- Laminal Mermer (ince taneli ve renkli şeritlere sahiptir.)
- Masif Mermer (ince iri taneli ve kompakt görünüme sahiptir.)
- Şisti Mermer (mika grubu mineraller içerir, yapraklı yapıya sahiptir.)
- Breşik Mermer (ana dolgusu ikincil minerallerle desteklenir, farklı renk ve minerallere sahip olur.)
Mineral bileşim ve oranlarına göre mermer 4 sınıfa ayrılır.
- Mermer; %95 kalsit (CaCO3) içerir. Kuvars ve mika gibi diğer mineralleri içerebilir. Masif yapıda ve taneli dokuya sahiptir.
- Mermer-Skarn; %80-90 arasında kalsit içerir. Gröna, diopsit, olivin, plajioklas ve epidot gibi diğer mineralleri içerebilir. Masif yapıda ve taneli dokuya sahiptir.
- Spolen; %80 oranında kalsit içerir. Plajioklas, flaapit, tremotil, diopsit ve gröna gibi diğer mineralleri içerebilir. Şisti yapıda ve yönlü dokuya sahiptir.
- Kalkşist; %60-70 arasında kalsit içerir. Ayrıca; epidot, mika, klorit ve lepidolit gibi diğer mineralleri içerebilir. Şisti yapıda ve yönlü dokuya sahiptir.
Karakteristik olarak mermer 6 sınıfa ayrılır.
- Gerçek Mermerler
- Kontakt Başkalaşım Mermerleri
- Dinamik Başkalaşım Mermerleri
- Bölgesel Başkalaşım Mermerleri
- Mitritik Mermerler
- Traverten Ve Oniks Mermerler
Endüstriyel ve Ticari Özellikleri
Endüstriyel tanımda Mermer; mermer, konglomera ve kireç taşı adı altında farklı sınıflara bağlı birçok doğal taşı bünyesinde barındırır ve her doğal taşın kendine özgü fiziksel, mekanik, kimyasal özellikleri ve kullanım alanları mevcuttur.
Mermer; kireç taşı ve dolomitik kireç taşının ısı ve basınç ile başkalaşım (metamorfizma) geçirmesi sonucu meydana gelir. Ülkemizde maden ocakları bulunan ve üretilen Kırşehir Beyazı, Belevi Siyah, Muğla Şeker, Milas Leylak, Afyon Mermeri, Manyas Beyaz, Marmara Beyazı, Kemalpaşa Beyaz ve Uşak Yeşil Mermeri bu grup içersinde yer alır. Bu tip mermerlerin ekonomik ve kullanım alanlarının belirlenmesinde fiziksel özellliklerine ve mineral tanelerine bağlı olarak 8 faktör ele alınır.
- Kristal Boyutu
- Renk-Görünüm-Saydamlık
- Porozite Ve Su Emme
- Sertlik Oranı
- Aşınma Oranı
- Başınç Dayanımı
- Cila Tutma Oranı
- Özgül Hacim Ağırlığı
Mermer içerisinde bulunan kristal boyutu sıfır, ince, orta ve iri taneli olmak üzere 4 farklı şekilde ele alınır ve kristal boyutu küçüldükçe ekonomik değeri yükselir. Nedeni ise; orta ve iri taneli mermerlerin kenarlarında kristal artması ve kopmasına (çıdama) sıkça rastlanmasıdır. Sıfır kristal boyutlu mermer yüzeyinde taneler 100 mikrondan küçük olduğu için ayırt edilemez ve gözle görülemez. Afyon mermerleri sıfır kristalli yapıya sahiptir. İnce kristalli mermer yüzeyinde kristal boyutu 100-2000 arasında seyreder. Örnek olarak; milas sedef mermeri yarı saydam mermer türleri verilebilir. Orta kristalli mermer yüzeyince tanecikler 2-5 mm. arasında değişebilir. Bursa Kemalpaşa Beyazı buna en yakın örnektir. İri kristalli mermer yüzeyi ise; 5mm.'den daha büyük taneciklere sahiptir ve gözle görülebilir büyüklükte olur. Kırşehir beyazı örnek olarak verilebilir.
Hakiki ve gerçek mermer olarak bilinen mermerler saf değerlere sahip oldukları için ağırlıklı olarak beyaz tonda olurlar ve az bulunurlar. Yapılarında bulunan minerallerin ve organik maddelerin oranlarına bağlı olarak farklı renklenmeler görülebilir. Dünya genelinde renk bakımından zengin olan mermerler ise çokça bulunurlar. Yarı saydam olarak bilinen ince kristalli onyx (oniks) mermer türleri ışığı geçirgen özelliğe sahiptir ve lüks ortamlarda dekoratif eşya olarak kullanımları yaygın olduğu için ekonomik değerleri oldukça yüksektir.
Porozite (gözeneklik); mermerin yüzeyindeki gözeneklerin ölçüm değerlerini tanımlayan hesaplama yöntemidir. Kayacın ağırlık ve hacimce su emme değerlerinin analiz edilmesini sağlar ve bu değerlere göre; kullanım alanları ve ekonomik değeri belirlenir. Porozite değeri düşük olan mermerlerin su emme oranları da düşük olur, kullanım alanları genişler ve bu sebeple ekonomik değeri de orantılı olarak yükselir. Porozite değeri yüksek olan mermerlerin (5 mm'den büyük iri kristalli) ise; su emme değerleri de porozite değerleri ile doğru orantılı olup, dış etkenlere karşı çok dayanıklı olamazlar ve kullanım alanları kısıtlıdır. Dolayısıyla ekonomik değerleri düşük olur.
Mermerin oluşumunda bir veya birden fazla mineralin bulunması ve oranları, kristal boyutları mermerin sertlik (mohs scale) derecesini belirler. Sertlik derecesi yüksek olan mermer içerisinde kalsit ve dolomitin yanısıra; feldispat, kuvars, epidot, aktinolit ve tremolit gibi mineraller de bulunabilir. Bu minerallerin oranları ve kayacın kristal boyutu sertlik derecesinin belirlenmesinde önemli bir faktördür. Sertlik (mohs) derecesi yüksek olan mermerlerin kesilmesi işlenmesi zor ve maliyetlidir. Ekonomik değeri ve kullanım alanları bu doğrultuda belirlenir. Jeolojik açıdan birbirinden farklı olan metaforfik ve magmatik oluşumlu kayaçların sertlik ve aşınma dereceleri birbiriyle doğru orantılıdır. Mermer gibi metaforfik kayaçların aşınma oranı, granit gibi magmatik oluşumlu kayaçlara göre daha yüksektir.
Mermerlerin basınç dayanımları; porozite değerleri, kristal boyutları, kayaç bileşiminde bulunan kalsiyum karbonat (CaCO3), organik maddeler ve oranlarına göre değişkenlik gösterir. Basınç dayanımları ise; en ve boy ölçülerine orantılı olarak dik ve paralel ölçümlerle hesaplanır. Basınç dayanımları mermerlerin kullanım alanlarının belirlenmesinde en etkili faktördür.
Mermer türlerinin özgül hacim ağırlıkları da kristal boyutu, porozite değerleri ve kimyasal özelliklerine göre farklılık gösterir. Maden ocaklarında ve mermer üretim tesislerinde statik hesaplamalarda, nakliyesi ve taşınmasında kullanılan yük kaldırma makinelerinin seçiminde, kayacın özgül ağırlığı göz önünde bulundurulur.
Mermer Genel Özellikleri
Mermer doğal taşların içinde hem endüstriyel hem de ticari değeri yüksek bir yere sahiptir. Mermeri değerli kılan ise; bulunduğu alana estetik görünüm sağlaması ve kullanımı sırasında fiziksel yapısının verdiği avantajlardır.
| Fiziksel Özellikler | Değer |
|---|---|
| Sertlik (Scale) | 3-5 Mohs |
| Yoğunluk | 2.5-2.7 kg/cm3 |
| Basınç Dayanımı | 70-140 N/mm² |
| Kopma Modülü | 12-18 N/mm² |
| Su Emme | <= %0.5-3" |
| Hava Etkisi | Dirençli |
| Gözeneklilik | Düşük |
| Kimyasal Özellikler | Değer |
|---|---|
| Silika (SiO2) | <= %3-30 |
| CaO | %28-32 |
| Tutuşma Kaybı (LOI) | %20-45 |
| FeO+Fe2O3 | %1-3 |
| MgO | %20-25 |
- Yapısı gözenekli ve heterojendir, renk yelpazesi çok geniştir.
- Orta sertlikte ama dayanıklıdır, kolay kolay kırılmaz.
- Çizilme ve leke tutma gibi oluşumlara karşı dirençlidir, kolay temizlenir.
- Yüksek ısılara karşı oldukça dayanıklıdır.
- Kimyasal temizleyicilerin bir çoğuna karşı duyarlıdır.
- Sirke, limon, sitrik asit, alkol ve benzeri asitli nesne ve bazlara karşı yüksek dayanım gösteremez.
- Antibakteriyel özelliğe sahiptir, hijyenik ortam sağlar.
- Doğru kullanıldığında kullanım ömrü çok uzundur.
- Dış etkenlere karşı renklerini korur, aşınma kaybı normal seviyelerdedir.
- Nem ve rutubete karşı oldukça dayanıklıdır.
- Çok iyi cila kabul eder ve işlenmesi kolaydır.
- Hava şartlarından etkilenmez, her ortama şıklık katar.
- Bazı türleri yarı saydamdır, ışık geçirgenliği vardır.