Numuneler üzerinden rezonans frekansı deneyi sonucu elde edilen dinamik elastisite modülü değerleri ġekil 3.4’te verilmiĢtir. 15x30 cm’lik silindir numuneler üzerinde boyuna rezonans frekansı ölçümleri ardından elde edilen dinamik elastisite modülü sonuçları incelendiğinde, çimento takviyeli tüm karıĢımların daha yüksek dinamik elastisite modülü değerlerine sahip olduğu görülmektedir. Lif katkısının da bir sonucu olarak, CEM10-GF1 karıĢımının dinamik elastisite modülü en yüksek değere ulaĢmıĢtır.
3.5. Ultrases GeçiĢ Hızı Tayini
Numunelere ait ultrases geçiĢ hızı deney sonuçları ġekil 3.5’te verilmiĢtir. 15x30 cm boyutlarındaki silindir numuneler üzerinden elde edilen ultrases geçiĢ hızı sonuçları incelendiğinde, rezonans frekansı deney sonuçlarına uyumlu olarak çimento katkılı numunelerin diğer karıĢımlara oranla daha yüksek geçiĢ hızı değerlerine sahip olduğu, böylece çimento takviyesinin beklendiği üzere daha kompakt bir karıĢım elde etmede önemli rol oynadığı söylenebilir. Lif katkısının da bir sonucu olarak, CEM10-GF1 karıĢımının ultrases geçiĢ hızı en yüksek değere ulaĢmıĢtır.
ġekil 3.5. KarıĢımlara ait ultrases geçiĢ hızı deney sonuçları
3.6. Basınç Dayanımı
Tüm takviyeli sıkıĢtırılmıĢ kil duvar karıĢımlarının 15x30 cm silindir numuneleri üzerinde yapılan basınç dayanımı deney sonuçları ġekil 3.6’da grafik olarak gösterilmiĢtir.
ġekil 3.6. KarıĢımlara ait basınç dayanımı deney sonuçları
Basınç dayanımı deney sonuçları incelendiğinde, referans (yalnızca kil ve kumdan imal edilmiĢ) sıkıĢtırılmıĢ kil duvar dayanımlarının en düĢük değerde olduğu görülmektedir. Kil bağlayıcı bir malzeme olmakla birlikte bu düĢük dayanım değerleri beklenen bir sonuçtur. Takviyeli karıĢımlar incelendiğinde, yüksek fırın cürufu ve dolomitin tek baĢlarına kullanımı ile sıkıĢtırılmıĢ kil duvarların basınç dayanımı değerlerinde referans numuneye nazaran bir artıĢ gözlenmiĢtir. Bu basınç dayanımı değerleri Ciacino vd. (2013) çalıĢmasında sıkıĢtırılmıĢ kil duvardan beklenen minimum 2 MPa dayanımı sağlamaktadır. Ancak, bu numuneler 2007'de yayınlanan deprem yönetmeliğinde belirtilen deprem bölgelerinde taĢıyıcı duvarlardan talep edilen minimum 5 MPa basınç dayanımı değerini karĢılayamamaktadırlar. Çimento takviyeli numunelerin dayanım değerleri incelendiğinde ise CEM10, CEM5-YFC5, CEM5-DOL5 kodlu çimentolu karıĢımların sırasıyla 8.34 MPa, 7.80 MPa, 9.18 MPa gibi yüksek dayanım değerlerine ulaĢtıkları görülmüĢtür. Buna göre, sadece çimento takviyeli karıĢımlar değil; çimento- yüksek fırın cürufu ve çimento-dolomit ikili karıĢımlarının da basınç dayanımı değerlerinin yüksek olduğu görülmektedir. Lif katkılı numuneler incelendiğinde lif katkısının dayanım değerine olumlu etki ettiği gözlenmektedir. CEM5-YFC5-GF0.5 karıĢımı 10.39 MPa basınç dayanımı ile kendi grubu arasında en yüksek; CEM5-DOL5- GF1 karıĢımı ise 9.92 MPa dayanım ile kendi grubunda en yüksek değere ulaĢmıĢlardır.
Tüm sonuçlar içerisinde en yüksek basınç dayanımı değeri de çimento ve lifin birlikte kullanıldığı CEM10-GF1 numunesinden 13.52 MPa olarak elde edilmiĢtir. Görüldüğü üzere sıkıĢtırılmıĢ kil duvarları yığma yapılarda taĢıyıcı eleman olarak kullanılabilecek potansiyele sahiptir.
3.7. Eğilme Dayanımı
10x10x50 cm boyutlarındaki prizmatik numuneler üzerinden elde edilen eğilme dayanımı deney sonuçları ġekil 3.7’de verilmiĢtir.
ġekil 3.7. Eğilme dayanımı deney sonuçları
ġekil 3.7 incelendiğinde, en yüksek eğilme dayanımı değerlerine çimento ve cam lifi takviyeli karıĢımlarda ulaĢılmıĢtır. Eğilme dayanımında en yüksek değer CEM10-GF0.5 karıĢımında 2.01 MPa olarak görülmüĢtür. Lif katkısındaki artıĢa bağlı olarak eğilme dayanımlarında önce bir artma; yüksek katkı oranında ise genel bir azalma olduğu açıktır. CEM10 karıĢımının eğilme dayanımı 1.56 MPa iken, %0.5 ve %1 cam lifi takviyeleri sonucunda dayanımları sırasıyla 2.01 MPa değerine yükselmiĢ sonrasında 1.50 MPa değerine düĢtüğü görülmüĢtür. Bu durum diğer karıĢımlar için de benzer olmaktadır.
4. SONUÇLAR VE ÖNERĠLER
Ülkemizde ve dünyada oldukça yaygın rezervleri bulunan kil, birçok alanda kullanılabildiği gibi yapı alanında da bağlayıcı bir malzeme olarak kullanılmaktadır. Bu malzemeyi kalıp içerisinde sıkıĢtırıp yapılar için taĢıyıcı/taĢıyıcı olmayan duvar elemanları olarak kullanmak hem yapım maliyetlerini düĢürmekte hem de doğallık ve nem dengesini düzenleme gibi özellikleri sayesinde sağlıklı ortamlar oluĢturmaktadır.
Bu çalıĢmada, yığma yapılarda kullanılmaya müsait sıkıĢtırılmıĢ kil duvar karıĢımları denenmiĢ ve aĢağıdaki sonuçlara varılmıĢtır:
ÇalıĢmada ön karıĢım olarak sadece kil ve kum içeren karıĢımlar hazırlanmıĢ ve %50 kum-%50 kil oranının en uygun kil/kum oranını verdiği tespit edilmiĢtir.
Kil kum karıĢımlarında en uygun sıkıĢma oranı için Proktor deneyi sonucunda ağırlıkça %13.5 su oranının maksimum sıkılıktaki optimum su oranı olduğu belirlenmiĢtir. Böylece referans karıĢımlarında C5S5 kil/kum oranı ile %13.5 su muhtevası tercih edilmiĢtir.
Ultrases geçiĢ hızı ve rezonans frekansı deney sonuçları ile basınç dayanım değer sonuçları birbiriyle paralellik göstermiĢtir. Bunun yanında çimento katkısı ile sıkıĢtırılmıĢ kil duvarların ultrases geçiĢ hızı, basınç dayanımı ve eğilme dayanımı değerlerinde artıĢ gözlenmiĢtir.
Stabilize edilen karıĢımların tümü, referans numuneden daha yüksek basınç dayanımı değerlerine ulaĢmıĢtır.
12 mm kırpılmıĢ cam lifi katkısının sıkıĢtırılmıĢ kil numunelerin basınç dayanımı değerlerine olumlu etkisi gözlenmiĢtir. Üretilen karıĢımlarda cam lifi miktarındaki artıĢa bağlı olarak basınç dayanımı değerleri artmıĢtır.
Çimento-yüksek fırın cürufu ile çimento-dolomit ikili karıĢımlarının deprem yönetmeliğinde taĢıyıcı duvarlardan istenen minimum 5 MPa dayanım değerini sağlamaları nedeniyle taĢıyıcı duvar olarak değerlendirilebilecekleri düĢünülmektedir.
Çimento-yüksek fırın cürufu katkılı karıĢımlarda, yüksek fırın cürufunun ileriki yaĢlarda dayanım kazandırdığı göz önünde bulundurulduğunda, test öncesi daha uzun bir bekleme süresinin bu karıĢım ile üretilen numunelerin dayanımını arttıracağı düĢünülmektedir.
Tüm sıkıĢtırılmıĢ kil duvar karıĢımlarda %0.5 cam lifi kullanımı ile dayanımda bir artıĢ gözlenmiĢ, lif oranının artması ile karıĢımların eğilme dayanımı değerleri düĢmüĢtür.
En yüksek eğilme dayanımı değeri, çimento ve %0.5 cam lifi takviyeli sıkıĢtırılmıĢ kil duvar karıĢımından elde edilmiĢtir.
Bu tez çalıĢmasında, uygun kil/kum oranına sahip karıĢımlara belirli oranlarda çimento, yüksek fırın cürufu, dolomit ve cam lifi takviye edilmiĢ ve bu takviyelerin sıkıĢtırılmıĢ kil duvar numunelerinin fiziksel ve mekanik özelliklerine olumlu etkisi olduğu gözlenmiĢtir. Tüm sonuçlar göz önünde bulundurulduğunda, özellikle stabilize edilen karıĢımlarla hazırlanmıĢ sıkıĢtırılmıĢ kil duvarların yığma yapılarda kullanımının uygun olacağı düĢünülmektedir.
Tez kapsamında hazırlanan numunelerin fiziksel ve mekanik özellikleri incelenmiĢ; ancak, ülkemizin iklim koĢulları da dikkate alınarak kil duvarların termal özellikleri ve çevresel koĢullara karĢı dirençlerinin detaylı olarak incelenmesi önerilmektedir. Ayrıca, kil duvar karıĢımlarına uçucu kül ve silis dumanı gibi farklı puzolanların; bazalt lif gibi farklı lif çeĢitlerinin takviyesi sonucu fiziksel, mekanik, kimyasal ve termal özelliklerindeki değiĢimler üzerine yeni çalıĢmalar yapılabileceği önerilmektedir.
5. KAYNAKLAR
Ashby, M. F. Materials and the Environment:Eco-Informed Material Choice, Oxford: Butterworth-Heinemann, (2009).
BaĢgelen, N., Çağlar Boyunca Anadolu'da Duvar. Grafbas Matbaacılık, (1993).
Beton- SertleĢmiĢ beton deneyleri- Bölüm 5: Deney numunelerinin eğilme dayanımının tayini, (TS EN 12390-5) (2010).
Beton- SertleĢmiĢ beton deneyleri-Bölüm 3: Deney numunelerinde basınç dayanımının tayini, (TS EN 12390-3) (2010).
Bui, Q. B. Morel, J. C. Venkatarama, R. B. V. Ghayad, W. "Durability of rammed earth walls exposed for 20 years to natural weathering", Build Environment, 44 (2009) 912-919.
Bui, Q. Morel, J. Hans, S. Meunier, N. "Compression behaviour of non-industrial materials in civil engineering by three scale experiments: the case of rammed earth", Materials and Structures, 42 (2009) 1101–1116.
Bui, Q.B. Morel, J.C. Hans, S. Walker, P. " Effect of moisture content on the mechanical characteristics of rammed earth", Construction and Building Materials, 54 (2014) 163-169.
Bui, T.T. Bui, Q.B. Limam, A. Maximillien, S. " Failure of rammed earth walls: From observations to quantifications", Construction and Building Materials, 51 (2014) 295-302.
Ciancio, D. Jaquin, P. Walker, P. "Advances on the assessment of soil suitability for rammed earth", Construction and Building Materials, 42 (2013) 40-47.
Civa taĢırma yöntemi ile zeminin büzülme limiti tayini, (ASTM D427) (1998).
Collet, F. Serres, L. Miriel, J. Bart, M. "Study of thermal behaviour of clay wall facing South", Building and Environment, 41 (2006) 307–315.
Çimentolu kerpiç bloklar, (TS 537) (1985).
Darling, E. K. Cros, C. J. Wargocki, P. Kolarik, J. Morrison, G.C. Corsi, R. L. "Impacts of a clay plaster on indoor air quality assessed using chemical and sensory measurements", Building and Environment, 57 (2012) 370-376.
Díaz, J. J. C. Nieto, P. J. G. Hernández, J. D. Rabanal, F.P. Á. "A FEM comparative analysis of the thermal efficiency among floors made up of clay, concrete and lightweight concrete hollow blocks", Applied Thermal Engineering, 30 (2010) 2822-2826.
Elek analizi ile tane boyut dağılım analizi, (ASTM C136) (2014).
Erdoğan, S. T. Erdoğan, T. Y. Bağlayıcı Malzemelerin ve Betonun Onbin Yıllık Tarihi. ODTU Yayıncılık. (2007).
Hall, M. Djerbib, Y. "Rammed earth sample production: context, recommendations and consistency", Construction and Building Materials, 18 (2004) 281–286.
Hall, M.R. Allinson, D. "Analysis of the hygrothermal functional properties of stabilised rammed earth materials", Building and Environment, 44 (2009) 1935– 1942.
Hall, M.R. Allinson, D. "Transient numerical and physical modelling of temperature profile evolution in stabilised rammed earth walls", Applied Thermal Engineering, 30, (2010) 433–441.
Hall, M.R. Allinson, D. A."Assessing the effects of soil grading on the moisture content-dependent thermal conductivity of stabilised rammed earth materials", Applied Thermal Engineering, 29 (2009)740–747.
Horpibulsuk, S. Suksiripattanapong, C. Niramitkornburee, A. Chinkulkijniwat, A. Tangsutthinon, T. "Performance of an earth wall stabilized with bearing reinforcements", Geotextiles and Geomembranes, 29 (2011) 514-524.
ĠnĢaat mühendisliğinde zemin laboratuvar deneyleri - Bölüm 1: Fiziksel özelliklerin tayini, (TS 1900-1) (2006).
ĠnĢaat mühendisliğinde zeminlerin sınıflandırılması, (TS 1500) (2000).
Jaquin, P., Augarde, C. and Gerrard, C. "A chronological description of the spatial development of rammed earth techniques", International Journal of
Architectural Heritage, 2, (2008) 377-400.
Maddison, M. Mauring, T. Kirsima, K. Mander, Ü. "The humidity buffer capacity of clay–sand plaster filled with phytomass from treatment wetlands", Building and Environment, 44 (2009) 1864–1868.
Niroumand, H. Zain, M. F. M. Jamil, M. "The Role of Nanotechnology in Rammed Earth Walls and Earth Buildings", Procedia - Social and Behavioral Sciences, 89 (2013) 226-230.
Reddy, B. V. V. Kumar, P. P. "Embodied energy in cement stabilised rammed earth walls", Energy and Buildings, 42 (2010) 380–385.
Reddy, B. V. V. Kumar, P. P. A."Cement stabilised rammed earth. Part A: compaction characteristics and physical properties of compacted cement stabilised soils", Materials and Structures, 44 (2011) 681–693.
Reddy, B. V. V. Kumar, P. P. B."Cement stabilised rammed earth. Part B: compressive strength and stress–strain characteristics", Materials and Structures, 44 (2011) 695–707.
Taylor, P. Luther, M.B.. "Evaluating rammed earth walls: a case study", Solar Energy, 76 (2004) 79–84.
URL – 1, Rammed Earth Construction. Research Programs. University Of Southern California School Of Architecture Los Angeles
http://arch.usc.edu/Programs/Research/RammedEarthConstruction, (EriĢim
tarihi 19 ġubat 2012)
URL – 10, "15 katlı Betonarme yapı".
http://local.cincinnati.com/community/pages/cincybday/images/getcontent-3.jpg, (EriĢim tarihi 21 Mayıs 2015)
URL – 11, "Betonarme yapılar".
http://emlakansiklopedisi.com/images/wiki/gazbeton_%20969909.jpg, (EriĢim
tarihi 21 Mayıs 2015)
URL – 2, "Alhambra, Granada". http://www.trekexchange.com/tours/110, (EriĢim
tarihi 10 Mart 2014)
URL – 3, "Potala Palace". http://keirasoleore.blogspot.com/2010/03/picture-day- friday_12.html, (EriĢim tarihi 10 Mart 2014)
URL – 4, "Çin Seddi".
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/6/6c/JiayuguanWall.jpg, (EriĢim tarihi 10 Mart 2014)
URL – 5, "SıkıĢtırılmıĢ Kil Duvar Yapım aĢamaları".
http://3.bp.blogspot.com/_bR4zgSwTygA/TGgaFjMy5gI/AAAAAAAAAMo/7 X291sIiK5U/s1600/rammedearth-1.jpg, (EriĢim tarihi 10 Mart 2014)
URL – 7, "Wild Life Warriors Animal Hospital".
http://www.strawtec.com.au/page.php?id=48, (EriĢim tarihi 10 Mart 2014) URL – 8, Stephen Dobson. "Example of a modern rammed earth house in Western
Australia". http://www.australasianscience.com.au/article/issue-januaryfebruary- 2012/remote-housing-need-not-cost-earth.html, (EriĢim tarihi 10 Mart 2014) URL – 9, "SıkıĢtırılmıĢ Kil Duvar".
http://nkmip.com/image/w1000/app/webroot/files/Rappel-1.jpg, (EriĢim tarihi
10 Mart 2014)
URL –6, YeĢil Bina Nedir. Çevre Dostu YeĢil Binalar Derneği. http://www.cedbik.org/, (EriĢim tarihi 10 Mart 2014)
Uzuner, B. A. Temel Zemin Mekaniği. Derya Kitabevi. (2007).
Walker, J. P. Dobson, S. "Pullout Tests On Deformed And Plain Rebars In Cement- Stabilized Rammed Earth",Journal Of Materials In Civil Engineering, 13 (2001) 291-297.
Walker, P, Keable, R, Martin, J, Maniatidis, V. “Rammed earth: design and construction guidelines”, United Kingdom: BRE Bookshop. (2005).
Yuan, B. Xia, X. Liu, J. Chen, W. Chen, K. "A review of Contemporary Research on Ancient Rammed Earth Technique", Design, Construction, Rehabilitation, and Maintenance of Bridges, 219 (2011) 151-159.
Zeminin özgül ağırlığı tayini, (ASTM D854) (2000). Zeminin tane boyut dağılım analizi, (ASTM D422) (2007).
ÖZGEÇMĠġ
Kişisel Bilgiler
Soyadı, adı : YALAMA Ahmet Uyruğu : T.C.
Doğum tarihi ve yeri : 21.05.1990 Orhangazi Telefon : 05385635711
E-posta : ahmet.yalama@hotmail.com
Eğitim
Derece Eğitim Birimi Mezuniyet tarihi
Yüksek Lisans DÜ ĠnĢaat Mühendisliği EABD 2012-Devam Lisans DÜ Yapı Öğretmenliği 2008-2012 Lise Öğretmen Eyüp Topçu Anadolu Lisesi 2004-2008
İş Deneyimi
Yıl Yer Görev
2012-2013 Hame Mühendislik Ltd. ġti. Ar-Ge Personeli
2014-2015 TÜBĠTAK Projesi AraĢtırmacı
2015- Entim Yapı Denetim ġti. Yrd. Yapı Denetmeni
Yabancı Dil
Ġngilizce (KPDS: 57)
Yayınlar
1. Emiroğlu M., Yalama A., Çomak B., Erdoğdu Y., The Effects of High Temperature
on Lightweight Self-Compacting Mortars, 7th RILEM Conference on Self- Compacting Concrete, 2013.
2. Emiroğlu M., Erdoğdu Y., Çomak B., Yalama A., Freeze-Thaw Effect on the Self-
Compacting Pumice Aggregate Concrete, 7th RILEM Conference on Self- Compacting Concrete, 2013.
3. Emiroğlu M., Erdoğdu Y., Yalama A., Investigation of the Effects of Clay/Sand Ratio
on the Performance of Earth Plasters via Simple Field Tests, Kerpic’13 – New Generation Earthern Architecture: Learning from Heritage, Ġstanbul, 2013.
4. Emiroğlu M., Yalama A., Arslan M. E., Farklı Stabilizasyon Malzemelerinin
SıkıĢtırılmıĢ Kil Duvarın Fiziksel Ve Mekanik Özelliklerine Etkisi, 5. Ulusal Yapı Mekaniği Laboratuvarları Toplantısı, Kayseri, 2015.
5. Emiroğlu M., Yalama A., Erdoğdu Y., Performance of ready-mixed clay plasters
produced with different clay/sand ratios, Applied Clay Science, Vol. 115, pp. 221- 229, 2015.