Sağlamlaştırıcı ve su iticilerin uygunluğu ile ilgili laboratuara

Sağlamlaştırıcı – su itici kimyasalların taş yüzeylerine uygulanmadan önce mutlaka laboratuar ortamında denemelerinin yapılması gerektiği ASTM E 2167-01 standardında açıkça vurgulanmaktadır. Ayrıca laboratuar ortamında yapılması gereken deneysel çalışmalar ve yöntemleri ayrıntılı olarak anlatılmaktadır. Bu standartta verilen bilgiler doğrultusunda geliştirilen inceleme – araştırma yöntemleri aşağıda maddeler halinde verilmiştir.

a- Penetrasyon (emprenye) derinliği:

Sağlamlaştırıcı madde taşa kolaylıkla ve derinlemesine nüfuz etmelidir. İdeal olanı penetrasyon derinliğin en az 2.5mm olması, sağlamlaştırıcının üniform bir şekilde dağılması ve yüzeyde bir tabaka oluşturacak şekilde toplanmamasıdır. Penetrasyon derinliğini, sağlamlaştırıcıların yüzey gerilmesi, viskozitesi, buharlaşma hızı, ve jelleşme oranının olduğu kadar uygulanan taşın karakteristik özellikleri ve sıcaklığı da etkilemektedir. Porozite, boşluk boyutu ve dağılımı ve nem de ayrıca

penetrasyonu etkileyen önemli özelliklerdir. Sasse ve Honsinger (1990), sağlamlaştırıcı ve koruyucu kimyasalların taşa iyi penetrasyonu için taşımaları gereken en önemli özellikleri 5 grupta toplamışlardır. Bunlar;

• kimyasalların yüzey geriliminin yüksek (20-30 mN/m) olması,

• reçine molekülü içindeki polar ve apolar gruplar arasındaki etkileşimin az oranda olması,

• ortalama molekül ağırlığının düşük olması,

• düşük reaktivite ile çok yavaş viskozite artışı olması, • düşük solvent içeriği olması

gibidir.

Penetrasyon derinliği ölçümü kimyasalın taşa ne kadar penetre edebildiğini anlamak açısından önemli bir deneydir. Ölçülen penetrasyon derinliğine göre yapılan uygulamanın başarısı hakkında bir fikir sahibi olunur. Penetrasyon derinliğini ölçmek için yaygın olarak kullanılan 5 yöntem vardır. Bunlar; a- Ultrasonik yöntemler ile belirleme, b- Su damlatma yöntemi, c- İyot buharı yöntemi, d- HCl asit ile aşındırma yöntemi, e- Dithizon yöntemidir. Hangi yöntemin başarılı olacağı ise taşın cinsine bağlıdır (Leroux ve diğ., 2000).

b- Kimyasal yükleme:

Taş sağlamlaştırma için temel gereksinim, bozulmuş taşın fiziksel bütünlüğünü, mekanik özelliklerini ve komşu grenler arasındaki bağları tekrar kurarak kabul edilebilir bir düzeye getirmesidir. Sağlamlaştırıcı – su itici kimyasalların yüklemesinde taşın sahip olduğu ağırlığın ölçülmesi gerekir. Kimyasal sürülen örnek, sabit ağırlığa gelinceye kadar kürlenmeye meyillidir. Kimyasal yüklemesi hesabı, toplam örnek ağırlığının yüzdesi olarak görülür. Fazla sağlamlaştırıcı yüklemesi, taşın porozitesini ve su buharı geçişini azaltacağından minimum yükleme ile sağlamlaştırıcının başarısı hedeflenmelidir.

c- Dayanım özellikleri (Mekanik özelliklerin incelenmesi):

Sağlamlaştırılmış taşın en az bozulmamış taş kadar dayanıklı olması istenir. Bir sağlamlaştırıcı atmosferik kirlenmelere, toza, biyolojik maddelere ve rüzgara karşı en azından bazı zamanlarda bütün bir yüzey oluşturmalıdır.

Kimyasallarla yapılan sağlamlaştırma uygulamasının, taşın mekanik özelliğindeki etkilerini anlamak için basınç, eğilme, aşınma dayanımı, elastiklik modülü tayini için kontrol deneyleri yapılmalıdır.

d- Su emme özelliği:

Boşluklu malzeme, su içinde kaldığı veya su ile temas halinde bulunduğu zaman, boşlukların su dolması sonucunda bir miktar su emmektedir. Malzeme bünyesindeki su, donma sonucunda hacim genişlemesi yoluyla fiziksel parçalanmalara, oksidasyon, karbonasyon ve hidroliz yoluyla kimyasal çözülmelere neden olmaktadır.

Su emme özelliği ile ilgili deneyler sağlamlaştırıcı veya su itici uygulanan ve uygulanmayan numunelere yapılmalıdır.

e- Su buharı geçirimlilik özellikleri:

Sağlamlaştırıcılar su buharı geçirgen olmalıdırlar. Çünkü iyileştirilmiş taşın su buharının ve hava sirkülasyonunun iletilmesine izin vermesi gerekmektedir. Aksi takdirde taşa daha çok zarar verecek tuz ve nem birikimleri, iyileştirilmiş tabakanın yanında oluşmaktadır.

Su buharı geçirimlilik deneyleri hem kimyasal uygulanan hem de uygulanmayan örneklere yapılmalıdır. Islak ve kuru kap yöntemi olmak üzere iki yöntem kullanılır. Yöntem seçimi, taşın gerçekte kullanıldığı yere bağlı olarak maruz kaldığı nem durumuna bakılarak gerçekleştirilir.

f- Görünüş değişikliği incelemeleri:

Sağlamlaştırıcı, taşın dokusunda, renginde ve görünümünde az ya da çok değişiklik yapmamalıdır. Eğer iyileştirme taşın doğal görünümünde bir değişiklik yapıyorsa bunun kabul edilebilirliğini konservatör, yapının korunmasını göz önüne alarak değerlendirmelidir.

Görünüş değişikliği incelemeleri kimyasal uygulanan numunelerle uygulanmayan numuneler karşılaştırma yapılarak ölçülmelidir. Karşılaştırma görsel olarak yapılacaksa Munsell renk kartlarını kullanarak ya da cihaz yardımıyla (CIE lab coordinates) yapılmaktadır.

g- Hızlandırılmış eskitme deneyleri:

Binaların veya yapı elemanlarının performanslarını, dayanıklılığını ve hizmet ömürlerini önceden tahmin etmek amacıyla yapı malzeme ve bileşenleri eskitme deneylerine tabi tutulur. Eskitme deneyleri, yeni yapıların tasarımında, mevcut yapıların bakım ve onarım planlamasında, tarihi/kültürel yapıların korunmasında uygulanır.

Eskitme deneyleri doğal ve yapay olarak iki şekilde yapılır. Doğal eskitme deneyleri, doğal ortamda yapılan uzun dönem doğal eskitme ve yine açık alanda, bir ya da bir kaç iklim faktörünün yapı bileşenlerinin kullanım sırasında maruz kaldığı konumdakine göre etkisinin ve dolayısıyla bozulma hızının arttırıldığı, kısa dönem hızlandırılmış yapay eskitme olarak iki farklı şekilde uygulanır. Eskitme deneyleri bilimsel araştırma amaçlı veya endüstriyel (ticari kullanım) amaçlı yapılabilir. Hızlandırılmış eskitme deneyleri, kimyasal uygulanan ve uygulanmayan örneklerde karşılaştırmalı olarak yapılmalıdır. Bunlar;

UV ışınına dayanıklılık (sıcaklık ve bağıl nem kontrolü altında), Islanma-kuruma etkilerine dayanıklılık

Tuz kristallenme etkilerine karşı dayanıklılık ( ağırlık kaybı hızı hesaplanır), Donma-çözülme etkilerine dayanıklılık,

Asit ya da tuzlu su buharına tabi tutarak korozyonun ölçülmesidir.

Bu deneylerde kimyasal sağlamlaştırıcıların etkinlik faktörlerindeki değişimler (TEI) (Treatment Efficienct Index) yüzde olarak hesaplanmaktadır.

h- Porozimetre deneyleri:

Doğal taş malzemede doluluk/boşluk oranının bilinmesi çok önemli olmaktadır. Çünkü suya karşı davranışını bu özelliği belirler. Birim hacim kütlesi ve özgül kütlesi bilinen malzemelerin doluluk oranı;

k = (dh / do).100 şeklinde hesaplanır. Doluluk oranı bilinen malzemenin porozitesi de;

Kimyasal sağlamlaştırıcı ve koruyucu uygulanan ve uygulanmayan numunelerde porozimetre ölçümlerinin de yapılması gerekmektedir. Bundan başka boşluk tipi

değişimi hakkında bilgi edinmek için SEM görüntülerinden, yüzey alanı

ölçümlerinden, su emme karakteri ve ultra ses hızı ölçümlerinden yararlanılır (Acun Özgünler, 2007).

2.5.5 Sağlamlaştırıcı kimyasalların etkinliği hakkında literatür araştırması