Vize - Pınarhisar (Kırklareli) bölgesi kalkerlerinin restorasyonda kullanılabilirliği

T.C. TRAKYA ÜNĐVERSĐTESĐ FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

VĐZE - PINARHĐSAR (KIRKLARELĐ) BÖLGESĐ KALKERLERĐNĐN RESTORASYONDA

KULLANILABĐLĐRLĐĞĐ MURAT DAL

MÜHENDĐSLĐK MĐMARLIK FAKÜLTESĐ MĐMARLIK BÖLÜMÜ

DOKTORA TEZĐ MĐMARLIK ANABĐLĐM DALI

2008 EDĐRNE

FEN BĐLĐMLERĐ ENSTĐTÜSÜ

VĐZE - PINARHĐSAR (KIRKLARELĐ) BÖLGESĐ KALKERLERĐNĐN RESTORASYONDA KULLANILABĐLĐRLĐĞĐ

Murat DAL

DOKTORA TEZĐ

MĐMARLIK ANABĐLĐM DALI

DANIŞMAN: Prof. Dr. Ayşe Gülçin KÜÇÜKKAYA Prof. Dr. Ali Haydar GÜLTEKĐN Doç. Dr. Ayten SAĞIROĞLU

Tezin Cinsi : Doktora

Tezin Adı : Vize - Pınarhisar (Kırklareli) Bölgesi Kalkerlerinin Restorasyonda Kullanılabilirliği

Üniversite : Trakya Üniversitesi Enstitü : Fen Bilimleri Enstitüsü Anabilim Dalı : Mimarlık

Bu çalışmada, Vize-Pınarhisar (Kırklareli) yöresindeki Soğucak formasyonu kalkerlerinin; jeolojik, mineralojik, fiziksel, mekanik, teknolojik, kimyasal özellikleri

belirlenerek restorasyonda kullanılabilirliği ve uygunluğunun irdelenmesi

amaçlanmıştır.

Soğucak formasyonu, Orta Eosen’de başlayan ve Oligosen başlarına kadar süren bir transgresyon (denizlerin karaya ilerlemesi) sonucunda şelf ortamında depolanan resif-kıyı karmaşığı karbonatlarından kurulmuştur. Zaman aşmalı olarak ilerleyen transgresyon sürecinde (Orta Eosen – Oligosen) kıyı morfolojisi, hidroliği ve deniz seviyesi değişimleri farklı resif tipleri ile birlikte geniş bir kıyı karbonat kompleksinin bir arada toplanmasına yol açmıştır.

Vize-Pınarhisar bölgesi kalkerlerinin ve Küçük Ayasofya Kilise Camii, Vize Antik Tiyatro (Odeon), Şerbetdar Hasan Bey Camii gibi Vize dolaylarındaki tarihi eserlerin restorasyonları sırasında örnekler alınarak yapı taşlarının ve ocak taşlarının tüm içyapı özellikleri irdelenmiştir. Özellikle Trakya bölgesi ve Đstanbul’un tarihi yapılarında yoğun olarak kullanılan Pınarhisar ve Vize bölgesi yapı taşlarının tüm yapısal özellikleri ele alınarak restorasyonlarda kullanılabilirliğini amaçlayan TS 699'daki deneyler yapılmıştır. Deney sonuçları karşılaştırılarak bölge kalkerlerinin restorasyonda kullanımı açısından olumlu ve olumsuz etkileri ortaya konmuştur.

Yıl : 2008 Sayfa : 207

Anahtar Sözcükler: Vize, Pınarhisar, kalker, restorasyon,

SUMMARY

Thesis Type : Graduate

Thesis Name : Utilization of the Vize-Pınarhisar (Kırklareli) Region Limestones Restorations.

University : Trakya University

Institute : Graduate School of Natural and Applied Sciences Department : Architecture

The aim of this study is to investigate the geological, mineralogical, physcial, mechanical and technological properties of the limestone Soğucak formation with regard to proper and beneficial usage in building restorations.

Soğucak formation is characterized by a complex deposition of the refal and coastal carbonates on shelf during transgression ranging from middle Eocene to early Oligocene. It is consequently developed as time-transgressive, and its deposition period is not unique. Also, coastal morphology, hydrology and sea-level changes caused formation of various refal types and coastal depositions during the long-stage transgression.

Limestones samples collected from the Vize-Pınarhisar region as well as from the Vize Küçük Ayasofya Church-Mosque (Gazi Süleyman Paşa Church-Mosque),

Şerbetdar Hasan Bey Mosque, Vize Antique Theatre and the internal structures of the collected limestones have been studied. The stones of the Pınarhisar and Vize region were widely used especially in the historical buildings of the Thrace and Istanbul. In order to determine the usage of those building stones for restoration purposes, the experiments were carried out on the basis specified in TS- 699. By making comparison for the experimental outcome, usability as well as pros and cons of the region limestone for restoration purposes has been evaluated.

Year : 2008 Page : 207

Keywords: Vize, Pınarhisar, limestone, restoration,

ÖNSÖZ

Vize-Pınarhisar bölgesi kalkerlerinin restorasyonlarda yoğun olarak kullanılan Soğucak Formasyonu kalkerlerinin; jeolojik, mineralojik, kimyasal, fiziksel, mekanik, teknolojik özellikleri belirlenerek restorasyonda kullanılabilirliği açısından uygunluğunun araştırıldığı bu çalışmada; Türkiye’de bu konuda yapılan çalışmalar, dış kaynaklı yayınlar incelenmiş ve kaynak olabilecek kişilerle temas kurulmuştur.

Çalışmaların ikinci aşamasında, Vize-Pınarhisar (Kırklareli) bölgesi

kalkerlerinin restorasyonda kullanılabilirliği ve Vize dolaylarındaki tarihi eserlerin restorasyonları sırasında; Küçük Ayasofya Kilise Camii, Vize Antik Tiyatro (Odeon),

Şerbetdar Hasan Bey Camii gibi yapılardan örnekler alınarak yapı taşlarının ve ocak taşlarının tüm içyapı özellikleri irdelenmiştir. Özellikle Trakya bölgesi ve Đstanbul’un tarihi yapılarında yoğun olarak kullanılan Pınarhisar ve Vize bölgesi yapı taşlarının litolojik, mineralojik-petrografik, fiziko-kimyasal, fiziko-mekanik özellikleri ele alınarak restorasyonlarda uygunluğu TS 699'da belirtilen deneyler; ĐTÜ Maden Fakültesi Laboratuarları, Kanada ACME Analitik Laboratuarları, ĐTÜ Đnşaat Mühendisliği Laboratuarları, ĐTÜ Kimya Mühendisliği Laboratuarlarının olanakları kullanılarak ortaya konulmuştur.

Çalışmaların üçüncü aşamasında deney sonuçları karşılaştırılarak bölge kalker ocakları ve tarihi yapılardan alınan örneklerin üzerinde; jeolojik, mineralojik-petrografik, kimyasal, fiziksel, mekanik parametrelerin belirlenmesi amacıyla deneyler yapılarak, taş ocakları ve tarihi yapılardan alınan taşların özellikleri kendi aralarında kıyaslanarak irdelenmiştir. Bölge tarihi yapılarında kullanılan taşlar bu ocaklardan alınmıştır. Vize bölgesi geleneksel yapılarında yaygın olarak bol fosilli Pınarhisar kireçtaşları ile killi-mikritik fosilli Vize kireçtaşları kullanılmıştır.

Bu çalışma, TÜBAP (Trakya Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri) desteği ile yapılan bir çalışma olup, emeği geçen kurum çalışanlarına teşekkürlerimi sunarım. Çalışmalarımın her aşamasında yardımları ile bana yön veren değerli hocalarım; Prof. Dr. Ayşe Gülçin KÜÇÜKKAYA’ya, Prof. Dr. Ali Haydar GÜLTEKĐN'e, Prof. Dr. Fahri ESENLĐ’ye, Prof. Dr. Sabit OYMAEL’e, Doç. Dr. Ayten SAĞIROĞLU'na, Dr. Rahmi EYÜBOĞLU’na değerli katkılarından dolayı ve çalışmamın tamamlanmasında emeği geçen bütün hocalarıma, aileme ve arkadaşlarıma sonsuz teşekkürlerimi sunarım.

Đ

ÇĐNDEKĐLER

1.1. Çalışma Alanının Coğrafik Konumu ve Đklimi………...…………9

1.2. Çalışma Yöntemleri………..…13

1.2.1. Arazi Çalışmaları………...…………14

1.2.2. Laboratuar Çalışmaları………...…………14

1.2.2.1. Fiziko-mekanik Çalışmalar ……….…...…………14

1.2.2.2. Đçyapı (XRD ve SEM) Çalışmaları……..………...……15

1.2.2.3. Kimyasal Analizler………..…………15

1.3. Önceki Çalışmalar……….………16

1.3.1. Bölge Jeolojisi ile Đlgili Çalışmalar………16

1.3.2. Bölgede Restorasyonlarla Đlgili Çalışmalar ………...………19

2. DOĞAL YAPITAŞLARI ve VĐZE TARĐHĐ YAPILARI………..21

2.1. Doğal Yapıtaşları………..……21

2.1.1. Doğal Yapıtaşlarının Sınıflandırılması…………..………..……..21

2.1.2. Tortul Yapıtaşlarının Genel Özellikleri………..…...………24

2.1.3. Bileşimli (Kompozit) Tortul Kayaçlar……….……..27

2.2. Vize Tarihi Yapıları ve Taş Malzemeler…………..….………...……35

2.2.1. Küçük Ayasofya Kilise-Camii………...……35

2.2.2. Vize Antik Tiyatro (Odeon)……….…….…….37

3. ÇALIŞMA SAHASININ JEOLOJĐSĐ……….42

3.1. Bölgesel Jeoloji……….………42

3.2. Çalışma Sahası ve Yakın Civarının Jeolojisi ………...…………48

3.2.1. Koruköy Formasyonu………..………..…48

3.2.2. Đslambeyli Formasyonu………...………...………51

3.2.3. Soğucak Formasyonu ………52

3.2.4. Pınarhisar Formasyonu……….….56

3.2.5. Süloğlu Formasyonu………..61

3.2.6. Kuvaterner Yaşlı Birimler…...……..……….………61

4. MĐNERALOJĐK ve PETROGRAFĐK ÇALIŞMALAR………62

4.1. Polarizan Mikroskopla Yapılan Çalışmalar……….……63

4.1.1. Ocak Taşlarının Mikroskobik Özellikleri………..……65

4.1.1.1. Vize kireçtaşları………...……65

4.1.1.2. Pınarhisar kireçtaşları………..…………69

4.1.1.3. Silivri kireçtaşları………73

4.1.1.4. Marmara beyaz mermeri……….………74

4.1.2. Tarihi Eser Taşlarının Mikroskobik Özellikleri……….75

4.2. X Işını Difraktometre (XRD) Çalışmaları ………78

4.3. Üç Boyutlu Görüntü Veren Elektron Mikroskop (SEM) Çalışmaları……..82

5. FĐZĐKSEL DENEYLER………...85

5.1. Sertlik Deneyi………...………85

5.2. Birim Hacim Ağırlığı Deneyi ……….………….…89

5.3. Özgül Ağırlık (Yoğunluk) Deneyi ………..……….……92

5.4. Atmosfer Basıncında Ağırlıkça ve Hacimce Su Emme Deneyi ……..……94

5.5. Kaynar Suda Kütlece ve Hacimce Su Emme Deneyi ………..……95

5.6. Doluluk Oranı (Kompasite) Deneyi………..………97

5.7. Porozite (Gözeneklilik Derecesi) Deneyi……….…………99

6. MEKANĐK DENEYLER ………...107

6.1. Tek Eksenli Basınç Dayanımı Deneyi ………...……108

6.1.1. Don Öncesi Tek Eksenli Basınç Dayanımı Deneyi ………108

6.1.2. Don Sonrası Tek Eksenli Basınç Dayanımı Deneyi ……...……117

6.2. Eğilme Dayanımı Deneyi ………..…….……122

6.3. Yarmada Çekme Dayanımı Deneyi ………...……127

6.4. Darbe Dayanımı Deneyi……….……130

6.5. Aşınma (Böhme) Dayanımı Deneyi ………..………132

7. KĐMYASAL BĐLEŞĐM ANALĐZLERĐ……….139

7.1. Vize-Pınarhisar Bölgesi Taş Ocakları ve Tarihi Eserlerinden Alınan Taş Örneklerinin Kimyasal Özellikleri (Oksit Đçerikleri)……….140

7.2. Vize - Pınarhisar Bölgesi Taş Ocakları ve Tarihi Eserlerinden Alınan Taş Örneklerinin Đz Element Đçerikleri……….156

7.3. Kızdırma Kayıpları (K.K., LOI, A.Z.)………159

8. KĐMYASAL ETKĐLEŞĐM DENEYLERĐ……….…161

8. 1. Yapıtaşlarının Fiziko-kimyasal Özellikleri………161

8.1.1. Yapıtaşlarına MgSO4 Etkileri………..……163

8.1.2. Yapıtaşlarına Na2SO4 Etkileri ………...…..…166

8.2. Alizarin Çalışması………...……170

8.3. Açık Hava Etkilerine Dayanıklılık……….………171

9. SONUÇLAR ve TARTIŞMA……….…174

KAYNAKÇA……….……..……….……186

EKLER……….………194

JEOLOJĐ TERĐMLERĐ SÖZLÜĞÜ………..…..….197

ŞEKĐL LĐSTESĐ

Şekil 1.1. Çalışma alanları yol güzergahı haritası………...………11

Şekil 1.2. Pınarhisar taş ocaklarından bir görünüş……….……….………11

Şekil 1.3. Vize taş ocağından bir görünüş……….………..12

Şekil 2.1. Tane boyutuna göre sedimanter kayaç sınıflandırılması……….24

Şekil 2.2. Tabakalanma türleri……….…..…..26

Şekil 2.3. Taşın bünyesindeki kalker ve kumtaşı yüzdesine göre aldığı isimler…….…27

Şekil 2.4. Kil ile kalker arasındaki geçişler…..………...29

Şekil 2.5. Marn, yaprak fosilli marn, balık-yaprak fosilli marn ve tüf………...……….30

Şekil 2.6. Nummulitli kalkerler………..……….30

Şekil 2.7. Kalkerlerde oolitli yapı………..…………..31

Şekil 2.8. Oolitli ve pizolitli kalkerler………...…..…………31

Şekil 2.9. Lümaşelli kalker………...…….32

Şekil 2.10. Antroklu kalker……….32

Şekil 2.11. Mercanlar………..….33

Şekil 2.12. Kalker ile dolomit arasındaki geçişler………...……..…..34

Şekil 2.13. Kimyasal bileşimine göre sınıflandırma………...….34

Şekil 2.14. Küçük Ayasofya Kilise Camii’inden görünüşler ………...……..…36

Şekil 2.15. Vize Antik Tiyatro'sundan bir görünüş……….... 37

Şekil 2.16. Şerbetdar Hasan Bey (Paşa) Camii'nden bir görünüş……….…. 40

Şekil 2.17. Şerbetdar Hasan Bey (Paşa) Camii'nde taş alterasyonları………...…..41

Şekil 3.1. Çalışma alanını gösteren bölge haritası…………...………..……..…44

Şekil 3.2. Istranca masifinin enine kesiti……….…………44

Şekil 3.3. Istranca masifinin genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesiti………46

Şekil 3.4. Vize-Pınarhisar bölgesinin genelleştirilmiş stratigrafik kolon kesiti…..……47

Şekil 3.5. Soğucak formasyonundan bir görünüş………..……52

Şekil 3.7. Vize Taş Ocağından genel bir görünüş………..……….54

Şekil 3.8. Vize dere yatağı taşlarından bir görünüş ………..….….…55

Şekil 3.9. Kırklareli-Pınarhisar yakın çevresinin ölçülü dikme kesiti……….58

Şekil 3.10. Pınarhisar formasyonu eski taş ocağından bir görünüş……….…...60

Şekil 3.11. Pınarhisar Taş Ocağından bir görünüş………..60

Şekil 4.1. Çeşitli kayaçlardan hazırlanmış ince kesit örnekleri.……….…65

Şekil 4.2. Vize taş ocağının farklı seviyelerinden alınan örnekler………..……...66

Şekil 4.3. Vize taş ocağında yüzeyin 2 m derinliğinden alınan (örnek 01-01) kalkerin polarizan mikroskop görüntüsü ………..67

Şekil 4.4. Vize taş ocağında yüzeyin 10 m derinliğinden alınan (örnek 01-06) kalkerin polarizan mikroskop görüntüsü……….………..68

Şekil 4.5. Fosil içeriklerine göre Pınarhisar kalkerleri P1, P2, P3………...…...…70

Şekil 4.6. Pınarhisar'ın yoğun iri fosilli (örnek P1) kalkerinin polarizan mikroskop görüntüsü. …...71

Şekil 4.7. Pınarhisar'ın az fosilli (örnek P2) kalkerinin polarizan mikroskop görüntüsü……….72

Şekil 4.8. Parlatılmış ve kesilmiş Silivri taşı örneği. ………..…73

Şekil 4.9. Silivri Akören Köyü küfekisinin (örnek ST) polarizan mikroskop görüntüsü74 Şekil 4.10. Marmara Adası Beyaz Mermerinin (örnek MB) polarizan mikroskop görüntüsü ………....75

Şekil 4.11. Küçük Ayasofya Camii duvarından alınan (örnek R-01) kalkerin polarizan mikroskop görüntüsü………...76

Şekil 4.12. Vize Antik Tiyatro’sundan alınan (örnek R-05) mermerin polarizan mikroskop görüntüsü. ……….77

Şekil 4.13. Vize Antik Tiyatro duvarından alınan (örnek R-06) kalkerin polarizan mikroskop görüntüsü. ………...78

Şekil 4.14. XRD çekim işlemlerinin sırası ile yapım aşamaları……….……….79

Şekil 4.15. Vize Antik Tiyatro’sundan alınan (örnek R-05) mermerinin XRD grafiği...80

Şekil 4.16. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocakları ve tarihi yapıtaşlarından alınan örneklerin XRD grafiği ………...80

Şekil 4.18. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocakları ve tarihi yapıtaşlarından alınan

örneklerin XRD grafiği ………...81

Şekil 4.19. Vize Antik Taş Ocağından alınan kalkerin SEM görünümü…….…………82

Şekil 4.20. Pınarhisar Taş Ocağı, sarımsı, iri ve bol fosilli (örnek P1) kalkerin SEM görünümü……….…83

Şekil 4.21. Pınarhisar Taş Ocağı, beyaz sarımsı renkli, küçük ve az fosilli (örnek P2) kalkerin SEM görünümü……….………83

Şekil 4.22. Vize Antik Tiyatro’sundan alınan (örnek R-05) mermerin SEM görünümü……….83

Şekil 4.23. Küçük Ayasofya Camii’sinden alınan (örnek R-07) kalkerin SEM görünümü……….84

Şekil 4.24. Silivri Akören Köyü Taş Ocağından alınan (örnek ST) kalkerin SEM görünümü………...…..84

Şekil 4.25. Marmara Adası Beyazı Mermerinin (örnek MB) SEM görünümü...……..84

Şekil 5.1. Đri ve bol fosilli Pınarhisar kayacın sertliği. ………...………..…..87

Şekil 5.2. Mohs sertlik skalası mineralleri………..87

Şekil 5.3. Az fosilli Pınarhisar kayacının sertliği. ………..…..….87

Şekil 5.4. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kayacının sertliği. ………...….……88

Şekil 5.5. Killi-mikritik fosilli Vize kayacının sertliği. ……….…...…..88

Şekil 6.1. Karotların alınması ve istenen boyutlara getirilmesi işlemleri………..109

Şekil 6.2. Don öncesi basınç dayanımı için hazırlanan (5x10 cm) karot örnekleri…...110

Şekil 6.3. Đri-bol fosilli Pınarhisar kireçtaşı karot örnekleri (P1). ………111

Şekil 6.4. Az fosilli Pınarhisar kireçtaşı karot örnekleri (P2)………111

Şekil 6.5. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kireçtaşı karot örnekleri (P3)………..111

Şekil 6.6. Tek eksenli basınç dayanımı işlemleri……….……….112

Şekil 6.7. Đri-bol fosilli Pınarhisar kalker (P1) grubu kayaç örneklerinin don öncesi basınç dayanımları sonrasında örneklerin görünümü. ………...….115

Şekil 6.8. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) grubu kayaç örneklerinin don öncesi basınç dayanımları sonrasında örneklerin kırılma şekilleri………..115

Şekil 6.9. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) grubu kayaç örneklerinin don öncesi basınç dayanımları sonrasında örneklerin görünümü.………..…116

Şekil 6.10. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker (P3) grubu kayaç örneklerinin don öncesi basınç dayanımları sonrasında örneklerin görünümü……….116

Şekil 6.11. Đri-bol fosilli Pınarhisar kalker (P1) gurubu kayaç örneklerinin don sonrası basınç dayanımları sonrasında örneklerin görünümü.………...…120

Şekil 6.12. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) gurubu kayaç örneklerinin don sonrası basınç dayanımları sonrasında örneklerin görünümü. ………...…...121

Şekil 6.13. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker (P3) gurubu kayaç örneklerinin don sonrası basınç dayanımları sonrasında örneklerin görünümü. ……….…….121

Şekil 6.14. Örneklerin eğilmede çekme dirençlerinin tesbiti.……….………..123

Şekil 6.15. Đri-bol fosilli Pınarhisar kalker (P1) örneklerinin eğilme dirençleri sonrası kırılma şekilleri.………...126

Şekil 6.16. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) örneklerinin eğilme dirençleri sonrası kırılma şekilleri………..126

Şekil 6.17. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker (P3) örneklerinin eğilme dirençleri sonrası kırılma şekilleri……….126

Şekil 6.18. Karot örneklerinin yarmada çekme dirençlerinin tesbitinde kullanılan makineler. ……….129

Şekil 6.19. Đri-bol fosilli Pınarhisar kalker (P1) gurubu karotlarının yarmada çekme dirençleri sonrası………....129

Şekil 6.20. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) gurubu karotlarının yarmada çekme dayanımları ………...130

Şekil 6.21. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker (P3) gurubu karotlarının yarmada çekme direnci sonrası ………...130

Şekil 6.22. Karotların boyut tespiti………134

Şekil 6.23. Aşınma direnci sonrasında karotlardaki kütle kaybı ve boy kısalması…...135

Şekil 6.24. Aşınma direnci sonrasında karotların yüksekliklerinin karşılaştırılması....135

Şekil 6.25. Aşınma deneyi çalışma sistemi. ………...…..136

Şekil 7.1. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin Al2O3-CaO

içeriklerinin karşılaştırılması ………142

Şekil 7.2. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin Al2O3-CaO

Şekil 7.3. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin Fe2O3-CaO

içeriklerinin karşılaştırılması ……….……….……..143

Şekil 7.4. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin Fe2O3-CaO

içeriklerinin karşılaştırılması……….…143

Şekil 7.5. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin MgO-CaO içeriklerinin karşılaştırılması ………144

Şekil 7.6. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin MgO-CaO içeriklerinin karşılaştırılması ………....…144

Şekil 7.7. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin Na2O-CaO

içeriklerinin karşılaştırılması ……….….…..145

Şekil 7.8. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin Na2O-CaO

içeriklerinin karşılaştırılması …...…145

Şekil 7.9. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin K2O-CaO

içeriklerinin karşılaştırılması …….………...…..146

Şekil 7.10. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin K2O-CaO

içeriklerinin karşılaştırılması ………....…146

Şekil 7.11. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin TiO2-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………..………..147

Şekil 7.12. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin TiO2-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………...….147

Şekil 7.13. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin Al2O3-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………..……..148

Şekil 7.14. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin Al2O3-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………....148

Şekil 7.15. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin Fe2O3-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………...…...…..149

Şekil 7.16. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin Fe2O3-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………....149

Şekil 7.17. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin MnO-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………....…150

Şekil 7.18. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin MnO-SiO2

Şekil 7.19. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin MgO-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………..….….151

Şekil 7.20. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin MgO-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………...….151

Şekil 7.21. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin CaO-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………...…152

Şekil 7.22. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin CaO-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………152

Şekil 7.23. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin Na2O-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………...……….…153

Şekil 7.24. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin Na2O-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………153

Şekil 7.25. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin K2O-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………154

Şekil 7.26. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin K2O-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ….………...154

Şekil 7.27. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin P2O5-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………..…..155

Şekil 7.28. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerinin P2O5-SiO2

içeriklerinin karşılaştırılması ………....…155

Şekil 7.29. Taş ocaklarından alınan taş örneklerinin iz element içeriklerinin karşılaştırılması ………..…….…..158

Şekil 7.30. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerin iz element (minör) içeriklerinin karşılaştırılması ………158

Şekil 7.31. Kayaç örneklerinin deney sonrası ağırlıkları………...……160

Şekil 7.32. Kayaç örneklerinde kızdırma kayıpları……….…..160

Şekil 8.1. Yapıtaşlarının 15 gün süre ile %1 oranında MgSO4 ile etkileşimi…….…..153

Şekil 8.2. Yapıtaşlarının 15 gün süre ile %3 oranında MgSO4 ile etkileşimi…….…..165

Şekil 8.3. Yapıtaşlarının 15 gün süre ile %1 oranında Na2SO4 ile etkileşimi…….….167

Şekil 8.4. Yapıtaşlarının 15 gün süre ile %1 oranında Na2SO4 ile etkileşimi……..…168

Şekil 8.5. Alizarin Kırmızısı deneyi………..171

Şekil 8.7. Az fosilli Pınarhisar kayacının açık hava etkilerine dayanıklılığı. ………..172

Şekil 8.8. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kayacının açık hava etkilerine dayanıklılığı...173

Şekil 8.9. Killi-mikritik fosilli Vize kireçtaşlarının açık hava etkilerine dayanıklılığı.173

TABLO LĐSTESĐ

Tablo 1.1. Doğal taşların kullanım alanlarının belirlenmesindeki test yöntemleri……...3

Tablo 1.2. Doğal taşlarda istenen ürün özellikleri………..…..….4

Tablo 1.3. Doğal taşların kullanım alanlarına göre bilinmesi gereken parametreleri.…..5

Tablo 1.4. Kullanım alanlarına göre doğal taşların bazı teknik özellikleri…………..….6

Tablo 1.5. Kırklareli dolaylarının yıllık yağış ve ısı değerleri………....12

Tablo 1.6. Pınarhisar ve Vize dolaylarının yıllık yağış ve ısı değerleri………..…13

Tablo 2.1. Tortul (sedimanter) kayaçların sınıflandırılması………..23

Tablo 2.2. Karbonat mineralleri ve özellikleri………....28

Tablo 2.3. Tortul kayaçlardaki temel mineral bozulmaları………...……..28

Tablo 2.4. Kireçtaşı ve safa yakın dolomitin kimyasal bileşimi……….……35

Tablo 3.1. Jeolojik zamanları gösteren stratigrafik kolon………..….45

Tablo 3.2. Metagranitlerin modal bileşimi……….…….49

Tablo 4.1. Pınarhisar-Vize bölgesi Soğucak kireçtaşı örneklerinin modal bileşimleri...63

Tablo 4.2. Pınarhisar kireçtaşlarının mineralojisi………....70

Tablo 4.3 . Pınarhisar kireçtaşlarının modal bileşimi………..70

Tablo 5.1. Doğal taşların sertlik sınıflandırılması………...……84

Tablo 5.2. Mohs (sertlik) skalası……….……86

Tablo 5.3. Taş sertliğine göre birim hacim ağırlıkları ve özgül ağırlıkları.……..…….89

Tablo 5.4. Taşların birim hacim ve su emme ağırlıkları……….………91

Tablo 5.5. Taşların özgül ağırlıkları……….….……..92

Tablo 5.6. Kaynar suda kütlece ve hacimce su emme oranları……….……..96

Tablo 5.7. Vize-Pınarhisar yapı taşlarının doluluk oranları ve gözeneklilik dereceleri..98

Tablo 5.8. Ocak neminin atılması için alınan örneklerin boyutları ve makroskobik özellikleri ………...………..….101

Tablo 5.9. Đri ve bol fosilli Pınarhisar kalkerlerinde nem değişimi……...………103

Tablo 5.11. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalkerlerinde nem değişimi …...…….……105

Tablo 6.1. Doğal yapı taşlarının ortalama mekanik değerleri………...……108

Tablo 6.2. Yapıtaşlarının basınç ve eğilmede çekme dayanım değerleri………….…110

Tablo 6.3. Don öncesi tek eksenli basınç dayanımı……….….……112

Tablo 6.4. Don sonrası tek eksenli basınç dayanımı……….118

Tablo 6.5. Yapıtaşlarının eğilme dirençleri……….………..122

Tablo 6.6. Yapı taşlarının yarmada çekme dirençleri………127

Tablo 6.7. Vize-Pınarhisar bölgesi kayaçlarının darbe deneyi sonuçları….………….132

Tablo 6.8. Vize-Pınarhisar bölgesi kireçtaşlarının aşınma kayıpları……….…137

Tablo 7.1. Yapıtaşlarının kimyasal özellikleri………….………..139

Tablo 7.2. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocakları taş örneklerinin oksit içerikleri …..…141

Tablo 7.3. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerin oksit içerikleri …….141

Tablo 7.4. Vize-Pınarhisar bölgesi taş ocaklarından alınan taş örneklerinin iz element içerikleri …...………...…..156

Tablo 7.5. Vize bölgesi tarihi eserlerinden alınan taş örneklerin iz element içerikleri.157 Tablo 7.6. Sahamızdaki bazı iz elementlerin standart değerlerle karşılaştırılması……158

Tablo 7.7. Taş örneklerinin kızdırma kayıpları……….………159

Tablo 8.1. Taş örneklerinin %1 MgSO4 etkileşimi analizi………...…….164

Tablo 8.2. Taş örneklerinin %3 MgSO4 etkileşimi analizi………….……..………….165

Tablo 8.3. Taş örneklerinin %1 Na2SO4 etkileşimi analizi………167

Tablo 8.4. Taş örneklerinin %3 Na2SO4 etkileşimi analizi………...……….168

Tablo 9.1. Vize-Pınarhisar bölgesi kireçtaşlarının mineralojik ve petrografik özellikleri………...176

Tablo 9.2. Vize-Pınarhisar bölgesi ocak taşlarının fiziksel özellikleri…………..……177

GRAFĐK LĐSTESĐ

Grafik 5.1. Taşların Mohs sertlik katsayılarının karşılaştırılması ……….…89 Grafik 5.2. Taşların kuru birim hacim ağırlıklarının karşılaştırılması……….………...90 Grafik 5.3. Taşların doygun birim hacim ağırlıklarının karşılaştırılması ………….…..91 Grafik 5.4. Taşların özgül ağırlıklarının karşılaştırılması. ……….……93 Grafik 5.5. Taşların kütlece su emme oranlarının karşılaştırılması ………..….94 Grafik 5.6. Taşların hacimce su emme oranlarının karşılaştırılması ………..95 Grafik 5.7. Taşların kaynar suda kütlece su emme oranlarının karşılaştırılması …...…96 Grafik 5.8. Taşların kaynar suda hacimce su emme oranlarının karşılaştırılması ……..97 Grafik 5.9. Taşların doluluk oranlarının karşılaştırılması ……….….98 Grafik 5.10. Taşların gözeneklilik derecelerinin karşılaştırılması ………..100 Grafik 5.11. Đri ve bol fosilli Pınarhisar kalker örneklerinde nem değişiminin karşılaştırılması .….……….…..102

Grafik 5.12. Az fosilli Pınarhisar kalker örneklerinde nem değişiminin

karşılaştırılması………...………...102 Grafik 5.13. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker örneklerinde nem değişiminin karşılaştırılması …..……….…..106 Grafik 6.1 Đri-bol fosilli Pınarhisar kalkerleri (P1) gurubu karotlarında don öncesi tek eksenli basınç dayanımları……….113 Grafik 6.2. Az fosilli Pınarhisar kalkerleri (P2) gurubu karotlarında don öncesi tek eksenli basınç dayanımları ………....113 Grafik 6.3. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalkerleri (P3) gurubu karotlarında don öncesi tek eksenli basınç dayanımları ………..113 Grafik 6.4. Killi-mikritik fosilli Vize kireçtaşları (V1) gurubu karotlarında don öncesi tek eksenli basınç dayanımları ……….….113 Grafik 6.5. Vize-Pınarhisar bölgesi kireçtaşlarının don öncesi tek eksenli basınç dayanımları. ………...113

Grafik 6.6. Đri-bol fosilli Pınarhisar kalker (P1) gurubu karotlarının don sonrası tek eksenli basınç dayanımlarının karşılaştırılması. ………...119 Grafik 6.7. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) gurubu karotlarının don sonrası tek eksenli basınç dayanımlarının karşılaştırılması. ………...119 Grafik 6.8. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker (P3) gurubu karotlarının don sonrası tek eksenli basınç dayanımlarının karşılaştırılması.………....119 Grafik 6.9. Killi-mikritik fosilli Vize kalker (V1) gurubu karotlarının don sonrası tek eksenli basınç dayanımlarının karşılaştırılması. ………...119 Grafik 6.10. Vize-Pınarhisar bölgesi kalkerleri P1, P2, P3 ve V1 karotlarının don sonrası tek eksenli basınç dayanımlarının karşılaştırılması.………..119 Grafik 6.11. Đri-bol fosilli Pınarhisar kalker (P1) gurubu karotların eğilme dirençlerinin karşılaştırılması. ………124 Grafik 6.12. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) gurubu karotların eğilme dirençlerinin karşılaştırılması …….………..…..124 Grafik 6.13. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker (P3) gurubu karotların eğilme dirençlerinin karşılaştırılması. ………..124 Grafik 6.14. Killi-mikritik fosilli Vize kireçtaşı (V1) gurubu karotların eğilme dirençlerinin karşılaştırılması. ………...124 Grafik 6.15. Vize-Pınarhisar bölgesi kireçtaşlarının eğilme dirençleri. ………...124 Grafik 6.16. Đri-bol fosilli Pınarhisar kalker (P1) gurubu karotlarının yarmada çekme dirençlerinin karşılaştırılması. ……….……….128 Grafik 6.17. Az fosilli Pınarhisar kalker (P2) gurubu karotlarının yarmada çekme dirençlerinin karşılaştırılması. ………...………...128 Grafik 6.18. Killi-mikro fosilli Pınarhisar kalker (P3) gurubu karotlarının yarmada çekme dirençlerinin karşılaştırılması. ………..……….128 Grafik 6.19. Killi-mikritik fosilli Vize kalker (V1) gurubu karotlarının yarmada çekme dirençlerinin karşılaştırılması.…………...………...…….128 Grafik 6.20. Vize-Pınarhisar bölgesi kireçtaşlarının yarmada çekme dirençleri. …….128 Grafik 6.21. Böhme aşınma kayıplarının karşılaştırılması………137 Grafik 8.1. Yapıtaşlarının % 1 MgSO4 ile etkileşimi sonrası ağırlık değişimlerinin

Grafik 8.2. Yapıtaşlarının % 3 MgSO4 ile etkileşimi sonrası ağırlık değişimlerinin

karşılaştırılması. ……….………..166 Grafik 8.3. Yapıtaşlarının %1 Na2SO4 ile etkileşimi sonrası ağırlık değişimlerinin

karşılaştırılması ……….…167 Grafik 8.4. Yapıtaşlarının %3 Na2SO4 ile etkileşimi sonrası ağırlık değişimlerinin

karşılaştırılması ………..………...169 Grafik 8.5. Yapıtaşlarının %1 MgSO4, %3 MgSO4 %1 Na2SO4, %3 Na2SO4 ile

etkileşimi sonrası ağırlık değişimlerinin karşılaştırılması………...………..169

EKLER

Ek 1. Doğal yapı taşlarında uygulanan Türk Standartları……….194 Ek 2. Doğal taşlarda uygulanan Avrupa Birliği Standartları……….……195 Ek 3. Amerikan Test & Malzeme Birliği Standartları………..….196

SEMBOLLER LĐSTESĐ

do: taşın özgül kütlesi (g) dh: taşın hacim kütlesi (g/cm3) Gp: piknometre kütlesi (g)

Gpn: (piknometre + deney numunesi) kütlesi (g) Gpns: (piknometre + deney numunesi + su) kütlesi (g) Gps: su ile dolu piknometre kütlesi (g)

Gk: değişmez kütleye kadar kurutulmuş deney numunesinin kütlesi (g) Gdh: doygun haldeki deney numunesinin havadaki kütlesi (g)

Gds: doygun haldeki deney numunesinin su içindeki kütlesi (g) Gd: taşın doygun haldeki kütlesi (g)

Gk: değişmez kütleye kadar kurutulmuş taşın kütlesi (g)

Gdh: kaynar suda doygun hale getirilmiş taşın havadaki kütlesi (g) Gds: kaynar suda doygun hale getirilmiş taşın su içindeki kütlesi (g) Gdh: doygun haldeki deney numunesinin havadaki kütlesi (g) k: taşın doluluk oranı (%)

MB: Marmara Adası beyaz mermeri p: taşın gözeneklilik derecesi (%)

P1: Đri-bol fosilli Pınarhisar kireçtaşı (P1-1, P1-2, P1-3, P1-4, P1-5) P2: Az fosilli Pınarhisar kireçtaşı (P2-1, P2-2, P2-3, P2-4, P2-5)

P3: Killi-mikro fosilli Pınarhisar kireçtaşı (P3-1, P3-2, P3-3, P3-4, P3-5)

R_01: Küçük Ayasofya Camii restorasyon çalışmaları esnasında alınan kalker R_02: Küçük Ayasofya Camii restorasyon çalışmaları esnasında alınan kalker R_03: Küçük Ayasofya Camii duvarından restorasyon çalışmaları esnasında alınan kalker

R_04: Şerbetdar Hasan Bey (Paşa) Camii’sinden alınan alterasyona uğramış kalker R_05: Vize Antik Tiyatro’sunun restorasyon çalışmaları esnasında alınan mermer

R_06: Vize Antik Tiyatro duvarından restorasyon çalışmaları esnasında alınan kalker R_07: Küçük Ayasofya Camii restorasyonu için kullanılacak kireçtaşı

Sk: taşın kütlece su emme oranı (%) Sh: taşın hacimce su emme oranı (%)

Skk: kaynar suda kütlece su emme oranı (%) Skh: kaynar suda hacimce su emme oranı (%) ST: Silivri Akören Köyü küfeki taşı

V1: Killi-mikritik fosilli Vize kireçtaşı

V1_01: Vize taş ocağında yüzeyin 2 m derinliğinden alınan kalker V1_02: Vize taş ocağında yüzeyin 6 m derinliğinden alınan kalker

V1_03: Vize taş ocağının orta kesiminde yüzeyin 5 m derinliğinden alınan kalker V1_04: Vize taş ocağı orta kesiminde yüzeyin 10 m derinliğinden alınan kalker V1_05: Vize taş ocağı, orta kesiminde yüzeyin 20 m derinliğinden alınan kalker V1_06: Vize taş ocağında yüzeyin 10 m derinliğinden alınan kalker

V1_07: Vize taş ocağında yüzeyin 8 m derinliğinden alınan kalker

BÖLÜM 1. GİRİŞ

Uygarlık tarihi kronolojik bir sıra ile incelendiğinde, doğal taş kullanımının insanoğlunun yaşamında, önemli yer tuttuğu göze çarpan bir gerçektir. Doğal taş kullanımı İ.Ö. 600 yıllarında binaların, anıtların yapımında, eski Yunanistan’da önce ahşap kolonların yerine geçen sütunlarda kullanılmış, daha sonra (İ.Ö. 480) kiriş amaçlı kullanımları da giderek yaygınlaşmıştır. Anadolu’da Türk-Selçuk-Osmanlı kültürü egemen olurken, doğal taş Avrupa’dan farklı, fakat en az oradakiler kadar yoğun ve ustaca kullanıldığı gözlenmektedir (Vardar, 1990).

Günümüzde tarihi eserlerin restorasyonunda, yapı ve kaplama malzemeleri olarak farklı tür ve özelliklerde taşlar kullanılmaktadır. Farklı özelliklere sahip bu taşların, yapılarda kullanım yerlerine göre, detay mühendislik incelemeleri ile analiz yapılması gerektiği kaçınılmazdır. Bu amaçla, restorasyon da yapı ve kaplama malzemesi olarak kullanılacak taşların karakteristiklerinin araştırılması, incelenmesi ve analiz bulgularının irdelenmesi, deneysel ve gözlemsel bulgularla sağlanmalıdır.

Farklı renk ve türlerdeki doğal taşlar, yüksek dekoratif ve albeni özelliği sebebiyle, restorasyonlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Genelde, iç cephe, dış cephe, kolon-sütun, yer döşemesi, kemer, çeşme olarak kullanılan doğal taşların, çevresel etkilere karşı mühendislik karakteristikleri optimal olarak irdelenmeli ve bu bulgulara göre yapıya uygun taş seçimi yapılmalıdır.

Özellikle tarihi eserlerimizin vazgeçilmez bir ürünü olan yapıtaşlarına restorasyonda ihtiyaç gün geçtikçe artmaktadır. Ülkemiz, yapıtaşı potansiyeli renk, desen, çeşit ve kalitesi açısından dünyanın en zengin ülkelerinden olup; gerek ocak işletmelerinde, gerekse taş işleme tesislerinde son yıllarda olumlu gelişmeler gözlenmekle beraber özellikle ocaklarda halen eski geleneksel yöntemlerin uygulandığı görülmektedir. Bu durumun düzeltilmesi modern makine-teçhizat ve kalifiye elemanlarla iyileştirilebilir.

Türkiye’de kültür varlıklarının korunması konusunda verilen eğitim, ağırlıklı olarak kültür varlıklarının tarihi niteliğinin ve mimari özelliklerinin tanınması

konularını kapsamaktadır. Tarihi yapıların bozulmasını hızlandıran olumsuz çevre koşulları, tarihi yapı malzemelerinin özellikleri, bozulmaları ve bozulmaya yol açan kaynakların tespiti ve bunların ışığında uygulanacak koruma teknikleri konuları çok kısıtlı olarak ele alınmasına sebep olmaktadır. Bu kapsamda, koruma laboratuarlarında araştırma ve eğitime yönelik olarak yapılması gerekenler; tarihi yapılarda kullanılacak taş malzemenin; mineralojik, petrografik, kimyasal, fiziksel, tekno-mekanik özelliklerinin belirlenmesidir. Yapıtaşlarında gözlenen bozulmaların koruma amaçlı incelenmesi ve tanımlanması, yapılacak koruma amaçlı müdahalelerde kullanılacak malzemelerin belirlenmesi, üretilmesi ve test edilmesi gerekir.

İlk çağlardan günümüze kadar doğal taşlar işlenmiş ve kullanılmıştır. İnsanlar yapılarını ve özellikle tapınaklarını, güzel görünüşlü taşlardan yapmaya özen göstermişlerdir. Teknolojik imkanların artışına paralel olarak, doğal taş kullanımı sürekli artmıştır. Kalite arayışı her devirde olmuş ve günümüzde daha detaylı ve farklı yönlerde daha da genişlemiştir. Yapıtaşlarının kullanıldığı yer ve amaca uygunluk derecesi, fiziksel durumu, renk, desen ve tekno-mekanik özellikleri bakımından yeterli derecede tanımlandığı durumlarda malzeme seçimi kolaylaşacaktır. Öyle ki yapıtaşlarının bu özelliklerinin en iyi şekilde belirlenmesi ve standartlar dahilin de kullanıma uygun hale getirilmesi, yapıtaşının kalitesini arttırmıştır. Yapıtaşları renklerini bünyesinde bulundurduğu yabancı maddeler ve özellikle metal oksitlerden alırlar. Çok değişik renkte olmaları kullanım alanlarının artmasında önemli etken olmuştur. Homojen bir yapı göstermeleri, fazla sert olmamaları, kolayca işlenebilmeleri, bünyelerinde boşluk bulunmaması gibi özelliklerinin bilinmesi ve standartlara (TS 699) uygunluğu yapıtaşlarının kalite ve ekonomik yönden değerlerini olumlu yönde etkilemektedir. Bu özelliklere bağlı olarak, yurt içi ve yurt dışı pazar imkanlarını arttırmıştır (Ek 1, 2, 3).

Bir taş ocağının açılıp açılmayacağına karar vermenin ilk adımı jeolojik ve petrografik incelemelerdir. Jeolojik olarak bir rezerv varlığı saptanır ve görünüş olarak yeterli boyutta blok verme olasılığı yüksek bulunursa, kayacın petrografik incelemeleri yapılmadan diğer fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerinin çalışılması zaman ve para kaybına neden olabilir.

İşletilen ocak taşları kalite yönü ile restorasyonu yapılacak yapıların taşları ile benzer özelliklerde olması açısından araştırılmalıdır. Gerekli makroskobik incelemeler

yapıldıktan sonra petrografik, fiziksel, mekanik, kimyasal ve teknolojik çalışmalar, detay ocak çalışmalarının yapılıp yapılamamasının karşılaştırılmasında rol oynarlar. Çalışmalar bir sonraki aşamaya ihtiyaç duyulduğunda, adım adım ilerlenerek düzenli bir şekilde yapılmalıdır (Bozkurt, 1989).

Tablo 1.1. Doğal taşların kullanım alanlarının belirlenmesindeki test yöntemleri (Onargan, Deliormanlı, Saydam vd., 2006)

Test Yöntemi Dış Cephe

Kaplama

Yapıtaşı Olarak Kullanım

Kaplama Taşı

Olarak Kapaktaşı Denizlik/Eşik Çatı

Petrografik Analiz √ √ √ √ √ √ Su Emme & Yoğunluk √ √ √ √ √ √ Basınç Direnci - √ - - - - Eğilme Direnci √ - - - √ √ Sertlik - - √ - - √ Aşınma Direnci - - √ - - - Darbe Dayanımı - √ - - - - Termal Genleşme √ - - - - - Termal Şok - - - - Boyutsal Stabilite √ √ √ √ √ √ Don Direnci √ √ √ √ √ √ Tuz Etkileri √ √ √ √ √ √ Kimyasal Direnç √ - - - - √ Çizilme Direnci - - √ - - - Kaymaya Karşı Direnç √ √ - - - -

Doğal taşlar, yüzyıllardan beri mimari yapıları ölümsüz kılan malzemelerdir. Doğal taşın yapı içerisindeki kullanımı çeşitli alanlara dağılmıştır. Tarihte blok olarak kolonlarda, duvar örgü malzemesi olarak taşıyıcı duvarlarda, dış yüzey kaplama olarak cephelerde, zemin kaplama malzemesi olarak döşemelerde sıkça karşımıza çıkmaktadır. Taşların özellikleri kullanım yerlerini belirler. Örneğin granit sert bir yapıya sahiptir. Cephe kaplamalarında tercih edilen granit; rüzgara, yağmura, soğuğa, egzoza vb dış

etkene karşı dayanıklılığı ile tanınır. Graniti yapı içinde sütunlarda, eşiklerde ve basamaklarda görmek mümkündür. Renk yelpazesi geniş ve homojen bir dokuya sahiptir. Mermer granite göre daha yumuşak bir dokuya sahip ve genelde damarlı bir yapıdadır. Mermerler de eşik, basamak, denizlik, zemin kaplaması, süs eşyası olarak kullanılmaktadır. Kalker ve travertenler çok gözenekli bir dokuya sahiptirler, granit ve mermere göre aşınmaya daha müsaittir. Kolay işlenebilme ve ülkemizde yoğun bulunması sebebiyle, geleneksel yapılarda yoğun olarak kalker esaslı taşlar kullanılmıştır (Seçkin, 2007).

Doğal taşlar, oluşumları sonucu meydana gelen farklı içyapıları nedeniyle birbirinden farklı özellikler göstermektedirler. Bu nedenle doğadaki her taş mimaride yapı malzemesi olarak kullanılamaz. Yapıda kullanılacak taşın homojen yapılı, atmosfer etkilerine dayanıklı, basınç mukavemeti ve fiziksel özellikleri yüksek olan taşlar tercih edilmektedir. Bu bakımdan,

· Püskürük (mağmatik) taşlardan; granit, andezit, trakit, bazalt, diyabaz, porfir ve volkanik tüfler,

· Tortul (sedimanter) taşlardan; konglomera, kumtaşı, marnlı ve yoğun kalker, küfeki taşı, traverten, oniks,

· Başkalaşmış (metamorfik) taşlardan; serpantin ve mermer gibi yapıtaşları mimaride kullanılmıştır.

Tablo 1.2. Doğal taşlarda istenen ürün özellikleri (Onargan, 2007)

Fiziksel Özellikler Mekanik Özellikler Ayrışma Parametreleri

Petrografik İnceleme Basınç Dayanımı Don Dayanımı

Yoğunluk, Özgül Ağırlık Elastisite Modülü Asitlere Karşı Dayanım

Ağırlıkça Su Emme Darbe Dayanımı Tuz Kristalizasyonuna Dayanım

Porozite, Geçirgenlik Eğilme Dayanımı Tuzlaşma Ve Atmosferik Etkilere Dayanım

P-Dalga Hızı Çekme Dayanımı

Sertlik Aşınma Dayanımı

Tablo 1.3. Doğal taşların kullanım alanlarına göre bilinmesi gereken parametreleri (5: kaçınılmaz, 4: çok önemli, 3:önemli, 2: az önemli, 1: önemsiz). (Yüzer, E., Angı, S., 2007)

Doğal Taşların Kullanım Alanları A B C D E F G H I J K L M N O P R S T

Taşıyıcı Yapı Elemanı Kolon Sütun 5 2 5 4 2 5 4 4 2 4 - 2 - - 2 4 5 5 4 Kiriş 5 2 3 4 5 4 4 4 3 2 1 2 - - 2 4 5 5 3 Taşıyıcı Konsol ve Merdiven Basamağı İç 5 1 3 5 2 4 4 1 5 5 4 - - 1 1 1 1 - Dış 5 5 3 5 5 2 4 4 1 5 5 4 - - 2 1 4 5 5 Duvar Kaplaması İç 5 5 3 5 5 3 4 4 4 4 2 1 - - 4 3 5 5 5 Dış 5 4 3 5 5 3 4 4 4 4 5 4 - - 3 2 4 5 5 Taban ve Basamak Kaplaması İç 1 2 4 5 3 2 4 4 4 5 5 5 - - 1 1 1 2 5 Dış 5 4 3 5 3 1 3 3 4 5 5 2 1 1 3 2 4 5 1 Örtü Çatı Kaplaması 4 5 4 - 5 2 4 4 1 5 1 4 - - 5 2 5 5 4

Tezgah Masaüstü Dekorasyon Plakası 4 5 4 5 4 1 4 4 1 3 1 1 - - 2 4 5 5 5

Heykel, Büst 1 3 3 5 1 1 2 2 2 5 5 5 2 2 4 4 5 5 1

Parke, Doğal Taş Kaplama 1 3 3 5 1 1 2 2 2 5 5 5 2 2 3 4 5 5 5

Ocak ve İşletme Atıklarını Değerlendirme Hediyelik Eşya - - 5 - 5 1 1 1 - 2 4 3 1 1 - - - - 5 Paladiyen İç 1 2 3 4 1 1 2 2 2 4 5 4 1 1 1 1 2 1 3 Dış 3 3 5 5 3 3 4 4 3 2 - - 2 3 3 2 4 4 - Temel Taşı 2 4 5 5 2 1 2 5 - - - - 5 5 1 3 4 5 - Balast, Mıcır, Agrega 5 4 3 4 2 - - - 5 - 5 4 5 5 5 -

Fiziksel, Tekno-mekanik, Kimyasal, Mineralojik-Petrografik Özellikler

A Birim Hacim Ağırlık

B Su Emme

C Tek Eksenli Basınç Direnci

D Don Deneyi Sonrası Direnci

E Çekme Direnci

F Elastisite Modülü

G Kohezyon

H İçsel Sürtünme Açısı

I Lineer Isı Genleşme Katsayısı

J Darbe Dayanımı

K Yüzeysel Aşınma Direnci

L Sertlik

M Suda Dayanım

N Los Angeles Dayanımı

O Kimyasal Bileşim

P Mineralojik Yapı

R Kimyasal Erimeye Karşı Dayanıklılık

S Aşınmaya Karşı Stabilite

Tablo 1.4. Kullanım alanlarına göre doğal taşların bazı teknik özellikleri

(*** : çok önemli, **: önemli, *: az önemli) (Bradley, 1998).

DO

Ğ

AL TA

ŞLARIN

KULLANIM ALANLARI Ses Geçirimsizli

ği Is ı İ zolasyonu Su Geçirimsizli ği Hava Geçirimsizli ği Kayd ırmazl ık

Kapasitesi Kimyasal Maddelere Dayan

ıkl ıl ık S ıcakl ık De ği şimi ne Dayan ıkl ıl ık Atmosferik Ko şullara Dayan ıkl ıl ık Ate şe Kar şı Dayan ıkl ıl ık

Sismik Aktiviteye Dayan

ıkl ıl ık İç Cephe Kaplaması *** *** ** * * *** *** * ** ** Dış Cephe Kaplaması *** *** *** *** * *** *** *** ** *** İç Zemin Döşemesi * ** *** * *** *** ** * ** ** Dış Zemin Parke ve Kaldırım Döşemesi * * *** * *** *** *** *** ** ** Merdiven Basamağı * * ** * *** *** ** ** ** ** Raf, Tezgah, Banko ** ** *** ** *** *** *** *** ** ***

Karbonat esaslı yapıtaşlarında aranan ideal özellikler (TS 699, TS 1910, TS 2513, TS 11137, TS 10449, Tablo 1.1);

· Kimyasal bileşim; % 95'in üstünde CaCO3 içerebilir.

· Mineralojik bileşim; kalsit bileşimli karbonatlar tercih edilmelidir. · Doluluk oranı; % 98’den büyük olmalıdır.

· Basınç dayanımı; yer döşemesinde kullanılacaksa 500 kg/cm2 (50 N/mm2), duvarda kullanılacaksa 300 kg/cm2 (30 N/mm2)’den büyük olmalıdır.

· Eğilme dayanımı; 60 kg/cm2

(6 N/mm2)’den büyük olmalıdır. · Donma dayanımı (don kaybı); %1’den küçük olmalıdır.

· Dondan sonra basınç dayanımı; 300 kg/cm2 _{(30 N/mm}2_{)’den büyük} olmalıdır.

· Sürtünme ile aşınma dayanımı; yer döşemelerinde kullanılacaklarda 15 cm3/50cm2’den, duvarda kullanılacaklarda 25 cm3/50cm2’den büyük olmalıdır.

· Darbe dayanımı, yer döşemelerinde kullanılacaksa 6 kg/cm2 (0.6 N/mm2), duvarda kullanılacaksa 4 kg/cm2 (0.4 N/mm2)’den büyük olmalıdır.

· Birim hacim ağırlığı, kaplama olarak kullanılan doğal taşlara göre en az 2.55 g/cm3 olmalıdır.

· Çatlak, kırık, gözenek ve boşluk durumu; blok halindeki 1. sınıf taşlarda kaliteyi olumsuz yönde tesir eden kusurlardan çatlak, kırık, gözenek ve boşluklar göz ile fark edilebilir büyüklüklerde olmamalıdır.

· Yapıtaşlarında renk önemli bir özellik olup restorasyonu yapılan yapının taşları ile aynı renkte olmalıdır.

· Asitlere karşı mukavemet; atmosferde havanın nemi ile birleşme sonucunda asitleri oluşturan baca gazlarının vb maddelerin yoğun olarak bulunduğu kentlerde yapılacak yapılarda kullanılacak taşların TS 699 standartlarına göre yapılan deneylerde taş örnekleri bozulmamalı ve renk değişikliğinin olmaması gerekir.

Doğal taşlarda aranan özellikler, taşın kullanılacağı yere ve amaca göre değişir. Taşlar yapıda; kaplama, taşıyıcı, dekoratif amaçlarla kullanılacağı yere göre farklı boyutlarda elde edilebilir. Doğal taşın, yapılarda iç mekan ve dış mekanda kullanılmasına göre farklı dayanım karakterlerine sahip olmalıdır. Dış mekanlarda kullanılan taşlar ayrışma ve donmaya karşı dirençli olmalıdır. İç mekanda kullanılacak taşlar, kimyasal bileşim farklılıklarından oluşan renk, fiziksel farklılıklardan şekillenen sertlik özellikleri bakımından homojen yapılı olmalıdır. Özellikle çok sayıda kişinin kullandığı merdivenler ve yüzeylerde aşınmaya dayanıklılık aranır. Kaplama olarak kullanılan taşlarda, dış mekanda kullanılacaklarda atmosfer etkilerine ve dona dayanıklılık, iç mekan kaplama malzemesi olarak kullanılacaklarda eğilme mukavemeti, aşınma mukavemeti, işlenebilme özelliği ve estetik görünüm aranır.

Taşların kullanım yerlerinin saptanabilmesi ve kullanılacak mekanda doğru taşın uygulanabilmesi için jeolojik (renk, doku, sertlik, homojenlik, mineralojik bileşim, çökelme şekli, kristallenme derecesi), kimyasal (kimyasal bileşim, kimyasal maddelerin etkisi, suyun etkisi), fiziksel (birim ağırlık, özgül ağırlık, porozite, geçirgenlik, su emme), mekanik (basınç direnci, donma dayanımı, aşınma dayanımı, çekme dayanımı, eğilme dayanımı), teknolojik (işletilme özellikleri, rezerv, taşıma

olanakları), ekonomik (üretim maliyeti, kullanışlılığı) gibi özelliklerinin çok iyi bilinerek bilinçli tercih yapılmalıdır.

Kamusal alanlarda (hastane, postane, vb) ve araç insan sirkülasyonunun yoğun olduğu yerlerde (hava alanları, terminaller, alış-veriş merkezleri vb) genellikle mağmatik kökenli sert taşlar (granit, siyenit, gabro, diyabaz, andezit vb) kullanılırken estetik görünüme öncelik verilen özel yapılarda (otel, iş merkezleri, şirket binaları, dinlenme yerleri, alışveriş merkezleri, bina içi alanlar, kültür merkezleri, hamam vb) mermerler, renkli kireçtaşları ve travertenler tercih edilmektedir. Peyzaj mimarisinde kayrak taşları (arduvaz-sleyt), metamorfik şistler, volkanik tüfler, değişik renklerdeki dere çakılları ve kumtaşı türündeki doğal taşlar parlatılmadan veya eskitme yapılarak yaygın olarak kullanılmaktadır. Blok alınamayan, belirgin albenisi olamayan ve daha çok sert taş grubuna giren granit türlerinin bazalt gibi doğal taşların parke, bordur ve zar taşı olarak, parke ve bahçe yollarının düzenlenmesi ile yaya kaldırımlarının yapımında çeşitli boyut ve şekilde kullanımı yaygındır (Yüzer, E., Angı, S., 2007).

Farklı mekanlarda kullanılması düşünülen farklı kökendeki doğal taşlarda aranması gereken teknik özellikler; (Tablo 1.2, 1.3, 1.4)

A. İklimin sert ve asit yağmurlarının hakim olduğu ortamlarda, yapıların dış cephelerine kaplanması düşünülen doğal taşların;

1. Anklavsız ve stilolitsiz (karınca yeniği) olması,

2. Renk verici (pas yapan) minerallerin (pirit, markasit, hematit vb) bulunmaması, 3. Hacimce su emme ve porozitesinin düşük olması,

4. Don sonrası basınç dayanımı yüksek, ağırlıkça don kaybının düşük olması, 5. Isıl (termal) genleşme katsayılarının bilinmesi gerekir.

B. Yaya trafiğinin çok yoğun olduğu otogarlar, tren istasyonları, hava alanları, hastaneler ile alışveriş merkezlerinin açık ve ıslak ortamlarında yer döşemesi olarak kullanılması düşünülen doğal taşların;

1. Mohs sertliğinin en az 5 ve üzerinde olması, 2. Yüzey aşınma dayanımının yüksek olması, 3. Hacimce su emme ve porozitesinin düşük olması, 4. Kuvars içeriğinin fazla olması,

C. Basamakların kaplanmasında düşünülen doğal taşların; 1. Darbe ve aşınma dayanımlarının yüksek olması, 2. Su emme ve porozitesinin düşük olması,

3. Eğilme dayanımının yüksek olması istenmektedir. D. Tezgah, raf ve banko olarak düşünülen doğal taşların;

1. Su emme ve porozitesinin düşük olması, 2. Eğilme ve darbe dayanımlarının yüksek olması,

Renk verici minerallerin (pirit, markasit, hematit vb) bulunmaması istenmektedir (Yüzer, E., Angı, S., 2007).

Standartlarda ana amaç; kullanılacak doğal taşların seçimine yardımcı olmaktır. Taşların genel özelliklerine kullanılabilirlik sınırı getirilerek, taşların kullanılabilir minimum alt sınırları belirlenmiştir.

Kırklareli yöresi taş ocakları karbonatlı kayaçlarının genel özelliklerinin belirlemesinde laboratuar çalışmalarına yaygınca başvurulmuştur. Bu amaçla ocakların farklı seviyelerinden alınan blok boyutlu örneklerde; fiziksel, mekanik, kimyasal, mineralojik ve petrografik özellikleri belirlenmiştir ve kayaçların restorasyonda uygulanabilirliği araştırılmıştır.

Tez çalışmasının amacı, tarihi eserlerin restorasyonunda kullanılan Kırklareli (Vize-Pınarhisar) yöresindeki kalkerlerin; jeolojik, mineralojik, fiziksel, mekanik, teknolojik kimyasal özellikleri belirlenerek restorasyonda kullanılabilirliği açısından uygunluğunun araştırılmasıdır. Bu kapsamda Vize-Pınarhisar bölgesi kalkerleri ve Vize dolaylarındaki tarihi eserlerin restorasyonları sırasında alınan örnekler; Küçük Ayasofya Kilise Camii, Vize Antik Tiyatro (Odeon), Şerbetdar Hasan Bey Camii yapıtaşları restorasyonda kullanılabilirliği araştırılmıştır.

1.1. Çalışma Alanı Coğrafik Konumu ve İklimi

Pınarhisar, Türkiye'de Trakya Bölgesinde, Kırklareli'nin 35 km. doğusunda 10000 nüfuslu bir ilçedir. İlçeye karayolu ile TEM bağlantılı olarak ulaşılabilmektedir (Şekil 1.1).

Marmara Bölgesi’nin Trakya kesiminde, Kırklareli iline bağlı bir ilçe olan Vize, Dünya üzerindeki konumu itibariyle (x: 3100000 m - y: 5075000 m) 41o36'52" kuzey

enlemleri ile 27o50'52" doğu boylamları arasında yer almaktadır. İlçe merkezindeki rakım 180 m (Cumhuriyet Meydanı) olup, 1119 km2’yi bulan bir alan ile önemli yerleşim merkezlerimizden birisidir. İlçe doğuda Karadeniz, güneyde Tekirdağ ili ile güneybatıda Lüleburgaz, batıda Pınarhisar ve kuzeyde Demirköy ilçeleri ile çevrilidir. Akarsu vadileri ile parçalanmış alçak alanlardan oluşan ilçe toprakları ilin doğu kesiminde yer alır. Kuzey batı-güney doğu doğrultusunda uzanan Istranca Dağları (Yıldız Dağları) ilçeyi ikiye ayırır. İlçe sınırları içinde yüksekliği 400 m yaklaşan bu dağlık alanın doğu yamaçlarından çıkan sular Karadeniz’e batı yamaçlarından çıkanlar ise Ege Deniz’ine ulaşır. Karadeniz’e dökülen başlıca akarsular Papuç ve Kazan dereleridir. Ege Denizine dökülen Meriç Nehrinin başlıca kollarından biri olan Ergene nehrinin ana kolları Soğucak ve Anadere topraklarından çıkar. Istrancaların özellikle Karadeniz’e bakan kesimleri meşe ve kayın ormanları ile kaplıdır (Şekil 1.1).

Vize’nin Ergene kısmında, Eosen yaşındaki kireçtaşları dik bir yamaç meydana getirir. Bu yamacın eteklerinde irili ufaklı pek çok kaynak bulunurken yamaç yüzeyi boyunca kireçtaşlarına, daha genç yaşlı killi, kumlu ve kireçli katmanlar eşlik eder. Yamaç yer yer alüvyonlarla örtülmüştür. Yıldız masifinin uzanımına uygun olarak Vize’den Kırklareli’nin doğusuna kadar uzanan kuzeybatı-güneydoğu yönlü fay hattı ile bu hattı kesen kuzeydoğu-güneybatı yönlü ikincil faylar, sahanın tektonik yapısını oluşturmaktadır. Yıldız masifini etkileyen Vize-Kırklareli arasındaki fay, normal faydır. Vize 4. derece deprem kuşağına girdiğinden sarsıntılar genelde zararsız ve tehlikesizdir. Vize sınırlarında Çakıllı ve Evrenli dolaylarında 54000 ton rezervli manganez yataklarının bulunduğu MTA Enstitüsünün yapmış olduğu araştırmalar sonucunda ortaya çıkmıştır (Pehlivanoğlu, 2000)

Şekil 1.1. Çalışma alanları yol güzergahı haritası. Çalışma alanları olan Vize-Pınarhisar bölgesi kırmızı ile işaretlenmiştir. Bölgenin kireçtaşları incelenmiş ve yoğun olarak restorasyonlarda kullanılan bu kalkerlerin içyapı özellikleri tesbit edilmiştir.

Şekil 1.2. Pınarhisar taş ocaklarından bir görünüş. İri ve bol fosilli kireçtaşları (P1), Az fosilli kalkerler (P2), killi ve mikro fosilli kalkerler (P3). Pınarhisar taş ocaklarında alivyon tabaka kaldırıldıktan sonra derine inildikçe tabaka tabaka; iri-bol fosilli kireçtaşı, az fosilli kireçtaşı, killi-mikro fosilli kireçtaşı olmak üzere üç farklı nitelikte kireçtaşı çıkarılmaktadır.

Şekil 1.3. Vize taş ocağından bir görünüş. Az oranda killi ve mikritik fosil içerikli Vize kalkerleri (V1). Ocak Vize merkezinin 3 km kuzeyindedir. Antik dönemde de taş ocağı işletilmiş ve o dönemde belli boyutlarda kesilen bir kayaç parçası, atmosferik hava koşullarında yoğun alterasyona uğramıştır. Özellikle erime boşlukları belirgin olarak gözlenmiştir.

Tablo 1.5. Kırklareli dolaylarının yıllık yağış ve ısı değerleri (Pehlivanoğlu, 2000)

KIRKLARELI Ocak Şubat Mart Nisan Mayıs Haziran Temmuz Ağustos Eylül Ekim Kasım Aralık Uzun Yıllar İçinde Gerçekleşen Ortalama Değerler (1975 - 2006)

Ortalama Sıcaklık (°C) 3.1 3.7 6.8 11.9 17.0 21.5 23.8 23.0 19.1 13.9 8.6 4.7 Ortalama En Yüksek Sıcaklık (°C) 6.7 8.1 11.8 17.4 23.0 27.8 30.5 30.0 26.0 19.6 12.9 8.0 Ortalama En Düşük Sıcaklık (°C) 0.2 0.4 2.7 7.0 11.4 15.3 17.7 17.2 13.7 9.7 5.4 1.9 Ortalama Güneşlenme Süresi (saat) 2.9 4.2 5.7 6.5 9.0 9.8 10.5 10.1 8.3 5.8 3.8 2.2 Ortalama Yağışlı Gün Sayısı 10.5 8.5 8.9 10.9 10.1 8.7 4.9 4.7 4.5 6.9 9.4 11.6 En Yüksek Sıcaklık (°C) 16.8 21.0 25.7 29.4 34.6 37.2 42.5 40.4 37.0 37.4 25.3 18.7 En Düşük Sıcaklık (°C) -12.2 -15 -11.8 -3.0 1.4 5.8 8.8 10.2 5.4 -3.4 -7.2 -11.1

Çalışma alanlarının kuzeyinde bulunan Yıldız Dağları’nın Karadeniz üzerinden gelen soğuk ve yağışlı hava akımı bölgeyi olumsuz etkilemektedir. Kara iklimi etkisindeki kışlar, yağışlı ve kuru soğuk (ayaz), yazlar ise kurak ve sıcak geçmektedir. Ayların ortalama sıcaklık ve yağış miktarları Tablo 1.5 ve 1.6’de verilmiştir. İklim değişimi yapıtaşlarının alterasyonunda önemli bir etkendir.

Tablo 1.6. Pınarhisar-Vize dolaylarının yıllık yağış ve ısı değerleri (Pehlivanoğlu, 2000) Meteorolojik

Elemanlar

Rasat süresi

AYLAR

I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII Yıllık

Aylık ortalama sıcaklık (o_C) 5 2,6 5,4 6,4 12,3 17,1 20,4 22,9 22,6 18,5 13,6 10,3 5,7 10,9 En yüksek sıcaklık (oC) 5 17 20 24,1 30 35 34 36 38 35,2 28,1 23 19,1 38 En düşük sıcaklık (oC) 5 -18 -11 -9 -3 1 5 9 9,2 3 1 -5 -11 -18 Yağış miktarının aylık ortalaması (mm.) 40 72,3 60,1 49,1 46,3 55 53,1 29,6 15,5 33,7 48,3 73,3 93,7 630,1 Günlük en çok yağış miktarı (mm.) 40 55,1 58,3 75,6 39,6 41,2 53,5 120,9 53,7 54,8 58,1 58,9 118,3 120,9 1.2. Çalışma Yöntemi

Çalışma, literatür taraması yanında laboratuarda deneysel olarak yapılmıştır. Taş ocaklarından ve tarihi yapılardan alınan taş malzemelerin fiziksel, mekanik, mineralojik-petrografik ve kimyasal özelliklerini belirlemede kullanmak üzere, etüv, saf su cihazı, vakum cihazı, hassas teraziler, elektronik nemölçer cihazı, noktasal yükleme cihazı, kaba taş kesme cihazı, hassas taş kesme ve zımparalama (50 mikron kalınlığa kadar) cihazı, ince kesit (5 mikron kalınlığa kadar) hazırlama cihazı, fotomikrografik sistem üniteli optik mikroskop, bilgisayar üniteli polarizan mikroskop, buzdolabı, fırın gibi araç-gereç ve teçhizatlar kullanılmıştır.

1.2.1. Arazi Çalışmaları

Arazi çalışmaları, Vize Antik Taş ocağı, Pınarhisar Hisar Taş ocağı çevresinde tüm kaya birimlerinden çok sayıda örnek alınması suretiyle sürdürülmüş, jeolojik, kimyasal ve fiziko-tektonik özelliklerin tespitine yönelik örneklemeler yapılmıştır. Saha çalışmalarında; mevcut birimlerin yayılımları takip edilerek litolojik değişiklikleri ayrıca örneklenmiş, mevcut taş ocakları işletme yüzeyleri yatay ve düşey olarak örneklenmiştir. Her bir lokasyondan yaklaşık 20 kg’lık örnekler alınmıştır. Örnekleme, Antik Taş Ocakları işletme yüzeyleri içinde sürdürülmüş, saha bütün yönleriyle fotoğraflanmıştır. Sonuç olarak, sahada gözlenen tüm kayaç birimlerinden, çalışmanın amacına uygun miktarda örnek alınmasına çalışılmıştır.

Arazi çalışmaları kapsamında, Küçük Ayasofya Kilise Camii, Vize Antik Tiyatro (Odeon), Şerbetdar Hasan Bey Camii gibi Vize’nin önemli tarihi yapılardan da yapıtaşı (kaya) örnekleri alınmış, yüzeyde mevcut tüm ayrışma ve bozulmalar gözlenerek, fotoğraflanmış, yapıda kullanılan farklı kaya tipleri mukayese edilmiştir. Yapıtaşlarından alınan örnekler, kodlanarak laboratuara taşınmıştır.

1.2.2. Laboratuar Çalışmaları

1.2.2.1. Fiziko-mekanik Çalışmalar

Araziden yöntemine uygun alınarak laboratuara taşınmış örnekler üzerindeki çalışmalar; mineralojik-petrografik, kimyasal ve fiziko-mekanik özellikler olmak üzere üç ana başlık altında gerçekleştirilmiştir.

Tarihi yapılardan ve taş ocaklarından alınan taş örneklerinin; jeolojik, fiziksel, mekanik, mineralojik, petrografik ve kimyasal özelliklerinin tesbitinde kaya mekaniği, jeokimya, mineraloji-petrografi laboratuarları kullanılmış olup: Birim Hacim Ağırlık, Özgül Ağırlık, Su Emme (Hacimce-Ağırlıkça), Kaynar Suda Su Emme, Görünür Porozite, Gözeneklilik Oranı, Doluluk Oranı, Tek Eksenli Basınç Dayanımı, Don Sonrası Basınç Dayanımı, Endirek Çekme Dayanımı, Aşınma Dayanımı, Kimyasal Analiz (major oksitler ve iz elementler), Petrografik ve Mineralojik çalışmalar yapılmıştır.

1.2.2.2. İçyapı (XRD ve SEM) Çalışmaları

Çalışma kapsamında alınan kayaç örneklerinin mineralojik bileşimlerinin saptanmasında XRD yönteminden de yaygınca faydalanılmış, bu amaçla toz haline getirilmiş (<75μ) örnekler kullanılmıştır. Analizler, Philips marka difraktometrede Cu Kα radyasyonu kullanılarak 2θ=1o/dak. çekim hızında yapılmıştır.

Kayaçların dokusal özelliklerinin ortaya konmasında SEM (Yarı Kantitatif Elektron Mikroskobu) görüntülerinden faydalanılmıştır. Kullanılan elektron mikroskobu JEOL JSM T330 SC7620 Sputte-Coater Quarum Technologies modelidir.

1.2.2.3. Kimyasal Çalışmalar

Araştırmaya esas olan taş ocakları ve yakın çevresi ile tarihi yapılardan alınan örneklerin ana ve iz element analizleri Kanada ACME laboratuarlarında yapılmıştır. Sınırlı sayıda örnek, İTÜ Maden Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Jeokimya Laboratuarları kullanılarak analiz edilmiştir. Bu amaçla, analizlerde spektrofotometrik, volümetrik ve gravimetrik yöntemler kullanılmıştır. Örneklerin ateşte kayıpları (Ateşte Zaiat) 850oC de yapılmıştır.

Kimyasal analiz çalışmalarında örneklerin analize hazırlanması en önemli adımlardan biridir. Kaya örnekleri çeneli kırıcıdan geçirilerek, diskli değirmen ve agat öğütücüde inceltilmiştir. Elde edilen öğütülmüş kısımlardan dörtleme yöntemiyle 50 gr temsili kısım alınarak, tamamı <75μ altına gelecek şekilde ikinci bir defa öğütülmüştür. Böylece 75μ altına indirilmiş kısım özel örnek kapları içinde 105oC sıcaklıkta 4 saat bekletildikten sonra desikatör içine konularak analize hazır hale getirilmiştir.

Ana ve iz element analizlerinde Metrohm E 1009 Spektrofotometre, H1550 Rant Hilgers Atomik Absorbsiyon Spektrofotometresi ve Eppendorf Flame Fotometre kullanılmıştır. Kanada, ACME Analitik Laboratuarlarında yapılan analizlerde IC-MASS tekniği kullanılmıştır.