İSTANBUL TEKNİ K ÜNİ VERSİ TESİ FEN Bİ Lİ MLERİ ENSTİ TÜS Ü
YAPI DA DURABİ Lİ TE VE HASAR ANALİ Zİ,
ALÇI LI KERPİ Ç YAPI ÖRNEĞİ ÜZERİ NDE İ NCELEN MESİ
YÜKSEK Lİ SANS TEZİ Mi mar Deni z KUŞASLAN
Anabili m Dalı: Mİ MARLI K Progra mı: YAPI Bİ LGİSİ
ĠSTANBUL TEKNĠ K ÜNĠ VERSĠ TESĠ FEN BĠ LĠ MLERĠ ENSTĠ TÜS Ü
YAPI DA DURABĠ LĠ TE VE HASAR ANALĠ ZĠ,
ALÇI LI KERPĠ Ç YAPI ÖRNEĞĠ ÜZERĠ NDE Ġ NCELEN MESĠ
YÜKSEK LĠ SANS TEZĠ Mi mar Deni z KUġASLAN
( Enstit ü No: 502991052 )
Tezi n Enstitüye Veril diği Tari h : 15 Kası m 2002 Tezi n Savunul duğu Tari h : 19 Kası m 2002
Tez Danı Ģ manı : Doç. Dr. Bil ge IġI K (Ġ. T. Ü) Di ğer Jüri Üyel eri Doç. Dr. Ni hal ARI OĞLU (Ġ. T. Ü) Doç. Dr. AyĢe BALANLI ( Y. T. Ü)
ÖNS ÖZ
Yapıl ar i çi n pr oj el endirme ni n özgün, uygul a manı n doğr u yapıl ması ne kadar öne mli ise yapı nı n varlı ğı nı sür dür üp gel ecek nesillere kalabil mesi de bir o kadar öne mli dir. Yapıl arı n za mana ve maruz kal dı kl arı t üm et kil ere karşı ol an dayanı mı, kull anıl an mal ze mel eri n nit eli ği yl e ilşkili dir. Günü müzde yapı mal ze mel eri nde ol an çeşitlili k, teknol oji ni n geliş mesine paral el ol arak hızla art makt adır. Malze mel eri n dur abilit el eri ni n bili nmesi, mal ze me seçi mi nde ve uygul a ması nda mi marl ar i çi n öne mli bir et ken ol acaktır. Bu çalış manı n, yapı mal ze mel eri i çi n öne mi büyük ol an durabilite kavra mı nı n anlaşıl ması nda ve yapıl arda ol uşan hasarları n gerçekte t esadüf ol mayı p, mal ze mel eri n zayıf yönl eri ni n göz ardı edil mesi nden kaynaklandı ğı nı n anl aşıl ması nda, yardı mcı olacağı nı umuyor um.
Ger ek lisans, gerekse yüksek lisans eğiti mi m boyunca, çalış mal arı ma yön veren, anl ayışı nı ve e meği ni benden esirge meyen sayı n hoca m Doç. Dr. Bil ge I ŞI K’ a ve eğiti mi mi n her aşa ması nda beni dest ekl eyen ail eme ve t üm ar kadaşl arı ma t eşekkür ü bir borç biliri m.
Ġ ÇĠ NDEKĠ LER Sayf a No: TABLO LĠ STESĠ i v ġEKĠ L LĠ STESĠ v ÖZET vi SUMMARY viii 1. GĠ RĠ ġ
1. 1 Probl e mi n Beli rl enmesi 01
1. 2 Amaç 03 1. 3 Öne m 03 1. 4 Varsayı mlar 03 1. 5 Sı nı rlılı kl ar 03 1. 6 Tanı mlar 04 1. 7 Yönte m 04
2. YAPI MALZE MELERĠ NDE DURABĠ LĠ TE KAVRA MI 06
3. Mal ze me Ġç Yapı sı 06
4. Mal ze me Özelli kl eri 10
5. Fi zi ksel Özelli kl er 11
6. Me kani k Özelli kl er 12
7. Ki myasal Özelli kl er 13
8. Teknol oji k Özelli kl er 15
9. Böl ü m Sonuçl arı 17
3. YAPI MALZE MELERĠ NDE HAS AR OLUġ UMU 20 3. 1 Yapı Mal ze mel eri nde Hasar Ol uĢt uran Et kenl er 20
3. 1. 1 Mekani k Et kenl er ve Hasar 21
3. 2. 2 Ka gi r Mal ze mel er de Ol uşan Hasarl ar 47
3. 2. 2. 1 Doğal Taşt a Ol uşan Hasarl ar 47
3. 2. 2. 2 Bet onda Ol uşan Hasarl ar 49
3. 2. 2. 3 Pi ş miş Topr ak Mal ze mede Ol uşan Hasarl ar 51
3. 2. 2. 4 Ker pi çt e Ol uşan Hasarl ar 55
3. 2. 3 Met all er de Ol uşan Hasarlar 56
3. 2. 4 Pl asti kl er de Ol uşan Hasarl ar 59
3. 2. 5 Ko mpozit Mal ze mel er de Ol uşan Hasarl ar 61
3. 3 Yapı El e manl arı nda OluĢ an Hasarl ar 65
3. 3. 1 Duvarl ar da Ol uşan Hasarlar 65
3. 3. 2 Taşı yı cı Si st e ml er de Ol uşan Hasarl ar 68
3. 3. 3 Çatıl ar da Ol uşan Hasarl ar 73
3. 3. 4 Döş e mel er de Ol uşan Hasarl ar 75
3. 3. 5 Ya pı Ze mi ni nde Ol uşan Hasarl ar 76
3. 3. 6 Pencere- Duvar, Kapı- Duvar Birl eşi mleri nde Ol uşan Hasarl ar 78
3. 4 Böl ü m Sonuçl arı 80
4. ALÇI LI KERPĠ Ç YAPI DA DURABĠ LĠ TE VE HAS AR ANALĠ ZĠ 83
4. 1 Kerpi ç Yapı Kavramı 83
4. 1. 1 Ker pi ç Mal ze me 83
4. 1. 2 Ker pi ç Mal ze meyi İyil eştir me Nedenl eri 85
4. 1. 3 Ker pi çt e Ol uşan Hasarl ar 86
4. 1. 4 Ker pi ç Mal ze meyi İyil eştir me Yoll arı 90
4. 1. 5 Al çılı Ker pi ç Mal ze meni n Özelli kl eri 95
4. 2 TÜBĠ TAK 622 No’l u Al ker ( Al çı Kat kılı Kerpi ç) Dene me Yapı sı 97
4. 3 TÜBĠ TAK 622 No’l u Al ker Dene me Yapı sı nda Gözl enen Has arl ar 101
4. 3. 1 Al çılı Ker pi ç Yapı da Ol uşan Rötre Hasarl arı 101
4. 3. 2 Al çılı Ker pi ç Yapı da Atmosf eri k Et kil erl e Ol uşan Hasarl ar 104
4. 3. 3 Al çılı Ker pi ç Yapı da Çat ı nı n Mekani k Et ki si Sonucu
Ol uşan Hasarl ar 105
4. 3. 4 Al çılı Ker pi ç Yapı da Bitki Et ki si yl e Ol uşan Hasarl ar 107
4. 3. 5 Alçılı Ker pi ç Yapıda İşçili k Hat al arı ndan Kaynakl anan Hasarlar 108
4. 4 Böl ü m Sonuçl arı 109
5. SONUÇ 111
TABLO LĠ STESĠ Sayf a No: Tabl o 3. 1 : El ekt roki myasal pot ansi yel sı ral a ması ( Hi drojene göre) . . . . 37 Tabl o 4. 1 : Alçı kat kılı kerpi ci n fizi ksel ve mekani k özelli kl eri . . . 95 Tabl o 4. 2 : Alçılı kerpici n ısı ileti mi . . . 96 Tabl o 4. 3 : Alçılı kerpici n fizi ksel özelli kl eri . . . 96
ġEKĠ L LĠ STESĠ Sayf a No:
ġekil 2. 1 : At o m yapı sı . . . 7
ġekil 2. 2 : Met all eri n kri stalli iç yapıl arı . . . 8
ġekil 2. 3 : Mol ekül yapıl arı . . . 9
ġekil 2. 4 : Çek me et kisi nde eksenel ve yanal Ģekil değiĢtir me . . . 13
ġekil 2. 5 : Met all erde sertli k öl ç me tekni kl eri . . . 16
ġekil 3. 1 : El asti k ve plasti k davranı Ģ . . . 22
ġekil 3. 2 : Bası nç gerilmesi altı nda cis min yanal Ģekil değiĢtir mesi . . . 24
ġekil 3. 3 : Burkul ma hall eri . . . 26
ġekil 3. 4 : Yapı da el emanl arı nda ısıl defor masyon ol uĢumu . . . 29
ġekil 3. 5 : Genl eĢ me nedeni yl e çatl ak ol uĢumu . . . 31
ġekil 3. 6 : At mosferdeki su et kileri . . . 32
ġekil 3. 7 : Yapıl arda kılcal su e mme . . . 33
ġekil 3. 8 : Bet onar me yapı da korozyon et kisi . . . 36
ġekil 3. 9 : AhĢapt a kuruma sonucu ol uĢan çarpıl mal ar . . . 41
ġekil 3. 10 : AhĢapı n anat o mi k yapı sı . . . 42
ġekil 3. 11 : Duvar kapl a mal arı nda çatl ak ol uĢu mu . . . 67
ġekil 3. 12 : Ġskel et ve yığ ma siste mlerde köĢel eri n rijitli ği . . . 71
ġekil 4. 1 : Al ker mal zeme ni n al çı ve ki reç kat kıl ara bağlı ol arak bi ri m ağı rlığı nı n deği Ģi mi . . . 93
ġekil 4. 2 : Al ker mal zeme ni n al çı kat kı oranı na bağlı ol arak bası nç dayanı mı nı n deği Ģi mi . . . 94
ġekil 4. 3 : II. Al ker ( Alçı kat kılı kerpi ç) dene me yapı sı . . . 97
ġekil 4. 4 : II. Al ker ( Alçı kat kılı kerpi ç) dene me yapı sı pl anı . . . 98
ġekil 4. 5 : II Al ker ( Alçı kat kılı kerpi ç) dene me yapı sı batı görünüĢ ü . . . 99
ġekil 4. 6 : II. Al ker ( Alçı kat kılı kerpi ç) dene me yapı sı kesiti . . . 99
ġekil 4. 7 : Al ker duvarl ara yat ay yükl ere karĢı hası r yerl eĢtiril mesi . . . 100
ġekil 4. 8 : Al ker duvarda ayrı dökül en bl okl ar arası nda iĢ derzi ol uĢu mu . . . 102
ġekil 4. 9 : ĠĢ derzi ni n onarıl ması . . . 102
ġekil 4. 10 : ĠĢ derzi ni n basa maklı hal e getirilmesi . . . 103
ġekil 4. 11 : Li kit kı vamdaki karıĢı mın ol uĢt urduğu rötre çatl ağı . . . 103
ġekil 4. 12 : Alçılı kerpiç yapı da sıçrayan saçak suyunun aĢı ndı r ma et ki si . . . 104
ġekil 4. 13 : Alçılı kerpiç yapı duvarı nda aĢı nma . . . 105
ġekil 4. 14 : Alçılı kerpiç yapı da kapı kenarl arı nda aĢı nma . . . 105
ġekil 4. 15 : Duvar-çatı bi rl eĢi m det ayı . . . 106
ġekil 4. 16 : Duvar-çatı bi rl eĢi minde hasar ol uĢu mu . . . 106
ġekil 4. 17 : Duvar-çatı bi rl eĢi minde görül en hasar . . . 107
ġekil 4. 18 : Al ker yapı da bit kilerden kaynakl anan hasarl ar . . . 107
ġekil 4. 19 : Bit ki kökl eri ni n duvar di pl eri nde ol uĢt urduğu oyul mal ar . . 108
ġekil 4. 20 : Pencere kenarl arı nda görül en hasarl ar . . . 108
ġekil 4. 21 : Duvarl arda köĢel eri n yeterli sı kıĢtırıl ma ması ndan kaynanl anan hasarl ar . . . 109
YAPI DA DURABĠ LĠ TE VE HASAR ANALĠ ZĠ,
ALÇI LI KERPĠ Ç YAPI ÖRNEĞĠ ÜZERĠ NDE Ġ NCELENMESĠ ÖZET
Yapı mal ze mel eri i çi n durabilite, mal ze meni n özelli kl eri ni za mana ve t ü m et kenl ere karşı koruyabilirli k ve sürdür ül ebilirli k derecesi dir.
Yapı mal ze mel eri nde çeşitlili k her geçen gün art makt a, sayı ca ol an bu artış bi rt akı m sorunl arı da beraberi nde getir mekt edir. Mal ze mel eri n güçl ü yönl eri ol duğu gi bi zayıf yönl eri de bul un makt adır. Tasarı m, mal ze me kararı veya mont aj aşa ması nda hat a yapıl ması dur umunda çeşitli hasarlar meydana gel ebil mekt edir. Mal ze meni n perfor mansı nı ist enen süreç boyunca sağl ayabil mesi, uygun seçi m ve uygun şartl ar altı nda kull anıl ması yl a mü mkündür. Ol uşabil ecek hasarlar yapıl arda çeşitli t a mirleri gerektirebilir. Bunl ar, ekono mi k ve za man kayıpl arı na neden ol duğu gi bi i nsanl ar üzeri nde ol umsuz et kiler de yarat abilir.
Mal ze me kull anı mında en doğr u kararları n verilebil mesi i çi n mal ze me özelli kl eri ve perfor mansı na et ki eden fakt örler bili nmeli dir. Bu nedenl e durabilite ve hasar kavra mları birli kt e i ncel en meli dir.
Bu t ez çalış ması kapsamı nda, yapı mal ze mel eri i çi n durabilite ve hasar kavra ml arı araştırıl mış, el de edil en bil giler kull anılarak alçı kat kılı ker pi ç bir binada hasar anali zi yapıl mıştır.
Çalış ma dört ana böl ü mden meydana gel miştir. Giriş böl ümünde, durabilite kavra mı nı n yapı mal zemel eri i çi n ne ifade ettiği ve günü müzde kazanmı ş ol duğu öne m anl atıl mak istenmi ştir.
Tezi n i ki nci böl ümünde, yapı i çi n durabilite kavra mı el e alı nmı ş, yapı mal ze mel eri ni n dur abilitel eri ni belirl eyen fi zi ksel, ki myasal, bi yol oji k ve teknol oji k özelli kl eri araştırıl mıştır.
ol uşuml arı na ör nekl er verilerek doğr u mal ze me ve doğr u det ayl andır ma il e hasar ol uşumunun yavaşl atılabileceği anl atıl mak istenmiştir.
Tezi n dör düncü böl ümünde, al çı kat kılı kerpi ç ( Al ker) mal ze meni n özelli kl eri anl atıl mış, gel eneksel yapı mal ze mesi ol an ker pi ç il e al çı kat kılı ker pi ci n durabiliteleri arası ndaki deği şi m göst eril miştir. Önceki böl üml erden el de edil en bil giler ışı ğı nda, alçı kat kılı kerpi ç bir bi nada hasar analizi yapıl mıştır.
DURABI LI TY AND FAI LURE ANALYSI S FOR BUI LDI NG, EXA MI NATI ON ON GYPS UM STABI LI ZED ADOBE BUI LDI NG SUMMARY
For t he buil di ng mat eri als, durability defi nes r esisti ng and s ust ai ni ng pr operti es of buil di ng mat eri als agai nst t o t he ti me and t o all fact ors.
Vari et y of buil di ng mat eri als i s i ncreasi ng cont i nuousl y. Alt hough ne w mat eri al s getti ng strong possi bilities, t hey have poor si des t oo. If a mi st ake i s done whil e desi gn or constructi on ti me of buil di ng, several buil di ng defect s and f ail ures pr obl e ms can be r eali zed. Mat eri al can mai nt ai n i t s o wn pr operti es, if it i s used onl y i n suit abl e conditi ons. Because of f ail ure pr obl e ms, so meti mes buil ds need a bi g care and r est orati on whi ch causes t o a l ot of money, l osti ng ti me and negative effect s on peopl e.
In or der t o obt ai n best of mat eri als avail abl e, it i s i mport ant t o understand eit her pr operti es of mat eri als or fact ors whi ch i nfl uence t heir perf or mance and dur abilit y. Ther ef ore durabilit y and fail ure concept s shoul d be exa mi ned t oget her.
In t hi s st udy, dur abilit y and f ail ure concept s are descri bed f or t he buil di ng mat eri als. Aft er war ds a buil di ng, f or med wi t h gypsu m st abilized adobe i s exa mi ned as a sa mpl e and fail ure anal ysi s was ma de on t he exa mpl e buil di ng.
The st udy consi sts of f our mai n secti ons. I n t he i ntroduct or y secti on, i mport ance of dur abilit y for buil di ng mat eri als is descri bed.
In t he second secti on, at o mi c str uct ures of mat erial s i s exa mi ned. For underst andi ng dur abilit y, pr operti es of mat eri als ( Physical, Che mi cal, Bi ol ogi cal and Technol ogi cal) are described.
In t he t hird secti on r easons, whi ch causes f ail ure on buil di ng mat eri als i s exa mi ned. Behai vours of mat eri als i n buil di ng co mponent s and f ail ures are descri bed. It i s ai med t o expl ai n, usi ng of pr oper mat eri als and pr oper det ails can r educe f ail ure
st abili zed adobe. A buil di ng, for med wit h gypsu m st abili zed adobe is exa mi ned as a sa mpl e and fail ure anal ysis was made on t he exa mpl e buil di ng. For t hi s exami nati on, ol d kno wl edge, l ear ned at t he previ ous secti ons were used.
1. GĠ RĠ ġ
1. 1 Probl e mi n Beli rl en mesi :
Yapı da mal ze me, pr ojeyi şekillendirerek onun gel ecek çağl ara kendi özelli kl eri oranı nda il etil mesi ni sağl ar. Bir yapı nı n mi mari değeri ni sür dürebilmesi ancak gel ecek kuşakl ara il etilmesi ni sağl a makl a mü mkündür. Yapı mal ze mesi seçi mi i se yapı fi zi ği, üreti m t eknol ojisi, yapı ekono misi ve i nsan konf or u il e yakı ndan ilişkili dir. Tasarı mın zama na bağlı dayanı mı pr oj e aşa ması nda düşünül meli dir. Yapıl arda en doğr u kararları n verilebil mesi i çi n, henüz pr oj e aşa ması nda i ken mal ze mel eri n durabilitesi hakkı nda yet erli bil gi ye sahi p ol mak gerekli dir.
Teknol oji ni n özelli kl e Sanayi Devri miyl e başl ayan ve günü müzde de deva m eden hı zlı gelişi mi, her konuda ol duğu gi bi yapı mal zemel eri al anı nda da büyük yenili kl eri beraberi nde getir miştir. Ondokuzuncu yüzyıl sonl arı na kadar geçerli olan t aşı yı cı siste m ve yapı t eknol ojileri ahşap, ker pi ç ve taş gi bi sayılı birkaç mal ze meye dayan makt aydı. Bu nedenl e gel eneksel mal ze mel eri n kull anı mları geçen yüzyıllar içi nde sürekli gelişi m göst er miş, zayıf yönl eri, bozul ma şekilleri ve ö mürl eri hakkı nda det aylı bil gilere sahi p ol un muşt ur. Bu biri ki mler kull anıl arak da mal ze mel eri n niteli kl eri ne uygun det ayl ar üretil miştir.
Günü müzde i se her geçen gün yapı mal ze mel eri çeşitleri artış göst er mekt e, bu şekil de mi marl ara yepyeni ol anakl ar sunul makt adır. Ancak, mal ze me çeşitlili ği nde meydana gel en bu geliş mel er niteli k sor unl arı nı da beraberi nde getir mekt edir. Mal ze mel er konusunda sayı ca artış sağl anmakl a birli kt e; mal ze me ve uygul anması na ilişki n yet erli düzeyde nit eli ksel geliş me sağl ana ma mı ştır. Bu nedenl e bir t araft an daha nit eli kli mal ze mel eri n bul un ması i çi n çalış mal ar yapılırken, bir t araft an da mevcut mal ze mel eri n zayıf nitelikl eri ni n i yileştiril mesi için çalış mal ar deva m et mekt edir. Ekono mi çağı mızda öne mli bir et ken hali ni al mıştır. Mal ze me kull anı m ve seçi mindeki kararları n yapıl arı n ekono mi kli ği üzeri nde et kisi büyükt ür. Ayrı ca yapı nı n ser vis ö mr ü i çi ndeki onarı m gi derl eri de bu konu il e birli kt e düşünül mesi gereken öne mli bir ekono mi k et kendir. Ekono mi k avant ajlı gözüken mal ze mel er,
Günü müzde nüf us artışı ile paral el ol arak i nsan i hti yaçl arı da art makt adır. Bu i hti yaçl arı karşıla mak adına endüstrileş me ve t eknol oji k gelişi m i çerisi ndeki Dünyada bazı değerleri n kaybedilme ye başl andı ğı gör ül mekt edir.
İnsanl ar, günü müzde ol an her t ürl ü kaynağı t üket me yol undadır. Fosil yakıtları n kull anı mını n art ması nedeni yl e yenil ene mez nit eli kt eki kaynakl arı n gel ecekt e ta ma men bit mesi söz konusudur. Çevreye ve i nsan sağlı ğı na t el afi edilemez zararl ar gel mekt edir. Özelli kl e açı ğa çı kan zararlı e misyonl ar, asit yağ murl arı na ve sera et kisi nedeni yl e i kli m deği şi kli kl eri ne sebep ol makt adırlar. Ekol oji k denge gün geçti kçe zarar gör mekt edir. Ekosiste mde yapıl an deği şi kli kl er sonucu meydana gel en i kli m deği şi kli kl eri ve asit yağ murl arı gi bi sor unlar geri dönüşü ol mayan zararl ar ver mekt edir. Bu zararların küçük bir kı s mı günümüzde gör ül mekt e, ancak büyük bir kı s mı i se gel eceğe çı ğ gi bi büyüyerek t aşı nmakt adır. Bu a maçl a yapıl an çalış mal ar sonucu, çözü me ul aş manı n yol unun sür dür ül ebilir yapıl ardan geçti ği anl aşıl maya başl anmıştır. ( Bu konuda kapsa mlı bir araştırma t ezi Haziran-2002 de İ. T. Ü. Mi marlı k fakültesi nde Emr e Ayaz tarafı ndan yapıl mıştır).
Sür dür ül ebilirli ği n di ğer bir yönü, i nsan sağlı ğı na zarar ver meyen konf orlu ort a ml ar yarat maktır. Bir yapı nı n, i mal atı, kull anı mı ve ö mrünün t üken mesi ne kadar geçen her aşa ması nda i nsanı ve büt ün canlıları n yaşadı ğı ekosiste mi doğr udan etkil edi ği bir gerçektir. Nüf us artışı yl a birli kt e ol uşan konut açığı i se her geçen gün büyü mekt edir. Gel ecek nesillere yaşanabilir, sağlı klı bir dünya bırakmanı n yol unun ekol oji ye öne m ver mekt en geçti ği anl aşıl mıştır. Bu nedenl e ekol oji k konut kavra mı ön pl ana çı kmıştır. Enerji gereksini mi az ol an, sağlı klı, doğal ve geri dönüşü ml ü mal ze mel er kull anılarak ekol oji k konut üreti mini n öne mi anl aşıl mıştır.
Ker pi ç, sahi p ol duğu özelli kl er bakı mı ndan ekol oji k konut üreti mine son derece uygun, kol ay el de edil ebilir, ekono mi k bi r mal zeme di r. Bu nedenl e ker piç Dünya’ da bul unan mevcut mal zeme st okuyl a, çevreci, doğal ve sağlı klı bir mal ze me ol uşu, kol ay t e mi ni ve rahat uygul a ma ol anakl arı nedeni yl e zayıf yönl eri geliştirilerek kull anı m sahası nı n artırıl ması gereken, doğal yapı mal ze mel eri nden biri dir. Gel eneksel ker pi ci n zayıf nit eli kl eri geliştirilerek, çağdaş bir yapı mal ze mesi ol an al çı kat kılı kerpi ç ‘ ‘Alker’ ’ el de edil miştir.
Al keri n üst ün bir t akı m özelli kl eri ol duğu gi bi zayıf özelli kl eri de bul un makt adır. Bu nedenl e yapısı na uygun bir şekil de kull anıl malıdır. Doğr u ve veri mli kull anıl ması dur umunda mevcut konut açı ğı nı n kapan ması nda öne mli r oller üstlenebil ecek bir pot ansi yel e sahi ptir. Bu bağl a mda 1978’ den bu yana İ. T. Ü Mi marlı k Fakült esi nde ker pi ç araştır mal arı sürdür ül mekt edir.
Ya pıl an araştır mal ar kapsa mı nda 1995 yılı nda İ.T. Ü. Masl ak ka mpüs ünde II. Al ker dene me yapı sı yapıl mıştır. Ancak, yapı da zama nl a çeşitli hasarları n ol uşt uğu gözl enmiştir. Hasarlar alker mal ze meni n zayıf yönl eri ni n sonucu ol duğundan, al ker mal ze meni n dur abilit esini n anl aşıl ması ve ne t ür hasarl ar ol uşt ur duğunun gör ül mesi içi n bu konuda geniş kapsa mlı bir tez araştır ması yapıl ması düşünül müşt ür.
Mal ze mel erde hasar ol uşumunun nedenl eri nin i ncel enmesi, mal zemel eri n dı ş et kenl ere karşı dayanıml arı konusunda pr oble mi n çözü müne ı şı k t ut acaktır. Mal ze mel eri n durabilitel eri ni n doğr u anali z edil mesi ve bunl arın yeri nde kull anıl ması yl a büyük avant ajlar el de edil ecektir. Böyl ece ol uşabil ecek hasarl ara karşı n yeri nde mal ze me seçi mi ve doğr u det ayl andır mayl a önl e mler alı nabilecektir. Unut ul ma malı dır ki yapı kendi ni ne kadar i yi koruyabilirse, dı ş et kilerden o kadar az et kil enecektir.
1. 2 Amaç:
Bu t ez kapsa mı nda yapı mal ze mel eri ni n durabilitel eri ni ol uşt uran özelli kl eri ni n belirlenmesi ne çalışıl mıştır. Bu şekil de, mal ze mel er de hasarları n ol uşum nedenl eri ve ol uşum şekilleri ni n i ncelen mesi hedefl enmiştir.
El de edil en veriler ışı ğında, al çı kat kılı ker pi ç ( Al ker) mal ze meni n durabilitesi nde ol an değişi m ve al ker bir bi nada hasar ol uşumunun incel enmesi a maçl anmıştır.
1. 3 Öne m:
Me vcut mal ze mel eri n ni teli kl eri ni n i yil eştiril mel eri süreci nde, mal ze mel er de hasar ol uşumunun nedenl eri ni n bili nmesi gerekmektedir. Gel eneksel ker pici n zayıf nit eli kl eri geliştirilerek çağdaş bir yapı mal ze mesi hali ni al mış şekli ol an al çı kat kılı ker pi ç ( Al ker) mal zeme de hasar ol uşuml arı nı n i ncel enmesi, durabilitesi ni n anl aşıl ması açısı ndan öneml i dir.
1. 4 Varsayı mlar:
Al ker (al çı kat kılı ker piç) i çi n durabilite ve hasar analizi yapıl ması yl a, al ker yapı mal ze mesi ni n üst ün ve zayıf özelli kl eri ni n bili nçli kull anılabileceği, bu şekil de pr oj e ve uygul a ma aşa mal arı nda il erde ol uşabilecek sor unl ara opti mu m çözü ml er bul unarak, önl e mler alı nabileceği varsayıl makt adır.
ol uşt uran et kenl er ve mal ze me davranışl arı anl atıl mıştır. El de edilen veriler kull anılarak al çı kat kılı ker pi ç bir bi nada hasar analizi yapıl mıştır.
Tez kapsa mı nda yapı mal ze mel eri nde hasara neden ol an et kenl er ve hasar ol uşu mu araştırıl mış ol up, hasardan sonra yapılabilecekl ere deği nil me miştir.
1. 6 Tanı mlar:
Bu t ez kapsa mı nda bir çok t eri m yeri gel di ği nde konu başlı kl arı altı nda tanı mlan mıştır. Ancak t ezi ol uşt uran anaht ar t eri mler t ezi n akı şı sırasında akıl da kal ması ve tez konusu hakkı nda ön fi kir ver mesi içi n burada tanı mlan mıştır.
Yapı Mal ze mesi / Yapı Ger eci: ‘ ‘ Yapı mal ze mesi (yapı gereci), doğal veya yapay süreçl er sonunda ol uşan, t anı mlanabil ecek geomet ri k bir bi çi mi ol mayan kütl esel te mel ür ünl er (t aş, ahşap vb.) ile bunl arı n karışım ( bet on, harç vb /, al aşı m / br onz, piri nç vb.) ve bileşi mleridir (pl asti k, boya vb.).’ ’ [1]
Dur abilit e: ‘ ‘ Dur abilit e, yapı nı n özelli kl eri ni za mana ve t ü m et kenl ere karşı kor uyabilirli k ve sürdür ülebilirli k derecesi dir.’ ’ [2]
Hasar: ‘ ‘ Yapı hasarı, yapı nı n t ü münün ya da bi r parçası nı n öngör ülen i şl evi ni karşılaya mayacak dur uma gel mesi dir’ ’ [3]
Ker pi ç: ‘ ‘Zerrel eri birbirine bağl anacak derecede kil i çeren, ku ml u t oprakları n kat kı ma ddel eri yl e karıştırılı p su il e ha mur hali ne getiril mesi yl e el de edil en yapı mal ze mesi dir.’ ’ [4]
Al ker: ‘ ‘ Uygun ker pi ç t opr ağı na % 10- 20 arası nda al çı katıl mış bir ker pi ç t ür üdür.’ ’[5]
1. 7 Yönt e m:
Bu t ez 1978 yılı ndan bu yana İ. T. Ü Mi marlı k fakült esi nde yapıl makt a ol an ker pi ç araştır mal arı nı n bir devamı ol ması a macı yl a hazırlanmıştır.
Günü müzde ekol oji k konut i hti yacı nı n hı zl a arttı ğı göz önüne alı ndı ğı nda, ker pi ci n he m ekol oji k bir mal ze me, he m de mali yeti ucuz, sağlı klı konutl ar el de edilebil en en öne mli mal ze me t ürl eri nden biri ol duğu anl aşılmı ştır. Ker pi ci n zayıf özelli kl eri ni n i yileştir miş sonuçl arı ndan biri de al çı kat kılı kerpiç ( Al ker) mal ze medir.
Bu t ezi n hazırlanması aşa ması nda konu il e il gili yapıl mış araştır mal ar incel enmi ş, konu il e il gili bil diriler, kit apl ar, der giler vb. literat ür araştır mal arı yapıl mıştır. İnt ernet üzeri nden Dünyada bu konuyl a il gili gelişmel er izlenmiştir.
Tez kapsa mı nda el de edilen veriler kull anılarak 1995 yılı nda İ. T. Ü Masl ak ka mpüsünde yapıl mış ol an II. Al ker dene me yapı sı nda meydana gel en hasar ol uşuml arı i ncel enerek, hasar analizi yapıl mıştır.
Çalış ma dört ana bölü mden meydana gel miştir. Giriş böl ü münde, pr obl e m tanı mlan maya çalışıl mış, pr obl e mi n çözü mü içi n çalış mada i zl enecek yönt e m belirlenmiştir.
Tezi n i ki nci böl ümünde, yapı i çi n durabilite kavramı el e alı nmış, yapı mal ze mel eri ni n durabiliteleri ni belirleyen fi zi ksel, ki myasal, bi yol oji k ve t eknol oji k özelli kl eri araştırıl mıştır.
Tezi n üçüncü böl ümünde, hasar kavra mı i ncelen miş, yapı mal ze mel eri nde hasar ol uşt uran et kenl er araştırıl mıştır. Bu böl ümde ayrı ca mal ze mel eri n yapı el e manl arı içi nde, kull anılış şekilleri ne göre ol uşan hasar t ürleri de i ncel enmi ştir. Hasar ol uşuml arı na ör nekl er verilerek doğr u mal ze me ve doğr u det ayl andır ma il e hasar ol uşumunun yavaşl atılabileceği anl atıl mak istenmiştir.
Tezi n dör düncü böl ü münde, al çı kat kılı ker piç ( Al ker) mal ze meni n özelli kl eri anl atıl mış, gel eneksel yapı mal ze mesi ol an ker pi ç il e al çı kat kılı ker pi ci n durabiliteleri arası ndaki deği şi m göst eril miştir. Önceki böl üml erden el de edil en bil giler ışı ğı nda, alçı kat kılı kerpi ç bir bi nada hasar analizi yapıl mıştır.
2. YAPI MALZE MELERĠ NDE DURABĠ LĠ TE KAVRAMI
Dur abilite, yapı nı n özelli kl eri ni za mana ve t üm et kenl ere karşı kor uyabilirli k ve sürdür ül ebilirli k derecesi dir.[2]
İnsanl ar, yaşa ml arı boyunca deva mlı ol arak bazı gereksi ni mlere i hti yaç duyarl ar, bu i hti yaçl arı nı n karşılanabil mesi i çi n uğraşırlar ve daha rahat bir şekil de yaşamal arı i çi n gerekli ol an opti mal şartları sağl a maya çalışırlar. En büyük gereksi ni m i se barı nma ve güvenli ktir. Bunl arı ise yapılar sayesi nde karşılarlar.
Bi r yapı, a macı na göre, i çi nde yaşayanl arı n her t ürl ü i hti yaçl arı na cevap verebilir nit eli kt e ol malı dır. Bunu sağl a mak t asarı mcı nı n başlıca görevi dir. Fonksiyonl arı ve konf or u sağl ana mayan bi r yapı bit miş ol sa bil e zama nl a bu i hti yacı nı belli edecek ve birtakı m deği şi kli kl ere yol açacaktır. Bu hususta en öne mli fakt ör malze mel eri n bili nçli bir şekil de kullanıl ması dır. Mal ze mel eri n fi zi ksel, mekani k, kimyasal, ve çeşitli ol ayl ar karşısı nda göst ereceği davranışl ar sonucu, üreti minde yapılan bir hat a veya köt ü bir uygul a ma sonucu çeşitli bozul malar meydana gel ebil mektedir. Bazı hallerde henüz yapı t a ma ml an madan belirlenen bu hat al ar çok kere de yapı bitti kt en ve aradan belli bir süre geçti kt en sonra ort aya çı kar. Bu hat al ar onarı m veya yeni den yapı m gi bi ekono mi k kayı pl ara neden ol abil di ği gi bi, t aşı yı cı mal ze mede ol ması dur umunda can kayı pl arına da neden ol abil mekt edirler.
Büt ün bu sor unl arı n çözü müne mal ze me i ç yapı sı nı n çeşitli et kiler karşısı nda göst ereceği davranışl arın i ncel enmesi il e yaklaşıl malı dır. Bu nedenl e önceli kl e mal ze me i ç yapı sı bilin meli ve buradan hareketl e mal ze me seçi minde sağlı klı kararl ar veril meli dir.
2. 1 Mal ze me Ġç Yapı sı:
Mal ze me i ç yapı sı i ncelenirken, mal ze meni n at om- mol ekül yapısı nı ve bunl arı n mal ze meye kazandır dı ğı fi zi ksel, mekani k, ki myasal ve t eknol oji k özelli kl eri i ncel e mek gerek mekt edir.
At o m ve Mol ekül Yapı sı:
Ma ddeni n en küçük parçal arı ol an at oml ar, prot on ve nötronl ardan yapıl mış bir çekirdek il e çekirdeği n etrafı nda hı zl a dönen el ektronl ardan meydana gel miştir. ( Şekil-2. 1) Madde özelli kl eri ni et kileyen, kendi el ektron sayısı, konu m ve
hareketleri dir. El ektron hareketleri bir enerji deği şi mi şekli nde ifade edil en ‘ ‘Kuvant um Mekani ği’ ’ is mi altı nda belirlenmiş kurallara göre ol ur. El ektronl arı n sahi p ol duğu enerji sevi yel eri, bir t akı m dal ga denkl e ml eri ni n çözü münde kull anıl an, o maddeni n kuvant um nu maral arı na göre hesapl anmakt adır. At o m çekirdeği ndeki pr ot onl ar pozitif, el ektronl ar negatif yükl ere sahi ptir ve her el e menti n el ektron adedi o el e menti n at o m nu mar ası nı belirl er. El ektr onl arı n döndüğü yör üngel er de sırası yl a, 2, 8, 18, 32 el ektron bul unur. Bu maksi mu m kapasitel er dı şı nda bir yör üngede 8 el ektron bul un ması halinde o el e ment kararlı bir dur umdadır. Bir at omun dı ş yör üngesi ndeki el ektronları 8’e t a ma ml a ması veya eksilt mesi mü mkündür. Eksiltti ği za man yükü ( +), artırdı ğı za man yükü (-) i yon haline dönüşür. [6].
Şekil 2. 1 At om Yapı sı [7]
Ci si mleri n en küçük yapı biri mi ol an at oml arı, ato ml ar arası bağ kuvvetl eri birarada t ut arlar. Bu bağ kuvvetl eri cis mi n mukave meti ni n esası nı ol uşt urur, el ektriksel ve ı sıl özelli kl eri ni belirler.[7]. At o ml arı bir arada t utan çeki m kuvvetleri at omun kendi el ektri ksel yapı sı sonucu ort aya çı kan bir t akı m bağl ar nedeni yl edir. Bu bağl ar i çi nde en öne mlisi (+) ve (-) yükl ü i yonl arı birbiri ne çeken i yon bağl arı dır.
At o ml ar denge konu munda sı caklı ğa bağlı ol arak sürekli titreşirler. Ancak, mutl ak sıfır derecesi ol an -- 273 0C’ de t a ma men hareketsizdirler ( Kel vi n Teorisi). Mal ze meni n
biri m ağı rlı ğı, er gi me ve kayna ma sı caklı ğı, mekani k mukave meti, el ektri k ve ı sı ilet kenli ği gi bi özelli kl eri at om yapı sı ve at om bağl arı ile yakı ndan ilişkilidir. Ayrı ca sı caklı k yüksel mesi ato m bağl arı nı n uza masına, düş mesi i se at om bağl arı nı n kı sal ması na neden ol ur. Bu da il eri de ı sısal def or masyon ol ayı nda mal ze meni n
Ma ddeyi meydana getiren at om ve mol eküll er, sı caklı ğa bağlı ol arak, gaz, sı vı ve katı ol mak üzere üç farklı yerl eş me düzeyi nde bulunabilirler. Gaz ve sı vı maddel er birbiri nden ayrı k düzende bul unan mol eküll erden meydana gel miştir. Mol eküll ü yapı katı maddel erde de bul un makt adır. Ör neği n, t aş, ahşap ve pl asti ği n bazı t ürl eri nde ol duğu gi bi. Ayrı ca met all er de gör ül en t ek tip at o mun kendi ne özgü bağl arl a bağl anarak ol uşt urduğu düzenli yapıl ar da mevcuttur.
İ ç yapıl arı n t anıtıl ması nı aşa malı ol arak yapılırsa; önce bireysel at o ml ar, sonra i ki at om arası ndaki et kileşmel er, daha sonra komş u at oml ar arası nda ilişkiler el e alı nmalı dır. At o ml arı n uzaydaki di ziliş bi çi mlerinden ol uşan yapıl ar düzenli krist al yapı (kristal) ve düzensi z yapı (a morf) ol mak üzere i ki t üre ayrılır. [7]
Kri st alli İçyapıl ar:
Bi r krist al, at oml arı n üç boyutl u bir kafes siste minde ve denge konu ml arı uzaklı ğı nda yer al mal arı sonucu, düzgün sıral ar hali nde di zilmesi ile ol uşur.
Kri st alli yapı ya sahi p ol an mal ze mel er i çi nde met aller sayılabilir. Met aller, düzgün kristal yapıl arı nedeni yle ho moj en, dol u, özgül ağırlı kl arı yüksek, mukave metli; serbest el ektronl arı nı n hareketi nedeni yl e de ı sı, elektri k ve sesi il et en mal ze mel erdir. Ayrı ca döv me veya çeşitli ısısal işl e mlerle ( dal dır ma) kristal yapıl arı nı sı kıştır mak, böyl ece mukave metl eri ni artır mak mü mkündür. Kri st al aralı kl arı nedeni yle, met all er saf i ken mukave metl eri düşükt ür. Al aşı m hali nde i ken, al aşı ma giren met al krist al aralı kl arı nı dol dur duğundan mukave met yüksek bir değer alır.[7]
Düzgün kristal yapı ya sahi p ol an met allerde kay ma düzl e mi önceden sapt anabilir. Met all er gr ubunda yer al an de mir de, i ç yapı ı sı ve kar bon or anı nı n deği ş mesi il e f ar klı kristal sist e mlere dönüşebilir ( Şekil 2. 2), bu da fi zi ksel ve mekani k özelli kl eri ni et kil er.
Amorf İçyapıl ar:
Ci si mleri n öne mli bir kıs mı nda at o ml ar r ast gele di zil erek düzensi z ( amorf) yapı ol uşt ururlar. Büt ün sı vılar, pl asti kl eri n çoğunl uğu ve çok aşırı hı zda soğu muş bazı mi nerallerde kristallerin t ersi ne at oml ar rast gel e ve düzensi z bi r bi çi mde dağıl mışl ardır.[7] Bazı t aşl ar, piş miş t oprak ve cam mal ze mel er bu gr uba girerl er. Bu t ür maddel eri n bir çoğu, bir veya birkaç met ali n met al ol mayan bir el e mentl e (genelli kl e oksijen) birleş mesi sonucu meydana gel miştir. Yapıl arı, büyük mol eküll er içi nde at oml arı n birbiri ne i yon bağl arı ile bağl anmal arı sonucu ol uşur, ancak ser best el ektronl arı nı n ol ma ması nedeni yl e, ısı ve el ektri ğe karşı geçiri msi zdirler. İ yon bağl arı nı n kuvvetli ol uşu er gi me nokt al arı nı n yüksek ol ması na yol açar. Yapıl arı nı n düzensi zli ği nedeni yl e gevrek yapılı dırlar. Boşl ukl arı nı n bul un ması nedeni yl e bası nç mukave meti ne oranl a çek me mukave metl eri düşükt ür. Ayrı ca her nokt ada aynı derecede ısı nmadı kl arı ndan dol ayı ısısal gerili mlere karşı da dayanı ksı zdırlar.
Mol eküll ü İçyapıl ar:
Mol eküll ü yapıl ar i ki ayrı mol ekül ün birl eş mesi (kondansasyon) veya bir mol ekül ün kendi nden küçük parçalara böl ünerek büyü mesi ( poli meri zasyon) sonucu zi ncir bağl arı şekli nde meydana gelir.[6]
Ayrı ca, mol eküll er arasında çeki m kuvvetl eri vardır. Aynı t ür mol eküll er arası nda çeki me kohezyon, farklı mol eküll er arası ndaki ne i se adezyon denir. Katı maddel erde kohezyonun büyük değerde ol ması katı nı n şeklini kor uması nı, sı vılarda kohezyon kuvvetleri ise mol ekülleri n belli bir haci m i çi nde kal mal arı nı sağl ar. (Şekil 2. 3) [7]
Ahşapl ar; kar bon, hi droj en ve oksijenden ol uşan sel ül oz ve li gni ni n meydana getirdi ği hücresel yapıl arı nedeni yl e mol eküll ü, het eroj en ve ani zotrop, boşl ukl u, özgül ağırlı kl arı düşük, ısı, elektri k ve sesi i yi iletme yen mal ze mel erdir.
Bit üm ve katranı n esası nı ol uşt uran hi dr okar bonl ar, kar bon ve hi dr ojeni n zi ncir bil eşi kl eri şekli nde bir araya gel mesi sonucu ol uşan si st e mlerdir. Ayrı ca koll oi dal ve süspansi yon hali ndeki karışı mlara dönüşt ürül me olanakl arı var dır. Bu nedenl e bu t ür mal ze mel erde, viskozite, yu muşa ma nokt ası, uza ma kabili yeti gi bi özelli kl er gör ül ür. Poli merl er gr ubunda yer al an t er mopl asti k ve t er moset pl asti k mal ze mel er den mol ekül ağırlı kl arı düşük ol anl ar yu muşak, yüksek ol anl ar i se sert ve ı sıya dayanı klı mal ze mel er dir. İst enil en özelli kt e ve şekil de el de edil mel eri mü mkündür. Mol eküll ü yapıl arı nedeni yl e ı sı ve el ektri ğe karşı geçirimsi zdirler. Poli merl erde uzun süreli yükl e mel erde ve düşük ı sı karşısı nda zi ncirleri n birbirleri üzeri nden kay mal arı sonucunda vi skoz şekil deği ştir mel er meydana gel erek i ç yapıl arı nda s ün me ve gevşe me ol ayl arı görül ür. Ter mopl asti k poli merl erde ı sı karşısı nda eri me, ter mosetl er de ise eri meksizi n kar bonl aş ma sapt anır. [6]
Or gani k ve pl asti k esaslı bağl ayı cılardan t ut kalları n yapı ş ma özelli ği i ç yapıl arı nı n adezyon ve kohezyon kuvvetleri ne göre birleş me göst ererek mukave met kazan ma il kesi ne dayan makt adır.
Ma ddel eri n at om yapı sını n i ncel enmesi nde faydal anıl an yönt e mleri, opti k oku ma, kat ot ışı nl arı il e oku ma, el ektri k ve manyeti k al anl ardan yararlanarak yapılan oku ma, X ı şı nl arı kull anılarak yapıl an oku mal ar, radyo i zot op oku mal arı şekli nde sı nıflandırabiliriz.
Bu met odl ar i çi nden, radyo i zot opl ardan yararlanma met odu il e (radyo- kar bon met odu), eski t ari hl erden günü müze kal mış mal ze meni n, ör neği n ahşap mal ze meni n yaşı nı hesapl a mak mü mkündür.[8]
2. 2 Mal ze me Özelli kl eri
Yapıl arı n deği şi k kı sı mları nda, o kı s mı n i şl evi ne bağlı ol arak değişi k niteli kt e ve özelli kt e yapı mal ze mesi kull anıl ması ve böyl ece i şl evi n a macı na uygun şekil de yeri ne getiril mesi gerekme kt edir. Kull anılacak yapı mal ze mel eri ni n karşılayacağı işlevl eri n yanı sıra, mal ze mel eri n fi zi ksel, mekani k, ki myasal ve t eknol oji k özelli kl eri ni n bili nmesi ne ve hatt a bunl arı n sayısal büyükl ükl erle ifade edil ebilir ol ması na gereksi nme vardır. Bu böl ümde, mal zemel eri n fi zi ksel, mekanik, ki myasal ve t eknol oji k özelli kl eri ne ilişki n ana kavra m ve tanı mlar açı kl anmakt adır.
2. 2. 1 Fi zi ksel Özelli kl er
Fi zi ksel özelli k, mal ze meni n fi zi ksel deney yönt e ml eri il e öl çül ebilen özelli kl eri ni kapsar. Bunl ar; dı ş boyutl ar, biri m- haci m kütl esi, özgül kütl e, dol ul uk-boşl uk, su e mme, kıl cal su e mme, bası nçlı su geçiri mlili ği ile ı sıl özelli kl er arası nda özgül ı sı, ısıl ilet kenli k ve genl eş me katsayıları gi bi özelli kler dir.[8]
Bi r cis mi n kütl esi ni n, boşl ukl ar dahil doğal hal deki hac mi ne oranı na o ci smi n biri m haci m kütl esi denir. Bu değeri n küçük ol ması o ci s mi n gözenekli ve boşl ukl u bir yapı da ol duğunu göst erir. Ci s mi n i çi nde boşl ukl arı n bul un madı ğı hal deki biri m haci m kütl esi ne o ci s mi n özgül kütl esi denir. Bir mal zeme ni n özgül kütl esi il e biri m haci m kütl esi birbiri ne eşit ise bu mal ze meni n boşl uksuz ol duğu anl aşıl malı dır. Genelli kl e, met allerde ve sı vılarda boşl uk bul un madı ğı içi n bunl arı n özgül kütlel eri biri m haci mleri ne eşittir. Buna karşılı k, t aş, kiremi t, t uğl a, bet on gi bi t aş yapılı mal ze mel erde özgül kütle il e biri m haci m kütl esi arası nda dai ma bir far k var dır. Bu farkı n mi kt arı mal ze medeki boşl uk veya dol ul uk oranl arı nı n belirlenmesi ne yarar. Bu bağl a mda, boĢl uk değeri, mal ze mede bul unan boşl uk hac mi ni n mal zeme ni n t ü m hac mi ne oranı na; dol uluk değeri ise, mal ze meni n dol u kı s mı nı n mal ze meni n t ü m hac mi ne oranı na verilen addır. Bu nedenl e, cismi n dol ul uk ve boşl uk haci mleri ni n t opl a mı cis mi n t a m hacmi ni vereceği nden bu oranl arı n t opl a mı dai ma 1 değeri ni verecektir.[8] Mal ze mede boşl uk oranı arttı kça o mal ze meni n mukave metinde düş me, ısı yut ucul uk değerl eri nde i se art ma gör ül ür. Mal ze me boşl ukl arı nı n deva mlılı ğı hali nde su ve buhar geçiri mlili k değeri de art ar. Dol ayısı yl a mal ze me don maya karşı da dayanı ksı zdır. Özelli kle mol eküll ü ve kar ma i ç yapı ya sahi p ahşap, plasti k, doğal veya yapay taş, sera mi k gi bi mal ze mel er boşl ukl u mal ze mel erdir. [6]
Ci s mi n nor mal koşull ar altı nda ve st andartl ar da belirtilen yönt e ml e boşl ukl arı na e mdi ği su mikt arı nı n cismi n ağırlı ğı na oranı na ağırlı kça su e mme denir ( TS699).
Kı l cal su e mme, cis mi n alt yüzünden suya değdiril mesi ve kıl callı k yol uyl a suyun
za mana bağlı ol arak yüksel mesi il e sapt anan bir büyükl ükt ür. Sonuçt a, mal ze meni n ağırlı k artışı ile kılcal su e mme katsayısı belirlenir. [8]
Bası nçlı su geçiri mlili ği ise, belli al an ve kalı nlı ktaki cis mi n i ki yüzü arası nda farklı bası nç bul un ması dur umunda yüksek bası nçlı bölgeden al çak bası nçlı bölgeye belirli za manda geçen su mikt arı na bağlı ol arak hesapl anan bir büyükl ükt ür.
mi kt arı ol up, biri mi kcal/kg.º C yada SI biri m sist emi nde kj/ kg.º C şekli nde i fade edilir. Bu biri m literat ürde ı sı nma ı sısı di ye de geçer. Doğal maddel er i çerisi nde özgül ı sı değeri en yüksek ol an cisi m sudur. Su i çi n bu değer 1kcal/ kg.º C ol arak alı ndı ğı ndan di ğer cisi mleri n ısı nma ısısı dai ma 1’den küçük değer alı nır.
Isıl il et kenli k katsayısı, 1 m kalı nlı ğı ndaki bir cismi n paral el i ki yüzeyi arası nda 1º C
li k sı caklı k farkı ol duğunda 1 m2 al andan biri m za manda geçen ı sı enerjisi mi kt arı dır.[7]
Genl eş me katsayısı ise cisi mleri n boy ve haci mleri ni n sı caklı kl a art ması nedeni yl e yapı sal t asarı mı doğr udan et kiledi ği i çi n öne mli bir konudur. Ci mi n sı caklı ğı nı n 1º C art ması hali nde biri m boydaki uza ma mi kt arı dır.[7]
2. 2. 2 Me kani k Özelli kl er
Yapı mal ze mel eri nin dayanı klılı k ve yük t aşı ma özelli kl eri mekani k mukave metl erle belirlenir. Bir mal ze meni n mekani k mukave mentl eri ni n yüksekli ği onun el asti kli k modül ünün büyükl üğüne bağlı dır. Bu değeri n, t aşı yı cılı k nit eli ği ni n yüksek ol ması i st enilen hallerde büyük ol ması; esnekli k, ani yükl ere karşı dar be e mi ci ol ması i st enen hall erde i se küçük ol ması t erci h edilir. Böyl ece mal ze me, bu et kil er altı nda özelli ği ni kaybetme den i şl evi ni yeri ne getirir. Aksi ne, fazl a defor masyon ol uş ması ist enmeyen köpr ü, döşe me, kiriş ve benzeri yerl erde mal ze meni n yüksek el asti kli k modül üne sahip ol ması, az defor masyon yapacağı içi n terci h edilir.
Mal ze meni n mekani k özelli kl eri ni n daha i yi anl aşılabil mesi i çi n bazı t e mel kavra mları n bili nmesi nde yarar var dır. Bu kavraml ar dan en önce bili nmesi gereken geril me kavra mı dır. Geril me, biri m al ana gel en kuvvet ol arak tanı mlanır.[8]
Di ğer yandan, uygul anan kuvveti n kuvvet gel en kesite göre yönü, geril meni n t ür ünü belirler. Kuvvet yüzeye di k i se, nor mal gerilme hali var dır. Kuvvet i ncel enen yüzeyden uzakl aşı yorsa çek me geril mesi, yaklaşı yorsa bası nç geril mesi ol uşur. Kuvveti n i ncel enen yüzeye paral el ol ması hali nde ci si mde kay ma geril mesi meydana gelir. [8]
Nor mal geril meni n dı şı nda i ki eksenli veya üç eksenli geril mel er den s öz edil ebilir. Şi şiril miş bir bal onda ya da küre şekli ndeki bir likit gaz t ankı nda i ki eksenli geril me halleri ol uş ması na karşı n, su altı nda bul unan bir cisi m üzeri ne her yönden eşit bası nç gel di ği i çi n üç eksenli geril me hali ol uşur. Yapılar da basit geril me hall eri nden daha çok i ki veya üç eksenli geril mel ere rastlanır.
Kuvveti n cisi mde ol uşt urduğu geril me sonucunda, cis mi n yaptı ğı şekil değişi kli ği ne
def or mas yon denir. Defor mas yon, ci s mi n şekil deği ştirdi kt en s onr aki boyunun il k
boyuna oranı dır. Şekil deği şi kli ği yanal ve boyuna ol ur.[8]
Yanal def or masyonun boyuna def or masyona oranı her cisi m i çi n belirli bir değer alır ve bu değere Poi sson oranı denir. (Şekil 2. 4)[8]
Şekil 2. 4 Çek me et kisi nde eksenel ve yanal şekil değiştir me. Poisson Oranı [7]
El asti kli k modül ü ci simde ol uşan geril meni n boy deği ştir me oranı na oranı dır.
Young modül ü di ye de adl andırılır. Benzer şekil de kay ma geril mesi ni n kay ma oranı na oranı Kay ma modül ü di ye adl andırılır.[8]
2. 2. 3 Ki myas al Özelli kl er
Doğadaki büt ün ci si mler 92 el e menti n deği şi k sent ezl eri ol duğundan ci si mleri n birbirleri yl e ol an ilişkileri nde, onl arı n ki myasal özelli kl eri yapı sal t asarım açı sı ndan öne m t aşır. Çünkü yapı sal t asarı mda birçok deği şik ki myasal yapı daki far klı mal ze me bir araya gel erek bir birini et kil eyecektir. Bu nedenl e, kendil eri de birer ki myasal ma dde ol an mal ze mel erin dayanırlı kl arı nı sür dürebil mel eri i çi n ki myasal et menl ere karşı dayanı klı ol mal arı ya da bu et menl ere karşı kor un mal arı gerekir.
Yapı mal ze mel eri ni n ki myasal ol arak birbirleri nden et kilenmel eri, bul undukl arı ort a mda su bul un ması dur umunda daha kol ay bir şekil de gerçekl eşir. Su, bünyesi nde
ol arak t anı mlanır. Nötr bir suda i yonl aş mış ol an H+ ve OH- değerl eri birbiri ne eşittir. pH’ı n t anı mı na göre nötr suyun p H değeri 7’ dir. 7’ den küçük değerl er asit özelli ği ni, 7’ den büyük değerl er ise baz özelli ği ni göst erir.
Su, at mosfer deki CO2’yi çözerek asit özelli ği kazan maya başl ar. Çoğu yapı
mal ze mesi bazi k karakt erdedir. Bu nedenl e CO2 i le yükl enmiş sul ar il e bu maddel er
arası nda ki myasal reaksiyonl ar ol uşur. Bunun sonucunda t uzl arı çöz müş ve bünyesi ne al mış ol an su, yüzeyden buharl aştı ğı za man, çözdüğü t uzl ar i nce krist aller hali nde yüzeyde pa mukçuk gi bi biri kir. Bu dur u ma çi çekl enme denir. Çi çekl enme ye neden ol an s uda çözünebil en niteli kt eki t uzl arı n başlı caları arası nda Na2SO4, CaSO4 ( Al çı
taşı) gi bi sülfatlar, NaCl2, Ca Cl2, Mg Cl2 gi bi kl or ürl er, Ca CO3 ve Mg CO3 gi bi
kar bonatl ar, KNO3 gi bi nitratl ar il e vanadyu m, ma nganez, de mir, moli bden ve kr o m
t uzl arı sayılabilir.[8]
Suyun ki myasal ol arak yapı mal ze mel eri ni et kilemesi ne ilişki n öne mli di ğer bir ör nek ise özelli kl e yüksek sı caklı kt a pi şirilerek el de edil en sera mi k kökenli mal ze mel eri n ha mmaddel eri ne kireçt aşı ve/ veya dol a mit bulun ması nı n neden ol duğu ki myasal bozul mal ar dır. CO3 ve Mg CO3 pi ş me sırası nda kil ça mur u i çi nde ayrı şarak Ca O ve
Mg O’ e dönüşür. Bu ma ddel eri i çeren t uğl a ve benzeri yapı mal ze mel eri kull anıl dı kl arı yerl erde ı slandı kl arı t akdirde i çl eri ndeki Ca O ve Mg O s u il e birleşerek Ca( OH)2 ve Mg( OH)2’e dönüşürl er ve öne mli oranda haci m artışı gösterirler. Bu
haci m artışı sonucunda mal ze me kireç krat eri oluşt urarak kabuk at ar ya da parçal anır. Bu kusur, özelli kl e suya mar uz ol an kire mitlerde öne mli hasara neden ol ur. Bu ol aya engel ol mak i çi n kil ça mur u i çi nde mü mkünse ki reç t aşı bul un ması önl enmeli ya da varsa çok i nce öğüt ül müş ol malı dır.[8]
Bet on ve de miri n bir arada bul unduğu bet onar me sist e mlerde çi ment onun hi drat asyonu sırası nda açı ğa çı kan ser best kireç, bet on i çi nde ort a mı n pH değeri ni uygun t ut arak de miri n pasl an ması nı önl er. Uzun sür eli yapıl an gözl e m ve i ncel e mel er sonucunda, bet onar me ele manl arı n pas payı böl gesi ndeki bet onun havadaki CO2 il e
kar bonatlar hali ne dönüş mesi ve ort a mı n pH değeri ni n düş mesi sonucu de miri n pasl anmaya başl adı ğı sapt anmıştır. Sor unun çözü mü pas payı kalı nlı ğını n ve bu böl gedeki bet on kalitesi ni n ve kompasitesi ni n arttırıl ması yl a sağl anabilir.
Benzer şekil de di ğer bir ki myasal ol ay, alçı il e t e mast a bul unan de miri n pasl anması dır. Kor un ma mış, yani gal vani ze edil me mi ş de mir, al çı kat manl arı arası nda bul unduğu za man ort a mı n asit karakt eri ve al çı nı n ne m t ut abil mesi de miri n pasl anması na, sarı renkli pas l ekel eri ni n al çı nı n yüzeyi ne çı kması na neden ol ur. Bu sakı ncal arı n gi derilebilmesi i çi n, ya gal vani ze edil miş ve zedel enme miş de mir
el e manl ar kull anıl malı, ya de mir bit üme batırılmalı ya da boyan malı dır. Gaz bet on, bet on taşı yı cı el e manl arın içi ne konan ar mat ürl er de benzer şekil de kor unmalı dır. Ki myasal et kileri n gör üldüğü di ğer öne mli bir al an da farklı met allerin bir arada kull anıl ması ndan kaynakl anan gal vani k aşı n madır. El ekt ro ki myas al davr anı ş ol arak, çözel me gerili mleri farklı ol an i ki met ali n birbiri ne değ mesi sonucu, çökel me gerili mi daha büyük ol an met al den çökel me gerili mi daha küçük ol an met al e doğr u bir el ektron akı mı başl ar. Dol ayısı yl a anot görevini gör üp deva mlı el ektron kaybeden met al, sürekli t ahri p ol ur. Aktif met allerden soy met aller doğr u sıral anan gal vani k bir sıra var dır. Bu sıral anma da soy met al t arafı nda ol an met al , aktif met al t arafı nda ol anı ki myasal ol arak aşındırır. Bu ol aydan yararlanarak kor unacak ya da kapl anacak met aller seçilir. Ör neği n de miri kor umak i çi n, de mir, kendi si nden daha aktif ol an çi nko il e kapl anır. Zira çi nko havadan kol aylı kla oksitlenerek kendi si ni kor uyan bir oksit t abakası ol uşt urur. Her hangi bir sürt me ya da çar pma il e çi zilen çi nko kapl a ma, suyunda varlı ğı yl a suda çözünerek aşı nır ve de miri kapl ar. Böyl ece de mir kor un muş ol ur.[7]
2. 2. 4 Te knol oji k Özelli kl er
Bi r mal ze meni n bazı özelli kl eri ni n sayısal ol arak belirlenmesi uygul anan deney yönt e mi ni n farklılı ğı na göre deği şi yorsa bu t ür özelli kl ere teknol oji k özelli kl er denir. Ci si mleri n sertli ği, aşı nması, dar be dayanı mı, kı va mı ( bet on ve kil de] gi bi özelli kl er bu kapsa mda ele alı nır.[8]
Sertli k, ci si mleri n çi zilme ye ve aşı n maya karşı göst er di kl eri mukavemet ol up,
mal ze me t ür üne ve uygulanan deney yönt e mi ne bağlı ol arak deği şi k şekillerde ifade edilir. Ör neği n, Sera mi k yapılı mal ze mel erde Mo hs sertli k cet veli uygul anır. Bu siste mde bili nen bazı mi neraller sertli kl eri ne göre, sıral anmıştır ve sertli kl eri cisi mleri çi zi p çi ze medi kl eri ne göre belirlenir. Met aller i çin sertli k, Bri nell, Vi ckers, Rockwell deney met otları yl a belirlenir. Bu met otlarda el mas veya yüksek kar bonl u çeli kt en bir parça met al üzeri ne bastırılır ve yüzey üzeri nde açtı ğı i zi n çapı nı n büyükl üğüne göre o ci s mi n sertli ği belirlenir. Bri nell sertli ği’ nde kullanılan bil yeni n ci si mde açtı ğı i zi n çapı, Vi ckers sertli ği’ nde i se el mas bir pira mi di n met al de açtı ğı i zi n büyükl üğü il e cis mi n sertli ği hakkı nda bil gi edi nilir. Rockwell sertli ği’nde i se aynı deney koni k bir el mas ya da küre ile yapılır. (Şekil 2. 5)[8]
Şekil 2. 5. Met allerde sertli k öl ç me t ekni kl eri [8]
Pl asti k ve kauçuk bünyeli cisi mlerde sertli k; Shore sertli k ci hazı il e öl çül ür. Bunun içi n cis mi n üzeri ne yay i le verilen bir kuvvet uygul anır. İ ğneni n ci s me girme mi kt arı ile sertli ği belirlenir. En sert e doğr u deği şen A, B, C ve D kat egorileri yl e pl asti kl eri n sertli ği ifade edilir.[8]
Sertli ğe bağlı ol arak belirlenen di ğer bir t eknol oji k özelli k aĢı ma dayanı mı ’ dır. Bu sist e mde mal ze meni n aşı nması deği şi k t eknol ojik yönt e ml erl e öl çül ür. Taş bünyeli cisi mlerde bir yüzeyi 50 c m2 ol an küp şekli nde hazırlanan bir nu munenin dönen bir tabl a üzeri ne belirli bir kuvvetle bastırıl ması ve dönen t abl anı n üzeri ne konan aşı ndırıcı t oz yar dı mıyla nu muneni n aşı nma mi kt arı ağırlı kça sapt anarak ci s mi n aşı nma dayanı mı hakkı nda bil gi edi nilir.
Teknol oji k di ğer bir özelli k i se darbe dayanı mı’dır. Far klı şekillerde uygul anabil en bu deney yönt e mi nde belirli yüksekli kt en ci s mi n üzeri ne düşen belirli ağırlı kt a met al bir kütl eni n cis me kaçı ncı düşüşt e parçal adığı na bakıl arak mal ze meni n dar be dayanı mı hakkı nda bil gi edi nilir.
Çenti k dar be ci hazı il e mal ze mel eri n kı rıl ma t okl uğu, belirli yüksekli ğe kal dırılan çeki ci n çenti k açıl mış mal ze me üzeri ne düşürül üp kırıl ması ve e mil en enerji ni n kadran üzeri nde okun ması yl a belirlenir. Ci hazın kadranı bu enerji yi göst erecek şekil de böl üml endiril miştir.
Bet on ve kil gi bi mal ze mel erde kı va mı n mukave met üzeri ndeki et kisi ni n öne mi bili ndi ği nden bu ci si mleri n kı va mı nı n belirlenmesi nde yi ne t eknol oji k bi r deney ol arak kı va m de neyl eri yapılır. Özelli kl e günümüzün ana t aşı yı cı mal ze mesi ol an
bet onun kı va mı nı n sapt anabil mesi i çi n farklı t eknol oji k deney yönt e ml eri uygul anmakt adır. Bunl ardan Ve- Be deneyi ve çök me deneyi en yaygı n deney yönt e mleri dir.
Ki li n kı va mı nı n belirlenmesi i çi n Atterberg kı va m li mitleri deneyl eri uygul anır. Bu deneyl erde kili n işlenebilmesi içi n uygun su mikt arları teknol oji k ol arak belirlenir.
Ci si mleri n renk kararlılı ğı ve haslı ğı nı i ncel eme k i çi n, cis min yarısı ışı k al acak
şekil de, di ğer yarısı kapatılarak mor öt esi ışı ğa t ut ul ur. 28 gün sonunda, ı şı k al an böl üm kapatılan böl ümle karşılaştırılarak ci smi n rengi nde bir değişi kli k ol up ol madı ğı na karar verilir.[8]
2. 3 Böl üm Sonuçl arı
Ma ddel eri n farklı i ç yapıl ara sahi p ol mal arı, dış et kiler karşısı nda farklı davranı ş göst er mel eri ne sebep ol ma kt adır. Sahi p ol dukl arı farklı at om ve mol ekül yapıl arı, kristal düzenl eri ve ki myasal davranışl arı maddel eri birbiri nden ayıran en t e mel özelli kl erdir. Maddel erin sahi p ol dukl arı farklı fizi ksel, mekani k, kimyasal ve teknol oji k özelli kl er mal ze mede hasar ol uşumunu et kiledi ği nden, mal ze me durabilitesi ni n anl aşıl ması açısı ndan öne mli özellikl erdir.
Fi zi ksel özelli kl eri iti bari yl e ;
Far klı i ç yapıl arı nedeni yl e, far klı biri m ağırlı kl ara sahi ptirl er. Bu nedenl e yapıl ara getirdi kl eri yükler de farklı dır.
Isı il et kenli k ve genl eşme kat sayıları, at omlar arası bağ kuvvetleri nedeni yl e ma ddeden maddeye değişi kli k göst erir. Far klı ma ddel eri n bir arada kullanıl dı kl arı dur u ml ar da, ı sı et ki si ile f ar klı davranı şl ar göster di kl eri nden, birl eşi m det ayl arı nda hasar ol uşabileceği göz önüne alı nmalı dır.
Mal ze mede boşl uk oranı arttı kça mal ze meni n mukave meti nde düşme, ı sı yut ucul uk değerl eri nde i se art ma gör ül ür. Isı nı n kor unu munun i st enil diği yerl erde boşl ukl u mal ze mel er seçilir.
Dol ul uk- boşl uk ( por ozite) değeri mal ze meni n su e mme mi kt arl arı yl a doğr udan il gili dir. Boşl uğu fazl a ol an mal ze mel erde su e mme oranı fazl a ol duğundan boşl ukl arı n deva mlı ol ması hali nde mal ze me donma ya dayanı ksı zdır.
Me kani k özelli kl eri iti bari yl e;
Ci si mleri n en küçük yapı biri mi ol an at oml arı, at oml ar arası bağ kuvvetleri bir arada t ut arlar. Bu bağ kuvvetleri cisi mleri n mukave metl eri ni n esası nı ol uşt ururlar. Far klı bağ kuvvetleri nedeni yl e maddel er bası nç, çek me, eğil me, bur ul ma, bur kul ma vb. gi bi mekani k et kiler karşısı nda farklı dayanıml ar göst erirler. Ki mi mal ze mel er çek meye, ki mil eri bası nca, ki mil eri de her i kisi ne birden dayanı klılı k göst erir.
Ma ddel eri n yük karşısında göst erdi kl eri def or masyon oranl arı far klıdır. Bu mi kt arları el asti kli k modüll eri belirler. Bir mal zeme ni n mekani k mukaveme ntl eri ni n yüksekli ği onun el asti klik modül ünün büyükl üğüne bağlı dır. Mal ze me i ç yapı sı nda me ydana gel en def or masyon belli bir li mitten sonra kuvveti n değeri artırıl dı ğı takdirde mol ekül ve ato ml ar arası nda kay mal ar meydana getirerek, mal ze meni n parçal anması na veya kopması na yol aç makt adır.
Ma ddeyi meydana getiren at om ve mol eküll er, sıcaklı ğa bağlı ol arak maddeni n, katı, sı vı veya gaz halinde bul un ması nı sağl arlar. Sı caklı k çoğu za man maddeni n mol ekül yapısı nı deği ştirmez. Ancak, mol eküll er arası mesafel eri arttırarak ma ddeni n hal değiştir mesi ne (katı-sı vı-gaz) sebep ol ur.
Sı caklı ğı n art ması nedeni yl e mol eküll er arası mesafel eri n deği ş mesi aynı za manda bağ kuvvetleri ni n de deği şi mesi ne neden ol arak, ma ddel eri n mukave meti nde büyük değişi kli ğe neden ol ur.
Ki myasal özelli kl eri iti bari yl e;
Ma ddel er, kendil eri de birer ki myasal madde ol dukl arı ndan, ki myasal yapıları iti bari yl e farklı davranışlar göst erirler.
Ma ddel er di ğer maddel erle t epki meye girebilirler, ki myasal reaksi yonl ar sonucu yapıl arı değişebilir.
Ma ddel er el ektro ki myasal davr anı ş ol arak, f ar klı çözel me geriliml eri ne sahi ptirler. Çözel me gerili mleri farklı ol an i ki met ali n birbiri ne değ mesi sonucu aral arı nda el ektron akımı başl ar. Dol ayısı yl a anot görevi ni gören t araf deva mlı el ektron kaybederek, tahri bat a uğrar
Sahi p ol dukl arı Ph değerleri iti bari yl e asit ya da baz kar akt erli dirl er. Bu nedenl e kull anıl dı kl arı orta mda farklı ki myasal davranış göst erirler.
Su et ki si yl e oksitl enerek pasl an mal ara sebebi yet verebilirl er.
Yangı n et kisi yl e ki myasal yapıl arı değişi kli ğe uğr ayabilir, mevcut özellikl eri ni kaybedebilirl er.
Te knol oji k özelli kl eri iti bari yl e;
Ma ddel er, farklı yüzey sertli kl eri ne sahi ptirler. Sertli kl eri mal ze mel eri n aşı nma mi kt arları nı et kileyi p, sürt ünmeye karşı dayanı mını belirler.
Ma ddel eri n yapıl arı nedeni yl e dar be dayanı mları farklılı k göst erir. Ma ddeni n yüke bir çok defa mar uz kal ması yl a madde i çyapısı nda bağl arı nı n esne mesi ve çeşitli kay mal arı n meydana gel erek mukave met li miti ni n düş mesi şekli nde tanı mlanan yor ul ma derecesi farklılı k göst erir. Bu özelli k, maddeni n yüke karşı mukave met derecesi ni belirl er.
Ci si mler farklı renk kararlılı kl arı na sahi ptirler. Za man i çerisi nde renkleri nde deği şi m meydana gel ebilir ya da renkl eri ni kaybedebilirler.
3. YAPI MALZE MELERĠ NDE HAS AR OLUġ UMU
Yapı hasarı, yapı nı n t ü münün ya da bi r parçası nı n öngör ül en i şl evi ni karşılaya mayacak dur uma gel mesi dir.[3]
Yapıl ardaki bozul mal ar i ki kı sı mda i ncel enebilir. Bunl ar yapı nı n kendi si nden kaynakl anan bozul mal ar ve dış et kilerden kaynaklanan et kilerdir.
Yapıl ar uzun yıllar doğanı n deği şi k et kileri altı nda yı pranır ve sürekli bakı m sağl anmazsa ci ddi hasarlar gözl enir. Sı cak yaz günl eri nde aşırı sı cak karşısı nda genl eşen mal ze mel er, soğuk kı ş günl eri nde dona mar uz kalır; ısı far kl arı, don ma çözün me döngül eri yl e mal ze mel er yor ul ur, yıpranır. Suyun kapil arite ( kıl cal boşl ukl ar) il e bi na i çindeki hareketi de yapı mal ze mel eri nde hasara neden ol makt adır. Ze mi nden yüksel en ne m strükt ürü ı slatarak t aşı yı cı siste me gel en yükü fazl al aştırdı ğı gi bi, ayrıca i çi nde t aşı dı ğı t uzl arı n duvar yüzeyi nde buharl aş ması sonucu çi çekl enmel ere, duvarı n fi zi ksel ve ki myasal yapısı nı bozucu et kilere neden ol abil mekt edir. Su yapıları n en büyük düş manı dır. Bunl arı n dı şı ndaki etkenl er i se; doğal afetler, depre mler, i nsanl arı n neden ol dukları bozul mal ar, köt ü kullanı m veya uz man ol mayan ki şilerce yapıl an onarı mlar, yangı nl ar, savaşl ar, ve yi ne i nsanl ar tarafı ndan yapıl an vandaliz m’ dir.
Her mal ze meni n fi zi ksel, ki myasal, bi yol oji k ve me kani k birtakı m özelli kleri var dır. Hasar veren et kilere karşı mal ze meni n özelli kl eri yet ersi z i se, mal ze me eski meye başl ar. Bu eski me aşı nma, çatla ma ve kırıl ma gi bi fi zi ksel ol abil di ği gi bi mal ze meni n yapı sı nı deği ştirebilecek nit eli kt e ki myasal ve bi yol oji kt e ol abilir. Fi zi ksel zararl ara çoğu za man at mosferi k et kiler ve kull anı cı etkil eri sebep ol makt adır. Asitl eri n mal ze me bünyesi ne ol an et kileri, kor ozyon, çür üme, zararlı böcekl er ve ma nt arl ar gi bi nedenl er i se mal ze meye zarar veren ki myasal ve bi yol oji k nedenl er dir. Mal ze mel erde mekani k et kiler ( Hareketli ve Sabit yükl er) de çoğu za man mal ze mel erde fizi ksel hasarl ara neden ol makt adırlar.
3. 1 Yapı Mal ze mel eri nde Hasar Ol uĢt uran Et kenl er
Yapı mal ze mel eri ni n kull anıl ma yerl eri nde karşılaşabilecekl eri et kenler fi zi ksel, ki myasal ve mekani k et kenl erdir. Mal ze mel erde hasar ol uşt uran et kenl eri n bili nmesi kull anılacak mal ze me seçi mi sırası nda son derece öne mli dir. Böyl ece, söz konusu ol abilecek et kenl ere cevap verebil en doğr u mal ze me seçi mi ve bil erek kull an ma ol anağı sağl anmış ol ur.
3. 1. 1 Me kani k Et kenl er ve Hasarl ar
Katı bir cis min hareket hali ni veya şekli ni değiştirebilen et ki ye kuvvet denir. Yer yüzünde kuvvet et kisi altı nda ol mayan madde yokt ur. Durağan maddel er Ne wt on kanununa göre kendi kütleleri ve bunu et kileyen yer çeki mi i vmesi ne bağlı ol arak me ydana gel en bir kuvvet nedeni yl e deği şi me uğr arl ar. Kuvvet et ki si i l e denge konu mundaki mal ze mede çeşitli bozul mal ar meydana gelir. Kuvveti n biri m al ana et ki eden değeri geril me ol arak belirlenir. Kuvveti n et ki yönüne göre geril mel er i se
bası nç ve çekme geril meleri şekli nde ifade edilir.[6]
Böl ü m 2. 1’ de ‘ ‘ mal ze me i ç yapı sı nda’ ’ ayrı ntılı olarak anl atılan at om bağları bu t ür kuvvetler karşısı nda defor masyona uğrarlar. Örneği n bası nç kuvvetl eri nde at o m bağl arı arası nda mesafe kı salır. Çek me kuvvetleri nde i se at om bağl arı arası ndaki mesafe uzar. Mal ze me boyunda meydana gel en def or mas yonun ger çek değeri ni sapt ayabil mek i çi n, def or masyon oranı nı n bili nmesi gerekir. Ar aştır macıl ar mal ze meni n boyunda ve çapı nda meydana gel en def or masyonun belli bir oran i çi nde ol duğunu sapt a mışl ar ve bu değeri n, en f azl a 0. 5 ol arak kauçukt a gör ülebileceği ni belirle mişl erdir.
Bi r katı cis mi n uygul anan kuvvetlere karşı göst erdi ği t epki mekani k davranı ş ol arak tanı mlanır. Bu davranışın özelli kl eri ni mekani k özelli kl eri belirler. Ci si mler art an dı ş zorl a mal ar altı nda önce şekil deği ştirir sonra, dayanı mı nı yitirerek kırılır. Düşük geril mel er altı nda şekil değiştir mel er el asti k, yani t ersi nirdir. Geril me belli bir sı nırı aşı nca kalıcı yani pl asti k şekil değiştir me ol uşur.[7]
Mal ze me i çyapısı nda meydana gel en def or masyon belli bir li mitten sonra kuvveti n değeri artırıl dı ğı t akdirde mol ekül ve at oml ar arası nda kay mal ar meydana getirecek ve mal ze meni n parçal anma veya kop ması na yol açacaktır. Burada gözl enen dur u m farklı i çyapı ya sahi p malze mel erde üç deği şi k şekil dedir. Ci si m geril me ile ol uşan def or mas yondan s onr a, geril me ( σel asti k) kal ktı ğı an eski hali ne dönüyorsa el asti k
def or masyon söz konusudur. Geril meni n şekil deği ştir me il e orantılı ol duğu bu böl gede bir orantılı k sabiti mevcutt ur bu sabite elasti kli k modül ü denir.
Şekil 3. 1’de El asti k ve Plasti k özelli k göst eren i ki ayrı mal ze mede kuvvet karşısı nda ol uşan deği şi mler göst eril mekt edir. Unut ul ma malı dır ki pl asti k cisi mlerde belli bir kuvvet e kadar el asti kli k davranış göst er mekt edir.
Şekil 3. 1 El asti k ve pl astik davranış [6]
El asti k def or mas yonl ar Hooke kanunu il e f or müle edil miştir. Hooke kanunu yal nı z
el asti k defor masyon yapan mal ze mel er (kauçuk ve ter mopl asti kl er) içi n geçerli dir.[8] İki nci şekil ol an pl astik def or masyonl arda kuvveti n et kisi altı nda mal ze mede me ydana gel en şekil deği ştir me kalı cı nit eli kt edir. Çok düş ük bi r el astikli k li miti sonunda mal ze mede akma ( σa k ma) gör ül ür ve he men pl asti k def or masyona geçilir.
İçyapı daki at om ve mol ekül bağl arı nda süratle bir kay ma meydana gel miştir. Kol ay şekillendirilen kil, bakır, kurşun gi bi mal ze mel erde genelli kl e bu t ür def or masyonl ar gör ül ür. Pl asti k def or masyonda mal ze me i çyapı sı nda at oml ar arası ndaki bağl ar kop muş, ancak ko mş u at oml ar yeni bağl arla ilişki kur muşl ardır. Bu ilişki ni n sağl anabil di ği sürece mal ze me büt ünl üğünü kor uma ya deva m eder. Gerilme ni n artışı ile mal ze meni n kristalleri birbiri nden ak ma mak i çi n direnç göst erirler. Bu esnada mal ze meni n maksi mu m geril me ( σma x) meydana gelir. Geril meni n artışı il e
mal ze mede artı k yeni bağl ar kur ul a maz ve kop ma gör ül ür. Pl asti k, asfalt, bit üm gi bi mol eküll ü i çyapı ya sahip bazı mal ze mel erde akma anı nda uzun zi ncir mol eküll eri birbiri ne oranl a, yavaş hareket ederek sürekli ol arak kayar ve yeni mol ekül bağl arı me ydana getirirler. Bu da kop ma süresi ni n geci kmesi ni et kileyen bir f akt ördür. Kop manı n sürati ni et kileyen di ğer fakt örler arasında yükl e me sürati ve ı sı yer alır. Ani ol arak yapıl an yükl emel er de kop ma çabuk meydana gelir. Isı nı n artışı da el asti k def or masyonun sürecini arttır makt adır. Ayrı ca çeşitli ısısal i şl e mlerl e mal ze mel er deki def or masyon şekli ni deği ştirme k ve i st enil en şekl e getir mek mü mkündür. Ör neği n met allerde uygul anan dal dır ma, t avl a ma gi bi ısısal i şl e mler. Büt ün bunl ardan başka, mal ze meni n at om düzeni nde veya mol ekül yapı sı nda gör ül en bozukl ukl ar yanında mal ze me yüzeyi ndeki çatlakl ar ve kor ozif bozukl ukl ar mal ze meni n kop ması nı çabukl aştıran et kenl erdir.
Mal ze me i çyapısı na göre, kırıl ma süresi uza ma veya kı sal ma göst erir. Kırılma süresi uzun ol an mal ze mel eri sünek mal ze mel er (t ermopl asti kl er, met all er, ahşap), kı sa
