Malzeme Bilimi
Öğr. Gör. Habib AKYAZI
Ders İçeriği
Yapı Malzemeleri
Yapının Tanımı
Barınmak ya da belirli bir ihtiyacı karşılamak için çeşitli yapı malzemelerini ve yapım
tekniklerini kullanarak inşa edilen yer üstü, yer
altı ve su tesislerine yapı denir.
Yapının Özellikleri
Yapının Özellikleri
Yapılar kendilerinden istenen hizmetleri karşılamak için şu özellikleri göstermelidirler:
Ekonomik olmalıdır.
İstenen amaca uygun olmalıdır.
Estetik olmalıdır.
Yapıya ve yapım tekniklerine uygun malzeme kullanılarak inşa edilmelidirler.
Yapılar, kendi yükü, hareketli yükler, kar, rüzgar deprem, yangın ve diğer etkilere dayanabilecek sağlamlıkta olmalıdır.
Yapı Malzemesi
Yapı malzemelerinin fiziksel, mekanik ve kimyasal özelliklerini, üretim şekillerini,
kullanım sırasındaki davranışlarını, amaca uygun
malzeme seçimini ve geliştirilmesini araştıran ve
öğreten bilim alanına Yapı Malzemesi bilim dalı
adı verilir.
Yapı Malzemelerinin Gelişimi
Yapı malzemelerinin gelişimi insanlık tarihi kadar eskidir. İlk insanlar malzemeleri doğadaki şekilleri ile olduğu gibi
kullanmışlardır. Ağaç dalları ve çamurdan yapılan barınaklar, taş yığınlarından oluşturulan yapıtlar bunlara en iyi örneklerdir.
İkinci aşamada insanlar basit araç ve gereçlerle malzemeleri
şekillendirerek kullanmışlardır.
Yapı Malzemelerinin Gelişimi
Üçüncü aşama ise doğadaki
malzemelerin fiziksel ve kimyasal değişikliklere uğratılarak
kullanıldığı devirdir. Örneğin, bu devirde madenler eritilerek metaller, metal eriyikleri karıştırılarak
alaşımlar, killer şekillendirilip, pişirilerek tuğla vb. üretilmiştir.
Dördüncü aşamada insanlar doğada bulunmayan yapay malzemeleri
(plastik, betonarme vb.) üretmişlerdir.
Yapı Malzemeleri
Yapı Malzemeleri
Bir yapının ömrü yalnızca projesinin iyi olmasına ve işçiliğine bağlı değildir.
En önemli faktör yapıda kullanılacak olan malzemelerin iyi
seçilmesi, denetlenmesi, iyi işçilikle yerine konması ve bakımıdır.
Malzemenin az veya çok bakım gerektirmesi özellikle yapının ömrü boyunca işletme giderlerini önemli ölçüde etkiler.
Örneğin, ucuz bir malzeme, belirli bir süre sonra sürekli bakım veya yenileme gerektirebileceğinden, ilk fiyatı daha fazla olan bir malzemeye kıyasla ekonomik olmayabilir.
Yapı Malzemeleri
Genelde bir yapının inşaat bedelinin yaklaşık % 65-75'ini
malzeme giderleri oluşturur. Bu oran malzeme biliminin önemini ortaya koyar.
Yapı malzemesi bugün için sürekli yeni ürünlerin ortaya çıktığı, çok hızlı gelişen bir bilim dalıdır.
Bir malzemenin üretim ve uygulama koşullarının çağdaş, sağlıklı ve ekonomik olabilmesi için bazı kural ve yöntemler
standardizasyon ve kalite kontrol yöntemleri başlığı altında toplanmıştır.
Yapı Malzemeleri
Yapı Malzemeleri
Genel anlamda standardizasyon ve kalite kontrol yöntemleri,
malzeme seçimi ve kullanımı, planlama gücü, kalite güvenliği ve ekonomi açısından büyük olanaklar yaratmaktadır. Ayrıca,
standardizasyon ve kalite kontrol yöntemleri malzemenin kalitesi konusunda kuramsal ve matematiksel kavramlar getirmektedir.
Malzemelerden beklenilen en önemli özellikler:
Gerilmelere karşı göstermiş olduğu dayanım,
Aşındırıcı etkilere karşı göstermiş olduğu Dayanıklılık,
Yüksek sıcaklık dayanımı,
Hafiflik,
Elektrik ve ısı iletkenliği,
Üretilebilme ve şekillendirilebilme özelliği, vs.
YAPI MALZEMELERİNİN
SINIFLANDIRILMASI
Kökenlerine Göre
1. Doğal malzemeler
Organik (bitkisel) kökenli malzemeler (ağaç vb)
İnorganik kökenli malzemeler (toprak, taş, maden vb.)
2.Yapay malzemeler
Doğal malzemelerin veya fosillerin kimyasal
dönüşümü veya bileşimleri ile oluşturulmuş veya
çeşitli evreleri olarak üretilmiş malzemeler (plastikler)
Kullanım Yerine Göre
1. Taşıyıcı ürünler
Mekanik özellikleri yüksek olan ürünler. (taş , tuğla, çelik, ahşap, beton vb..) yapıda yük taşıyan bölümlerde (taşıyıcı duvar, kolon, kiriş, döşeme, temel vb) kullanılır.
2. Detay ürünleri
Bu malzemeler yapılarda belirli işlevleri olan ve dekoratif amaçlarla kullanılan cilalı taş, boya gibi malzemelerdir.
3. Koruyucu ürünler
Yapıyı iç ve dış etkenlerden (ısı, ses, su, toz vb.) koruyan yalıtım ürünleridir. (polistren, cam yünü, bitüm, boya, ahşap, parke,
seramik vb.)
1. Tasıyıcı ürünler
2. Detay ürünleri
3. Koruyucu ürünler
Yüke Dirençlerine Göre
1. Sünek malzemeler
Kopmadan önce esneklik sınırına kadar uzayabilme
niteliğine sahip malzemelerdir. (termoplastikler, ahşap, metal)
2. Gevrek malzemeler
Basınç altında kırılabilme, patlayarak dağılma veya
kopma niteliklerine sahip malzemelerdir. (cam, taş, tuğla,
beton, seramik vb..)
Şekil değişimine göre
1. Elastik malzemeler
Yük etkisi altında şekil değiştirip yük kalkınca tamamen eski haline dönebilen malzemelerdir (kauçuk vb)
2. Plastik malzemeler
Yük etkisi altında şekil değiştirip yük kalkınca olduğu gibi kalan ve eski haline dönemeyen malzemelerdir (kil vb)
3. Elasto-Plastik malzemeler
Yük etkisi altında şekil değişimine uğrayıp yük kalktıktan sonra kısmen eski haline dönebilen ve bir kısım kalıcı deformasyonu bulunan malzemelerdir. (çelik vb..)
Fiziksel bünyesine göre
1.Homojenlik
Bir malzemenin aynı cins ve karakterdeki maddelerden oluşmasıdır. (metal)
2. Heterojenlik
Bir malzemenin değişik cins ve karakterdeki maddelerden oluşmasıdır (ahşap)
3. İzotropluk
Bir malzemenin bir noktasındaki özelliklerinin yönlere bağlı olmaması ve değişmemesidir. (metal)
4. Anizotropluk
Bir malzemenin bir noktasındaki özelliklerinin yönlere bağlı olması ve değişebilmesidir. (ahşap)
Doluluk ve boşluk oranına göre
1. Gözenekli malzemeler
Boşlukları olan ve çok miktarda su emebilen malzemelerdir. (ahşap vb)
2. Gözeneksiz malzemeler
Boşlukları olmayan ve su emmeyen malzemelerdir.
(çelik vb)
Yapı malzemelerinin değişik özellikleri
Malzeme çeşitleri
Metaller ve alaşımları
Polimerler
Seramikler
Kompozitler
Yapıların Sınıflandırılması
A) Malzemelerine göre sınıflandırma
1) Kerpiç yapılar : Kerpiç; toprak, su ve samanın karıştırılıp
kalıplara dökülerek güneşte kurutulması ile elde edilir. Hem ucuz olduğundan, hem de yalıtım gerektirmediği için tercih edilir.
2) Ahşap yapılar
3) Hımış yapılar : Boşluk kısımları taş, tuğla veya kerpiçle doldurulan ahşap iskeletli yapılardır.
4) Kagir yapılar : Taş veya tuğladan yapılan yapılardır.
5) Betonarme yapılar
6) Çelik yapılar
Kaynaklar
Çağlar YALÇINKAYA, Yapı malzemesi I Ders Notları, Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü
Ahmet Aran , Malzeme Bilgisi Ders Notları, İstanbul Teknik Üniversitesi, Makine Fakültesi
Kamile Tosun Felekoğlu, Yapı malzemesi I Ders Notları, Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü
H. Hakan İNCE, Yapı Elamanları Ders Notları, Mehmet Akif Ersoy Üniversitesi, Mühendislik Mimarlık Fakültesi, İnşaat Mühendisliği Bölümü
http://aboutmaterials.blogspot.com/2009/05/2.html
Hayri Yalçın, Metin Gürü (2002). Malzeme Bilgisi. Palme Yayıncılık, Ankara.
Baradan, B. (2011). Malzeme Bilgisi.DEU Mühendislik Fakültesi Yayınları, İzmir.
Kocataşkın, F. (1975). Yapı Malzemesi Bilimi. Birsen Kitabevi Yayınları.
