Horasan harçlarının kırılma mekaniği açısından incelenmesi

Abstract

Yüzyıllar boyu birçok medeniyet tarafından kullanılan kireç esaslı horasan harçları taneli kompozit yapıya sahip malzemelerdir. Horasan harçları temel olarak; sönmüş kireç, kalsit içerikli mermer tozları, kum ve tuğla kırıklarından oluşmaktadır. Geleneksel üretim metodu ile üretilen bu harçların bileşenleri konusunda birçok çalışma yapılmıştır. Ancak yapılan tüm bu çalışmalarda verilen reçeteler farklılık göstermektedir. Çünkü her bir horasan ustası kendisine has karışım oranları ve uygulama bölgesinde kolay ulaşabildiği bileşenlerle üretimi gerçekleştirmiştir. Uzun yıllar boyunca horasan harç karışımı bir sır olarak kalmıştır. Günümüzde XRD gibi faz analizi yöntemleri ve SEM gibi modern görüntüleme teknikleri ile her türlü yapının bileşimi kolaylıkla belirlenebilmektedir. Ayrıca gelişen teknoloji ve saflığı yüksek bileşenlere kolay erişim sağlayabilmemiz büyük avantaj sağlamaktadır. Yağlı kireç yerine sanayi üretimi hazır sönmüş kireç ve mermer tozu yerine fabrikasyon hazır kalsit kullanımı buna örnektir.Bu tez çalışmasında, horasan harçlarının kırılma mekaniği açısından davranışları incelenmiştir. Literatürde bu konu ile ilgili herhangi bir çalışma bulunamamıştır. Konu ile ilgili en yakın yapılmış az sayıdaki çalışma Roma Betonu üzerinedir. Bu tez çalışmasında, daha önce tarafımdan yapılmış olan restorasyon çalışmalarında yapılar üzerinden alınmış atık numunelerin modern görüntüleme metotları ile (XRD, SEM, EDX vb.) içerikleri incelenerek elde edilen sonuçlara göre reçeteler oluşturulmuştur. Hazırlanan reçeteler 40x40x160 mm ebatlarında kalıplara dökülerek hazırlanmıştır. Karışım kıvamlarının çimento yayılma tablası ve vicat harç sondası ile kontrolü sağlanarak harcın su ihtiyacı belirlenmiştir. Horasan harçları normal çimento harçlarından kıvam yönünden ayrılmaktadır. Çünkü bu harçların uygulandıkları yüzeyde tutunma performansı gösterebilmesi için kıvam faktörü çok önemlidir. Ayrıca hazırlanan numunelerin birim hacim ağırlığı, özgül ağırlığı, porozite, kompasite, doyma derecesi, rötre, su emme, kılcal su emme ve ultrases geçiş hızı parametreleri ile fiziksel özellikleri incelenmiştir. Mekanik özelliklerini gözlemlemek amacıyla numunelere indentasyon (sertlik), basma dayanımı ve üç nokta eğilme dayanımı (kırılma tokluğunu belirlemek için) deneyleri uygulanmıştır. Yapılan deneyler sonucunda çimento harçları için uygulanan kırılma tokluğu formüllerinin horasan harçlarında düzeltme katsayıları ile kullanılabileceği sonucuna varılmıştır.

Lime-based Khorasan Mortars, which have been used by many civilizations for centuries, are materials with a granular composite structure. Khorasan mortars are basically; consists of slaked lime, calcite-containing marble powder, sand and brick fragments. Many studies have been carried out on the components of these mortars produced with the traditional production method. However, the prescriptions given in all these studies differ. Because each Khorasan master has produced with his own mixing ratios and components that are easily accessible in the application area. For many years, the Khorasan mortar mixture remained a secret. Today, the composition of any structure can be determined easily with phase analysis methods such as XRD and modern imaging techniques such as SEM. In addition, it is a great advantage that we can provide easy access to developing technology and high-purity components. The use of ready-made slaked lime for industrial production instead of oily lime and the use of ready-made calcite instead of marble powder are examples of this.In this thesis, the behavior of Khorasan Mortars in terms of fracture mechanics was investigated. No studies on this subject were found in the literature. The few studies on the subject are on Roman Concrete. In this thesis, recipes were created according to the results obtained by examining the contents of the waste samples taken from the structures in the restoration works carried out by me, using modern imaging methods (XRD, SEM, EDX, etc.). The prepared recipes were prepared by pouring them into molds measuring 40x40x160 mm. The water requirement of the mortar was determined by controlling the mixture consistencies with the cement spreading table and the vicat mortar probe. Khorasan Mortars differ from normal cement mortars in terms of consistency. Because the consistency factor is very important for these mortars to show adhesion performance on the applied surface. In addition, the unit volume weight, specific gravity, porosity, density, degree of saturation, shrinkage, water absorption, capillary water absorption and ultrasound transmission velocity parameters and physical properties of the prepared samples were investigated. In order to observe the mechanical properties, indentation (hardness), compressive strength and three point bending strength tests (to determine the fracture toughness) were applied to the samples. As a result of the experiments, it was concluded that the fracture toughness formulas applied for cement mortars can be used with correction coefficients in Khorasan Mortars.