HİDROLİK KİREÇ ESASLI ENJEKSİYON MALZEMESİNİN TASARIMI VE ENJEKTE EDİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Transkript

1 HİDROLİK KİREÇ ESASLI ENJEKSİYON MALZEMESİNİN TASARIMI VE ENJEKTE EDİLEBİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI DESIGN OF HYDRAULIC LIME BASED GROUTS AND INVESTIGATION FOR THEIR INJECTABILITY Didem OKTAY 1 ve Nabi YÜZER 2 ÖZET Tarihi yapılarda; çevresel etkilere, bulundukları zemin koşullarına, doğal afetlere ve kullanım koşullarına bağlı olarak zaman içerisinde çeşitli hasarlar ve bozulmalar meydana gelir. Hasarlı tarihi yapıların onarım çalışmalarında çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalara bakıldığında enjeksiyon uygulamalarının tarihi yapıların onarımda kullanılan en yaygın yöntemlerden biri olduğu görülmektedir. Enjeksiyon uygulaması geri alınamayan bir teknik olduğu için, uygulama yapılmadan önce kullanılacak enjeksiyon malzemesinin özgün malzeme ile uyumu ve enjekte edilebilirliği araştırılmalıdır. Ayrıca, uygulama öncesi ve sonrasında yerinde yapılacak ölçümler ile enjeksiyonun performansı da değerlendirilmelidir. Enjeksiyon yöntemi ile ilgili akademik çalışmaların genel olarak yurt dışında yapıldığı, ülkemizde bulunan tarihi yapıların onarım ve koruma işlemlerinde ise yaygın olarak hazır enjeksiyon malzemelerinin kullanıldığı ve uygulama öncesi ve sonrası gerekli araştırmaların yapılmadığı görülmektedir.bu çalışma kapsamında; ilk olarak tarihi yapılardaki özgün harç özelliklerine uygun olarak doğal hidrolik kireç esaslı enjeksiyon malzemesi üretilmiş, temel reolojik (akışkanlık, hacim sabitliği, penetresyon) ve mekanik özellikleri (eğilme, basınç dayanımı) incelenmiştir. Malzemenin enjekte edilebilirliğini ve enjeksiyon uygulamasının performansını değerlendirmek için harman tuğlası ve hidrolik kireç esaslı harç kullanılarak tek sıra model tuğla duvarlar üretilmiştir. Model duvarlara sabit düşey yük etkisi altında yatay yük verilerek hasar oluşturulmuş ve bu hasarlar enjeksiyon malzemesi ile onarılarak yüklemeler tekrarlanmıştır. Enjeksiyon öncesi ve sonrasında yapılan tahribatsız ölçümler ile uygulamanın performansı değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, enjeksiyon malzemesi tasarımı yapılırken dikkat edilmesi gereken hususlar ortaya konmuştur. Model duvar üzerinde yapılan yüklemeler sonucunda ise onarımın başarılı bir şekilde yapıldığı ve onarım sonrası yapılan yüklemelerde ilk çatlağın oluştuğu yük değerinin onarım öncesine kıyasla nispeten daha düşük ancak yakın değerlerde olduğu görülmüştür.yapılan bu deneysel çalışmalar ile enjeksiyon malzemelerinin belirlenmesi gereken özellikleri ve kullanılması gereken yöntemler açıklanarak, tarihi yığma yapıların onarım çalışmalarının daha doğru bir şekilde yapılması hedeflenmiştir. Anahtar Kelimeler:Enjeksiyon Yöntemi(Grouting), Hidrolik Kireç Esaslı Enjeksiyon Malzemesi, Model Tuğla Duvar, Onarım ABSTRACT Historical monuments are exposed to various damages and deterioration due to environmental effects, ground conditions, natural disasters and usage conditions. There are several methods for the repair of damaged historical monuments. The latest studies show that injection application is one of the most common methods for the repair of historical monuments. Since grouting is an irreversible technique, compatibility with original material and injectability of grouts should be investigated before the application. Additionally, performance of injection should also be examined with in situ measurements before and after application. It is observed that, academic studies about grouting are generally conducted in foreign countries. However, in our country commercial grouts are commonly used for 1 Araş.Gör. Dr., YıldızTeknikÜniversitesi, İstanbul, dyasar@yildiz.edu.tr 2 Prof. Dr.,YıldızTeknikÜniversitesi, İstanbul, nyuzer@yildiz.edu.tr 257

2 restoration applications, and necessary tests are not performed before and after injection. Within the scope of this study, firstly hydraulic lime based grout, compatible with original material, was produced and rheological (fluidity, stability, penetrability) and mechanical (bending and compression strength) properties of grout were investigated. In order to evaluate the injectability and performance of grout, one leaf model brick walls were constructed with hydraulic lime based mortar and blend brick and then walls were loaded under horizontal and vertical loads. Cracks that occur due to loading have been repaired with grout injection and wall tests were repeated. Performance of injection was evaluated with non-destructive tests before and after application. As a result of experimental studies, the main aspects of grout design were specified. Grout injection was achieved successfully and it was observed that initial crack formation loads,measured before and after application, were close to each other. With these experimental studies, it was aimed to achieve a better way for the restoration of historical masonry structures by explaining the necessary properties of the grouts that have to be determined and methods that have to be performed. Keywords: Grouting, Hydraulic Lime Based Grout, Model Brick Wall, Consolidation GİRİŞ Kültürel mirasımızın önemli bir kısmını oluşturan tarihi yapılar, insanlık tarihinin başlangıcından günümüze kadar binlerce yıllık uygarlık tarihi içinde inşa edilen yapılar arasında büyük bir çoğunluğu oluşturmaktadır. Bu yapılar, inşaa edildikleri günden günümüze kadar geçen süreçte yapının fonksiyonu, yapım tekniği, çevresel etkiler ve sonradan gördüğü onarımlara bağlı olarak çeşitli sorunlarla karşılaşmış ve bu durum yapılarda hasar ve bozulmalara neden olmuştur (Ahunbay, 1999). Tarihi yapıların onarım ve koruma çalışmaları büyük bir titizlik ve dikkat gerektirir. Çalışmalar yapılırken kullanılan malzemelerin özgün malzemeye uygun olmayışı ve/veya onarımda kullanılan tekniğin bilinçsiz bir şekilde uygulanması telafisi mümkün olmayan sorunlara yol açabilir. Tarihi yapıların korunması için yapılan onarım işlemleri yapının özgünlüğünü koruyarak, en az müdahaleyle ve doğru bir teknik ile gerçekleştirilmelidir. Tarihi yapıların onarım çalışmalarında çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalara bakıldığında enjeksiyon uygulamalarının tarihi yapıların onarımda veya mimari elemanlarda sürekli boşlukların bulunduğu durumlarda çatlakların doldurulmasında kullanılan en yaygın yöntemlerden biri olduğu görülmektedir. Geri alınamayan bir teknik olmasına rağmen, hasar görmüş yapının devamlılığının ve dayanımının, iç yapısını ve yük taşıma kapasitesini değiştirmeden, geri kazanılmasını sağladığı için kabul görmektedir (Kalagri vd., 2010). Kullanılan enjeksiyon malzemesi (grout) tarihi yapılardaki özgün malzemeye uygun olarak kullanıldığı müddetçe, enjeksiyon uygulamasının çağdaş restorasyon kuramı oluşturmak için yapılan düzenlemelerin en önemlilerinden biri olan Venedik Tüzüğü tarafından da kabul gördüğü belirtilmiştir (Rickstal, 2000). Tarihi yapılardaki özgün malzeme özelliklerinin çeşitlilik göstermesi sebebi ile hasar görmüş tarihi yapıda kullanılacak olan enjeksiyon malzemesi her bir yapı için farklı olarak seçilmelidir. Özgün malzemeye fiziksel, kimyasal, mekanik ve mineralojik özellikleri bakımından uyumlu olarak seçilen enjeksiyon malzemesinin tasarımında dikkat edilmesi gereken önemli parametreler enjekte edilebilirliği ve dayanıklılık özellikleridir. Ayrıca, yerinde uygulama öncesinde özgün malzemelere uygun şekilde üretilen model duvarlar üzerinde yapılacak enjeksiyon uygulaması ve mekanik testler olası hataların önüne geçilmesini ve değerlendirmelerin daha doğru yapılabilmesini sağlamaktadır (Oktay, 2017). Bu çalışmanın temel amacı; enjeksiyon uygulamaları yapılırken onarım öncesi ve sonrasında yapılması gereken çalışmaları açıklayarak restorasyon çalışmalarının daha doğru bir şekilde yapılmasına katkı sağlamaktır. Bu kapsamda, enjeksiyon malzemelerinin tasarımı yapılırken dikkat edilmesi gereken hususlar yapılan deneysel çalışmalar ile açıklanmıştır. İlk olarak akışkanlık, hacim sabitliği ve penetrasyon özelliklerini sağlayan özgün malzemeye uygunmalzeme tasarımı yapılmıştır. Üretilen enjeksiyon malzemesinin enjekte edilebilirliğini araştırmak amacı ile model duvarlar 258

3 üretilmiş, hem uygulamanın performansı hem de malzemenin mekanik özellikleri incelenmiştir. Enjeksiyon uygulaması yapılan laboratuvar çalışmaları çoğunlukla taş duvarlar üzerinde yapıldığı için, bu çalışma kapsamında üretilen enjeksiyon malzemeleri, oluşturulan tek sıra tuğla duvarlara uygulanarak enjeksiyonun performansı değerlendirilmiştir. Deneysel çalışmalar sonucunda, enjeksiyon malzemesinin enjekte edilebilirlik özelliklerini sağladığı ve model duvarlar üzerinde yapılan uygulamada istenilen performansı sergilediği görülmektedir. DENEYSEL ÇALIŞMALAR Malzeme Özellikleri Tarihi yapıların özgün malzeme özelliklerine uygun olarak üretilmesi planlanan enjeksiyon malzemesi ve harç üretiminde, TS EN e (2015) uygun olarak NHL 3,5 sınıfı doğal hidrolik kireç kullanılmıştır.enjeksiyon malzemesinin akış ve penetrasyon özelliklerinin sağlanması amacıyla polikarboksilik eter esaslı yüksek oranda su azaltıcı süperakışkanlaştırıcı,hacim sabitliğinin sağlanması amacıyla ise süperakışkanlaştırıcı ile uyumlu olarak çalışan viskozite düzenleyici kimyasal katkı kullanılmıştır.model duvarlar, geleneksel harman tuğlası ve hidrolik kireç esaslı harç kullanılarak üretilmiştir. Harç üretiminde ince agrega olarak standart CEN kumu kullanılmıştır. Üretimlerde kullanılan doğal hidrolik kirecin XRF analizinden elde edilen kimyasal kompozisyonu Tablo 1 de verilmiştir. Tablo 1. Kirecin oksit cinsinden kimyasal kompozisyonu Bileşen (%) SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO CaO K 2 O Cr 2 O 3 MnO Kızdırma Kaybı NHL 3,5 11,4 0,4 2,6 0,6 66,1 0,1 1,3 0,1 17,4 Enjeksiyon Malzemesi Üretimive Karışım Oranları Literatürde enjeksiyon malzemelerinin üretim aşaması için standart bir yöntem bulunmamaktadır. Yapılan ön üretimler ve literatürde yer alan tüm çalışmalar dikkate alınarak oluşturulan karıştırma yönteminde; ilk olarak bağlayıcı malzemeler karıştırma kabına konmuş, topaklanmayı engellemek için 1-2 dakika kuru karıştırma yapılmıştır. Yaklaşık %10 u kimyasal katkıya eklenen karma suyunun geri kalanı, kap içerisine yavaş yavaş ilave edilmiş ve 10 dakika karıştırılmıştır. 10. dakika sonunda, kimyasal katkı karıştırıcı durdurulmadan 30 s içinde eklenmiştir. Tüm malzemeler eklendikten sonra karıştırma işlemine 3 dakika daha devam edilmiştir. Tüm karıştırma işlemi boyunca karıştırma hızı 800 rpm de sabit tutulmuştur (Jorne vd., 2014, Baltazar vd., 2012, Baltazar vd., 2014). Enjeksiyon malzemesinin su/kireç ve kimyasal katkı oranı akışkanlık, hacim sabitliği ve penetrasyon özelliklerinin sınır şartları dikkate alınarak belirlenmiştir. Doğal hidrolik kireç kullanılarak üretilen enjeksiyon malzemesinde su/kireç oranı 0,85, süperakışkanlaştırıcı ve viskozite düzenleyici kimyasal katkıların oranları ise sırasıyla %1,5 ve %0,4 tür. Akışkanlık, Hacim Sabitliği ve Penetrasyon Özellikleri Enjeksiyon malzemelerinin en önemli parametrelerinden biri olan akışkanlık özelliği TS EN 445 te (2012) belirtilen Akış Konisi ve ASTM D6910 e (2009)göre uygulanan Marsh Hunisi deneyleri ile belirlenmiştir (Şekil 1.a,b). Daha önce yapılan deneysel çalışmalar incelendiğinde farklı tipte konilerin kullanıldığı görülmüştür. Bu nedenle, iki farklı koni ile deneyler gerçekleştirilerek sonuçların literatürdeki veriler ile daha kolay kıyaslanması hedeflenmiştir. Akış konisi ile yapılan ölçümde 1000 ml, Marsh hunisi ile yapılan deneyde ise 500 ml enjeksiyon malzemesinin kaplardan akış süreleri ölçülmüş, sonuçlar Tablo2 de verilmiştir.ts EN 447 (2012) de verilen sınır şartlarına göre, akış konisi ile yapılan deneyde karışım işleminden sonra ölçülen akış süresinin (t 0 ) 25 saniyenden küçük olması gerekmektedir. Marsh hunisi deneyinde standartta belirtilen bir sınır şartı olmadığı için, literatürde yer alan çalışmalar dikkate alınmış, akış süresi 45 saniyenin altında olacak şekilde su/bağlayıcı oranları belirlenmiştir (Kalagri vd., 2010, Miltiadou-Fezans, 2012). Akış süreleri, karışım işlemi bittikten hemen sonra (t 0 ) ve numune 30 dakika karıştırıldıktan sonra (t 30 ) ölçülmüştür. 259

4 Taze haldeki enjeksiyon malzemelerinin temel özelliklerinden bir diğeri olan hacim sabitliği, TS EN 445 (2012)veya ASTM C940 a (2010)göre yapılan terleme deneyi ile incelenmiştir. Üretim tamamlandıktan hemen sonra 1000 ml lik kap içerisine doldurulan yaklaşık 800 ml şerbetin ilk yüksekliği (h 0 ) kaydedilmiştir ve buharlaşmayı engellemek için kap yüzeyi streç film ile kapatılmıştır (Şekil 1.c). Enjeksiyon malzemesinin ve terleme suyunun (h w ) yüksekliği 24. saatin sonunda ölçülmüştür. Enjeksiyon malzemesinin 24. saat sonundaki terleme değeri (1) eşitliği yardımıyla hesaplanmış, deney sonuçları Tablo2 de verilmiştir. Enjeksiyon malzemelerinin terleme değerleri ilk hacminin %5 ini geçmemelidir (Kalagri vd., 2010, Bras ve Henriques, 2012, Miltiadou-Fezans ve h w Tassios, 2013). Terleme = (%) (1) h 100 Enjeksiyon uygulamalarında kullanılan malzemenin penetrasyon özelliği, uygulama öncesinde standart deneyler ile incelenmelidir. Şerbetlerin penetrasyon özelliği, EN 1771 e (2004) göre yapılan kum kolonu testi ile belirlenmiştir. Tüp içerisinde kullanılan malzeme, 1,25 2,5 mm boyutlarında silis esaslı doğal dere kumudur. Bu boyutlarda kullanılan kum ile 0,2 0,4 mm çapındaki boşluklar modellenmiştir (Kalagri vd., 2010, Miltiadou-Fezans, 2012). Deney, standartta belirtilen sabit basınç (0,075 ± 0,0025 MPa) altında gerçekleştirilmiştir (Şekil 1.d). Enjeksiyon malzemesi şeffaf tüpün üst ucuna ulaştığı andaki (T 36 ) süre kaydedilmiş, sonuçlar Tablo2 de verilmiştir. T 36 süresinin 50 saniyeden küçük olması gerekmektedir (Kalagri vd., 2010,.Kum kolonu deneyi ile belirlenen bir diğer parametre malzemelerin enjekte edilebilirlik özellikleridir. EN 1771 e (2004)göre, enjekte edilebilirlik 3 ayrı sınıfta değerlendirilmiştir. Buna göre; enjeksiyon malzemesi tüpün üst ucuna ulaşıp toplama kabında 20 ml toplandığında kolay, malzeme tüpün üst ucuna ulaşıp kapta toplanan bir malzeme olmadığında uygulanabilir ve malzeme tüpü doldurmadan enjeksiyon durduysa zor olarak sınıflandırılmıştır. Bu durumda üretilen enjeksiyon malzemesinin uygulamada kullanılabilmesi için enjekte edilebilirlik sınıfının kolay veya uygulanabilir olması gerekir. 0 (a) (b) (c) (d) Şekil 1. a) Akış konisi, b) Marsh hunisi, c) Terleme deneyi, d) Kum kolonu deneyi Akış Konisi t o (sn) Tablo 2. Akış, Terleme ve Penetrasyon Deney Sonuçları Akış Konisi t 30 (sn) Marsh Hunisi t o (sn) Marsh Hunisi t 30 (sn) Terleme (%) Kum Kolonu T 36 (sn) Enjekte edilebilirlik (EN 1771, 2004) Sonuçlar ,0 13 Uygulanabilir Limitler < 25 < 25 < 45 < 45 < 5 <

5 Mekanik Özellikler Üretilen enjeksiyon malzemesinin ve kireç harcının eğilme ve basınç dayanımları 28. Günde TS EN e (2000)göre belirlenmiştir. 40x40x160 mm boyutlarındaki prizmatik numuneler deney gününe kadarkireç esaslı harçlar için kullanılan TS EN de (2000)belirtilen kür koşullarına göre muhafaza edilmiştir.malzemelere ait eğilme ve basınç dayanımı sonuçları Tablo 3 te verilmiştir. Tablo 3. Eğilme ve Basınç Deneyi Sonuçları Enjeksiyon Malzemesi Harç Harman Tuğlası (EN 772-1) Eğilme Dayanımı (MPa) 1,1±0,1 0,9±0,1 1,8±0,2 Basınç Dayanımı (MPa) 1,7±0,2 1,5±0,1 9,4±0,5 Özgün malzemeye uygun olarak üretilmesi planlanan enjeksiyon malzemesinin mekanik özellikleri harç ile uyumluluk göstermektedir. Tablo 3 incelendiğinde, enjeksiyon malzemesinin ve hidrolik kireç esaslı harcın eğilme ve basınç dayanımı değerlerinin birbirine çok yakın olduğu görülmektedir. Duvar Deneyleri Duvar Üretimi Enjeksiyon malzemesinin performansının değerlendirilmesi için tarihi yapılardaki özgün malzeme özelliklerine uygun olarak tek sıra tuğla duvar (860x860x80 mm)üretimi yapılmıştır. Üretilen duvarlarda hem enjeksiyon malzemesinin enjekte edilebilirlik performansı hem de yapılan yatay ve düşey yükleme deneyi ile mekanik performansı değerlendirilmiştir. Üretimlerde 180x50x80 mm boyutlarında oluklu harman tuğlası ve hidrolik kireç esaslı harçkullanılmıştır.kireç/agrega oranı için tarihi yapılarda yaygın olarak görülen 1/3 oranı seçilmiştir. 0,7 olarak kullanılan su miktarı, TS EN de (2000) yer alan standart yayılma değerleri referans alınarak belirlenmiştir.pek çok tarihi eserdeki yatay derz kalınlıkları dikkate alınarakyatay derz kalınlığı 40 mm, düşey derz kalınlığı 20 mm olarak seçilmiştir (Şekil 2) (Moropoulou vd., 2002, Moropoulou vd., 2005, Çizer vd., 2005). Şekil 2. Duvar geometrisi, plan ve görünüşler 261

6 Yatay ve Düşey Yük Altında Model Duvar Yüklemesi Üretiminden 28 gün sonra sisteme yerleştirilen model duvar, 200 ton kapasiteli düşey hidrolik jack ile uygulanan sabit düşey yük (50 kn) altında 0,10±0,03 kn/s yükleme hızı ile uygulanan yatay yüke maruz bırakılmıştır (Şekil 3).Her yük değerine karşı gelen yer değiştirme değerleri yatay yük doğrultusuna paralel olacak şekilde yerleştirilen LVDT yardımıyla ölçülmüştür. Duvar üzerinde oluşan diyagonal çatlağın genişliği 0,2-0,4 mm yi aşana kadar yatay yük verilmeye devam edilmiştir. Tasarımı yapılan enjeksiyon malzemesi minimum 0,2-0,4 mm çatlaklardan penetre olabildiği için, enjeksiyon uygulaması ile onarılacak duvardaki çatlak genişliklerinin bu aralıkta olması sağlanmıştır. Yeterli çatlak genişliğine ulaşıldığında duvar üzerindeki yük kaldırılmış ve duvar enjeksiyon uygulaması için depolanmıştır. Şekil 3. Model duvar yatay ve düşey yükleme çerçevesi Enjeksiyon Uygulaması Hasar oluşturulan yığma duvarlar kireç harcının 365. gününde onarılmıştır. Enjeksiyon uygulaması öncesi yapılan hazırlıklarda ilk olarak duvar üzerinde matkapla duvar yüzeyi ile 45 açı yapan enjeksiyon delikleri açılmıştır. Duvarın tek bir yüzünde açılan bu delikler, çatlak dağılımlarına bağlı olarak 4-5 cm aralıklar ile oluşturulmuştur (Şekil 4.a). İkinci adımda delikler içerisinde bulunan toz malzemenin temizlenmesi için kompresör ile hava basılmış (Şekil 4.b) ve su enjekte edilerek iç yüzey ıslatılmıştır (Şekil 4.c). Uygulama yapılacak yüzeydeki tuğla ve/veya harcın enjeksiyon malzemesi içerisinde bulunan suyu emmesini engellemek için onarım öncesinde ıslatma işlemi yapılmalıdır.malzeme enjeksiyonu, açılan deliklere yerleştirilen plastik tüpler yardımı ile yapılmıştır. Uygulanan basınç enjeksiyon boyunca yaklaşık 1 bar değerinde tutulmuştur. Enjeksiyon işlemine duvarın alt ucunda bulunan noktalardan başlanmış, uygulama boyunca çatlaklardan sızıntı olmasını engellemek amacıyla boşluklar, daha sonra temizlenmek üzere cam macunu ile kapatılmıştır (Şekil 4.d). Uygulama boyunca malzemenin etkili bir şekilde penetre olduğu ve uygulama yapılan noktanın üzerinde bulunan noktalardan dışarı çıktığı gözlemlenmiştir. Bu nedenle, model duvarda oluşan çatlak ve boşlukların enjeksiyon malzemesi ile büyük ölçüde doldurulduğu söylenebilir. (a) (b) (c) (d) Şekil 4. a) Duvar üzerine matkap ile delik açılması, b) Açılan noktaların hava ile temizlenmesi, c) Islatma işlemi, d) Enjeksiyon uygulaması 262

7 Model Duvara Ait Yatay Yük-Yer Değiştirme İlişkileri Enjeksiyon malzemesinin 28. gününde yükleme tekrarlanarak malzemenin ve uygulamanın performansı değerlendirilmiştir. Yükleme esnasında ilk çatlaklar genel olarak enjeksiyon yapılan bölgelerde oluşmuş ve malzemenin dayanımı aşıldığında duvarın ulaşabileceği maksimum yatay yük değerine ulaşılmıştır.model duvarın onarım öncesi davranışı incelendiğinde, 45 lik açı ile oluşan diyagonal çatlağın ilk oluştuğu andaki yük değerinin 40 kn olduğu, onarım sonrasında yapılan yükleme deneyinde ise ilk çatlağın oluştuğu yük değerinin 36 kn olduğu ve maksimum yükün 37,5 kn olduğu görülmektedir. İlk çatlak oluştuğu andaki yük değerleri dikkate alınırsa, duvara uygulanan yatay yük değeri %10 oranında azalmıştır. Ancak, deney sonuçları değerlendirilirken yüklemelerin enjeksiyon malzemelerinin 28. gününde yapıldığı ve ilerleyen zamanlarda malzemenin dayanımının arttığı unutulmamalıdır. Yatay yük, kn Çatlak oluşumu Çatlak oluşumu Enjeksiyon öncesi Enjeksiyon sonrası Yer değiştirme, mm Şekil 5. Model duvara ait yatay yük-yer değiştirme eğrileri Enjeksiyon Performansının Değerlendirilmesi Enjeksiyon uygulamasının performans değerlendirmesinin yapılması amacıyla, ilk olarak uygulama öncesi ve sonrasında hasar oluşturulan model duvar üzerinde çatlak mikroskopu ile okumalar alınarak duvarın çatlak haritaları çıkarılmıştır. Enjeksiyon uygulaması öncesi ve sonrasında model duvarda yapılan yüklemeler sonucunda oluşan çatlakların haritaları Şekil 6 da verilmiştir.onarım sonrası yapılan yükleme deneylerinde oluşan diyagonal çatlakların, ilk yüklemede oluşanlara çok yakın olduğu gözlemlenmiştir. Yapılan bu görsel inceleme sonucunda, duvarda dayanımı en düşük olan bölgede (enjeksiyon bölgesi) çatlak oluştuğu ve enjeksiyon malzemesi ile duvar elemanları arasındaki aderans sağlansa bile enjeksiyon malzemesinin dayanımının daha düşük olması sebebiyle çatlakların bu bölgede oluştuğu görülmüştür. (a) (b) (c) Şekil 6. a) Model duvar çatlak haritaları, b) Model duvarda ilk yükleme sonucu oluşan çatlaklar, c) Enjeksiyon sonrası yüklemede oluşan çatlaklar 263

8 Enjeksiyonun performans değerlendirmesinin yapılması için ikinci olarak TS EN te (2012) belirtildiği şekilde ultrases deneyi yapılmıştır. Hasar oluşturulan duvarda ilk olarak çatlak olan bölgelerde ölçüm yapılmış ancak okuma alınamamıştır. Bu nedenle, gözle görülür çatlak bulunmayan harç ve tuğla sıralarında aynı yüzeylerden ölçümler yapılmıştır. Onarım yapıldıktan 28 gün sonra tekrarlanan ultrases deneylerinde problar çatlağın iki yanına yerleştirilerek ölçümler alınmıştır. Ölçüm sonuçları Tablo 4 te verilmiştir. Enjeksiyon öncesi ve sonrasında yapılan ölçüm sonuçlarının birbirine yakın olduğu görülmektedir ve boşlukların büyük oranda doldurulduğu söylenebilir. Laboratuvar çalışmalarında kullanılan bu yöntem, yerinde yapılan çalışmalarda da enjeksiyon uygulamasının performansının değerlendirilmesi için kullanılacak yöntemlerden biri olabilir. Tablo 4. Ultrases deney sonuçları Enjeksiyon Öncesi Ultrases Hızı (mm/µs) Enjeksiyon Sonrası Ultrases Hızı (mm/µs) Harçta Tuğlada Harçta Tuğlada Sonuçlar 1,93 1,77 1,79 1,51 SONUÇ VE ÖNERİLER Tarihi yapılardaki özgün malzeme özelliklerine göre tasarlanan enjeksiyon malzemesi 3 temel özellik olan akışkanlık, hacim sabitliği ve penetrasyon özelliklerinin sınır şartlarını seçilen karışım oranları ile sağlamıştır. Malzemelerin enjekte edilebilirlik özellikleri uygulama öncesinde mutlaka test edilmelidir. Enjeksiyon malzemeleri sınır şartlarını sağlıyorsa tarihi yapıların onarımında kullanılmalıdır.kireç esaslı harç ve enjeksiyon malzemesinin eğilme ve basınç dayanımlarının birbirine yakın olduğu ve malzemeler arasındaki mekanik dayanımın uyumlu olduğu görülmüştür. Model duvarlar üzerinde gerçekleştirilen yükleme deneylerinde ilk çatlağın oluştuğu yük değerinin onarım sonrasında %10 azaldığı ve aderans sağlansa bile çatlakların enjeksiyon bölgesinde oluştuğu görülmüştür. Ancak onarım sonrası yüklemelerin enjeksiyon malzemesinin 28. gününde yapıldığı ve malzemenin dayanımının ileriki yaşlarda arttığı unutmamalıdır. Enjeksiyon malzemelerinin dayanım gelişimi göz önüne alındığında, ileriki yaşlarda malzeme dayanımının artmasına bağlı olarak model duvarların taşıma kapasitesinin de artacağı düşünülmektedir.enjeksiyon öncesi ve sonrasında yapılan ultrases ölçüm sonuçlarına göre, boşlukların enjeksiyon malzemesi ile büyük oranda doldurulduğu söylenebilir. Laboratuvar çalışmalarında kullanılan bu yöntem, yerinde yapılan çalışmalarda da enjeksiyon uygulamasının performansının değerlendirilmesi için uygulanacak yöntemlerden biri olabilir. Tarihi yapılarımızın geleceğe güvenle devredilebilmesi için, enjeksiyon uygulamaları öncesi ve sonrasında yapılması gereken deneysel çalışmalar gerçekleştirildikten sonra yerinde uygulamalara geçilmelidir. Teşekkür 111M568 ve 114M256 numaralı araştırma projelerini destekleyen Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu na (TÜBİTAK), DOP01 ve DOP02 numaralı projeleri destekleyen Yıldız Teknik Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü ne ve enjeksiyon uygulamasını gerçekleştiren Letoon Mimarlık a teşekkür ederiz. KAYNAKLAR Ahunbay Z (1999)TarihiÇevreKorumaveRestorasyon, YEM Yayın, İstanbul. ASTM C 940 (2010)Standard Test Method for Expansion and Bleeding of Freshly Mixed Grouts for Preplaced- Aggregate Concrete in the Laboratory, American Society for Testing and Materials, Pennsylvania. ASTM D 6910 (2009)Standard Test Method for Marsh Funnel Viscosity of Clay Construction Slurries, American Society for Testing and Materials, Pennsylvania. Baltazar LG, Henriques FMA and Jorne F (2012) Optimisationof flow behaviour and stability of superplasticized fresh hydraulic lime grouts through design of experiments, Construction and Building Materials, 35:

9 Baltazar LG, Henriques FMA, Jorne Fand Cidade MT (2014) Combined effect of superplasticizer, silica fume and temperature in the performance of natural hydraulic lime grouts, Construction and Building Materials, 50: Bras A and Henriques FAM (2012) Natural hydraulic lime based grouts the selection of grout injection parameters for masonry consolidation, Construction and Building Materials, 26(1): BS EN 1771 (2004)Products and Systems for the Protection and Repair of Concrete Structures - Test Methods - Determination of Injectability and Splitting Tests, British Standards, United Kingdom. Çizer Ö, Böke H, İpekoğlu B, (2004) "BazıOsmanlıDönemiHamamYapılarınınKubbeveDuvarlarındaKullanılanKireçHarçlarınınÖzellikleri", 2. UlusalYapıMalzemesiKongresiveSergisi, 6-8 Ekim 2004, İstanbul, Jorne F, Henriques FMA and Baltazar LG (2014) Injection capacity of hydraulic lime grouts in different porous media, Materials and Structures, 48: Kalagri A, Miltiadou-Fezans A and Vintzileou E, (2010) Design and evaluation of hydraulic lime grouts for the strengthening of stone masonry historic structures, Materials and Structures,43: Miltiadou-Fezans A (2012) Fluidity of hydraulic grouts for masonry strengthening, Materials and Structures, 45: Miltiadou-Fezans A and Tassios TP (2013) Stability of hydraulic grouts for masonry strengthening, Materials and Structures, 46(10): Moropoulou A, Cakmak AS, Biscontin G, Bakolas A and Zendri E (2002) Advanced byzantine cement based composites resisting earthquake stresses: the crushed brick/lime mortars of Justinian s Hagia Sophia, Construction and Building Materials, 16(8): Moropoulou A, Bakolas A andanagnostopoulou S (2005) Composite materials in ancient structures, Cement and Concrete Composites, 27(2): Oktay D (2017)TarihiKireçHarçlarinaUygunEnjeksiyonMalzemelerininÜretilmesive Model DuvarlardaUygulanmasininDeğerlendirilmesi, DoktoraTezi, YTÜ Fen BilimleriEnstitüsü, İstanbul. TS EN 445 (2012)Şerbet-ÖngerilmeliTendonlarİçinDeneyYöntemleri, TürkStandartlarıEnstitüsü, Ankara. TS EN 447 (2012)Şerbet-ÖngerilmeliTendonlarİçinTemelGerekler, TürkStandartlarıEnstitüsü, Ankara. TS EN (2015)Yapıkireci-Bölüm 1: Tarifler, özelliklerveuygunlukkriterleri, TürkStandartlarıEnstitüsü, Ankara. TS EN (2000)Kâgirharcı-Deneymetotları-Bölüm 2: İmalattakullanılanharçyığınlarındannumunealmavedeneyiçinhazırlama, TürkStandartlarıEnstitüsü, Ankara. TS EN (2000)Kâgirharcı-DeneyMetotları-Bölüm 11: SertleşmişHarcınBasınçveEğilmeDayanımınınTayini, TürkStandartlarıEnstitüsü, Ankara. TS EN (2012)BetonDeneyleri - Bölüm 4: UltrasonikDarbeDeneyi, TürkStandartlarıEnstitüsü, Ankara. Van Rickstal F (2000)Grout Injection of Masonry, Ph.D. Thesis, Catholic University of Leuven, Leuven. 265

10