Malzemelerin Sınıflandırması d) Kompozitmalzemeler: İki veya daha fazla malzemeden meydana gelen malzemelerdir. Beton; çimento, agrega ve su karışımı ile betonarme ise beton ve çelik donatıdan meydana gelen kompozitbir malzemedir. Kompozitmalzemeler, hafif, dayanıklı, sünekve yüksek sıcaklığa dayanıklılık gibi özelliklere sahip olarak üretilebilirler. Karbon lif takviyeli polimerler gibi kompozitmalzemeler uzay araçları ve uçak sanayinde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. 1) Suni kompozit malzemeler: Portland çimentosu, beton 2) Donatılı kompozitmalzemeler: Betonarme, takviyeli plastikler 1 Malzemelerin Genel Özelikleri Malzemelerin genel özellikleri: a) Fiziksel özellikler: Yoğunluk, Birim hacim ağırlık, porozite, geçirgenlik özellikleri. b) Mekanik özellikler: Uygulanan yüklere karşı malzeme dayanımını gösteren özelliklerdir. Çekme Basınç Eğilme Burulma Kesme c) Kimyasal özellikleri: Oksit içeriği, Karbonat içeriği, Asit-baz durumu, korozyona dayanım. d) Diğer özellikler: Isı (termal), elektriksel, akustik, optik. 2 Malzemelerin Genel Özelikleri Malzemelerinbazıözellikleridiğerözellikleriileilişkilidir. Örneğin, fizikselözellikler,mekaniközellikleridoğrudanetkiler. Bazı özellikler malzemenin yapıdaki fonksiyonuna göre ön plana çıkar. Örneğin, taşıyıcı malzemeler için mekanik özellikler bilinmesi zorunlu değerlerdir. Malzemelerin özellikleri kalite kontrol deney yöntemleri ile belirlenir. Kalite kontrol deneyleri ile malzemelerin standart veya şartnamelerde belirtilen özellikleri sağlayıp sağlamadığı kontrol edilir. Bu deneyler laboratuvar veya üretim yerinde yapılabilir. Malzeme Standartları Malzeme özellikleri belirleme yöntemlerini tanımlayan bazı standart kuruluşları: a) Türk Standartları Enstitüsü (TSE) b) European Committee for Standardization(CEN) c) American Society for Testing and Materials(ASTM) 3 4 1
Malzeme Standartları Standartlar, kullanılacak malzemelere, cihazlara ilişkin özellik ve deney işlemlerini tanımlar. Standartların amacı: a) Test numune sayısı ve numune belirleme, b) Numune şekli ve boyutları, c) Numune hazırlanması, d) Numune süresince ısı, nem v.b. ortam koşulları e) Kullanılacak makine, cihazlar için mekanik yeterlilikler f) Yükleme oranı g) Test sonuçları değerlendirmeleri h) Rapor hazırlanması Yapı Malzemeleri ve Sınıflandırması Yapı malzemeleri, kendi özellikleri oranında insanın yaşamı için gerekli fiziksel ortamı sağlayan ve yapıyı oluşturan çeşitlielemanlar/malzemelerolaraktanımlanabilir. 1) Üretim yöntemine göre: a) Doğal yapı malzemeleri: Doğadan çıktığı gibi yapıdaki kullanılma yerini alan ve bir endüstri üretimini gerektirmeyen taş, ahşap ve yalnızca basit bir pişirme işleminden sonra kullanılan pişmiş toprak gibi malzemelerdir. b) Yapay yapı malzemeleri: Bir veya birkaç doğal malzemenin birleşiminden daha çok endüstriye yönelik çeşitli üretim metotları kullanılarak elde edilen beton, çelik, cam, plastik gibi malzemelerdir. 5 6 Üretim, beton gibi malzemelerde genelde yapı yerinde çözümlenirken, çelik gibi malzemelerde ise tamamen bir endüstriyi gerektirmektedir. 2) Kökenine göre: a) İnorganik malzemeler: Yerkürede varolantüm malzeme, silisyum, kalsiyum ve çeşitli mineral esaslı taş, suni taş, pişmiş toprak, cam, metal gibi malzemelerdir. b) Organik malzemeler: Hidrojen, karbon ve azot esaslı ahşap, bitüm, plastik gibi malzemelerdir. 7 3) Kullanış yeri ve amacına göre: a) Taşıyıcı malzemeler: İnşaat mühendisliğinde kullanılan taşıyıcı malzemeler, genellikle betonarme, çelik, ahşap ve zemindir. Beton, çelik ve ahşap malzemeler üst yapı malzemeleri olup yapının taşıyıcı iskeletini oluşturmaktadır. Zemin malzemesi ise bu yapının ayakta durmasını sağlayan mesnettir. Dolayısıyla bu malzemelerin taşıma özelliklerinin, inşaat mühendisi tarafından iyi bilinmesi gerekir. Mevcut bir yapı incelendiğinde, önce yapıya ait bu temel malzemelerin özelikleri incelenir, daha sonra bu malzeme değerlerine göre yapının performansı çeşitli hesap yöntemleriyle belirlenmektedir. 8 2
Üst yapı malzemeleri sonlu ve genellikle şekil verilebilen malzemelerdir. Zemin malzemesi sonsuz ifade edebileceğimiz ve genellikle şekil verilmeyen bir malzemedir. Diğer malzemelere göre yapısı daha karmaşık ve değişkendir. Üst yapı malzemelerinin mukavemetini artırmak, zemin malzemesinin mukavemet değerlerini artırmaya göre daha kolaydır. b) Detay (ayrıntı) malzemeleri: Genel olarak yapının taşıyıcılık dışındaki fonksiyonlarını yerine getirmek amacıyla kullanılan malzemelerdir. Bu sınıfa giren yapı malzemesi çoğunlukta olup yapılarda bölme, doğrama, kaplama ve dekoratif gibi belirli işlevleri yerine getirmek amacıyla kullanılmaktadır. Bunlara örnek olarak çatı, duvar ve döşeme kaplamaları, doğrama malzemeleri ve boyalar gösterilebilir. 9 10 c) Koruyucu (yalıtım) malzemeler: Yapıyı olumsuz dış etkilerden koruyan, cam yünü, taş yünü, perlit, bitümlü malzemeler gibi ısı, ses ve su izolasyon malzemeleri bu gruba girerler. Diğer taraftan aynı malzeme bazen taşıyıcı malzeme, bazen de detay malzemesi olarak karşımıza çıkabilir. Bunun iyi bir örneği ahşaptır. 11 12 3
Uygun yapı malzemesi seçimine etki eden faktörler: a) Dayanım/rijitlik şartları: Sürekli kalıcı yükler Sünme Tekrarlı yükler Yorulma dayanımı Çarpma, patlama yükleri Tokluk ve kırılma enerjisi Yüzey yükleri Sertlik& aşınmaya dayanım b) Çevresel şartlar: Isı değişimi ısı iletkenlik katsayısı Nem/su oranı permeabilite Kimyasal etkiler Kimyasal bileşimi Yapımında kullanılan malzemelere göre yapıların sınıflandırılması: 1) Kerpiç yapılar 13 14 2) Ahşap yapılar 3) Kârgir(Kâgir) yapılar: Taş, tuğla ve kerpiç malzemeleriyle yapılmış yapılardır. 15 16 4
4) Hımış yapılar: Dikme ve payandalardan meydana gelen ahşap elemanlar arasına taş, tuğla, kerpiç gibi kâgir malzeme doldurularak yapılan yapılardır. 5) Betonarme yapılar 17 18 6) Çelik yapılar 19 5