DEĞERLENDİRME MLZ 204 Yapı Malzemesi 3.0 +2.0 Teorik + Laboratuvar Uygulamaları I. Vize: %20 II. Vize: %25 Dönem Sonu: %40 Uygulama: %15 %7.5: Kısa sınav (yapılacak deneylerle ilgili) %7.5: Laboratuvar raporları SINAVLAR: Boşluk doldurma olabilir/olmayabilir. Klasik sözel soru Klasik sayısal soru
1) Ders Sunumları YARDIMCI KAYNAKLAR 2) Erdoğan T. Y. Beton, ODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık ve İletişim A.Ş. 3) Süheyl Akman, Yapı Malzemeleri, İTÜ İnşaat Fakültesi, 4) Yapı Malzemeleri II, Osman Şimşek, Seçkin yayınları 5) Bekir Postacıoğlu, Beton: Cilt I (Çimento), Cilt II (Agrega ve beton, Teknik kitaplar yayınevi,
DERS İÇERİĞİ Giriş ve malzemelerin sınıflandırılması Doğal Taş Yapı Malzemesi: Tanımı, türleri, özellikleri, kullanım alanları Ahşap Yapı Malzemesi: Tanımı, türleri, özellikleri, kullanım alanları Pişmiş Toprak Yapı Malzemesi: Üretimi, özellikleri, kullanım alanları. Metal Yapı Malzemesi: Üretimi, özellikleri, kullanım alanları. Bağlayıcı Malzemeler: Alçı, Kireç, çimento; üretimi, türleri, özellikleri. Suni Taş Yapı Malzemesi: Harç, Sıva
DERS İÇERİĞİ Beton Agregaları: Tanımı, özellikleri. Agrega karışım tasarımı. Beton: Beton dayanımı, sınıflandırması, özellikleri Beton katkı malzemeleri: Kimyasal ve mineral katkılar, puzolanlar; türleri, özellikleri Beton Karışım Hesapları: Tablolar ve formüller yöntemi. Beton: Üretimi, yerleştirilmesi, bakımı. Taze beton özellikleri ve deneyleri. Hazır beton; üretimi, kontrolü. Beton: Sertleşmiş beton özellikleri, betonda hasarlı ve hasarsız deney yöntemleri.
GİRİŞ Herhangi bir yapının projelendirilmesi ve inşaatı aşamasında, inşaat mühendisinin görevi ve amacı, aşağıda belirtilen koşulları bir arada gerçekleştirmektir: a) Yapı, istenilen işlevi/fonksiyonu yerine getirmelidir. b) Yapı, değişik iç ve dış etkilere (kuvvetlere) servis ömrü boyunca dayanıklı olmalıdır. c) Malzemeler, yapının özelliklerine ve yapım tekniklerine göre uygun olarak seçilmeli ve uygulanmalıdır. d) Yapı estetik ve ekonomik olmalıdır. Bu koşulların yerine getirilmesinde malzeme özellikleri önemli yer tutar. Malzemenin özelliklerini bilinmeden yukarıdaki koşulların sağlanabilmesi olanaksızdır.
GİRİŞ Yapı malzemelerinin fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerini, üretim sekillerini, kullanım sırasındaki davranışlarını, amaca uygun malzeme seçimini ve geliştirilmesini araştıran ve öğreten bilim alanına Yapı Malzemesi bilim dalı adı verilir. 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.
GİRİŞ Üçüncü aşama ise doğadaki malzemelerin fiziksel ve kimyasal değişikliklere uğratılarak kullanıldığı devirdir. 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. 19. yüzyıldan sonra malzeme üretim yöntemlerinin gelişmesi ile çelik, beton ve plastik yapı malzemesi ortaya çıkmış ve mimariye yeni konstrüksiyon arayışları ile form özgürlüğü getirmiştir. Yapı malzemesi bugün için sürekli yeni ürünlerin ortaya çıktığı, çok hızlı gelişen bir bilim dalıdır.
GİRİŞ 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. Yapı maliyetinin büyük çoğunluğunu yapı malzemesi oluşturmakta ve yapı fiziği sorunları olan mekanik deformasyonlar, ısı, ses, su, yangın, korozyon ve çeşitli atmosfer etkileri gibi faktörler karşısında malzeme seçiminde hatalı kararlarla ortaya çıkan üretim ve uygulama hataları sonucu yitirilen yapı ömrü de maliyetin sürekli artışının bir nedeni olmaktadır. Günümüzde yapı malzemesi seçim ve kullanma bilgisinin yapı fiziği sorunları ile de birleştirme gerekliliği ortaya çıkmıştır.
GİRİŞ Genelde bir yapının inşaat bedelinin yaklaşık %65-75'ini malzeme giderleri oluşturur. Malzeme giderlerindeki yüksek oran nedeniyle amaca uygun ekonomik malzeme şeçiminde; ilk maliyet, kullanım süresi, bakım sıklığı, bakım maliyeti ve konfor gibi faktörler dikkate alınmalıdır.
GİRİŞ Mühendis tasarlamış olduğu yapıyı gerçekleştirmek için değişik özelliklerdeki malzemeye ihtiyaç duyar. Her bir mühendislik dalı için farklı malzemeler önem kazanmaktadır. Malzemelerden beklenilen en önemli özellikler: Gerilmelere karşı göstermiş olduğu dayanım, Aşındırıcı etkilere karşı göstermiş olduğu dayanıklılık (durabilite), Yüksek sıcaklık dayanımı, Hafiflik, Elektrik ve ısı iletkenliği, Üretilebilme ve şekillendirilebilme özelliği.
Uygun Yapı Malzemesi Seçimine etki eden faktörler: a) Dayanım, Rijitlik Şartları: Sürekli kalıcı yükler Sünme Tekrarlı yükler Yorulma dayanımı Çarpma, patlama yükleri Tokluk Yüzey yükleri Sertlik ve aşınmaya dayanım b) Çevresel şartlar: Isı değişimi ısı katsayısı Nem oranı permeabilite Kimyasal etkiler Kimyasal konum
Yapı Malzemeleri ve Sınıflandırılması Yapı malzemelerini, kendi özellikleri oranında insanın yaşamı için gerekli fiziksel ortamı ve yapıyı oluşturan çeşitli elemanlar olarak tanımlamak mümkündür. 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. Üretim, beton gibi malzemelerde genelde yapı yerinde çözümlenirken, çelik gibi malzemelerde ise tamamen bir endüstriyi gerektirmektedir.
2) Kökenine göre: Yapı Malzemeleri ve Sınıflandırılması a) İnorganik malzeme: Yerkürede varolan tüm 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-katran, plastik gibi malzemelerdir.
Malzeme Genel Sınıflama Madensel (metal) Madensel olmayan (metalin dışındakiler) Demirli metaller Demirsiz metaller Organik İnorganik Demir (Font) Çelik, Demir ve çelik alaşımları Bakır ve alaşımları Alüminyum ve alaşımları Doğal -Ahşap(ağaç) -Petrol -Doğal gazlar -Karbonlu Bileşikler Yapay -Polimerler -Kağıt -Selüloz Doğal -Mineraller -Kil -Tuzlar Yapay -Tuğla -Diğer seramikler -Camlar Çimento -Reçine -Kauçuk
Yapımında kullanılan malzemelere göre yapıların sınıflandırılması: 1) Kerpiç yapılar
2) Ahşap yapılar
3) Kârgir (Kâgir) yapılar: Taş, tuğla ve kerpiç malzemeleriyle yapılmış yapılardır.
4) Hımış yapılar: Dikme ve payandalardan meydana gelen ahşap elemanlar arasına taş, tuğla, kerpiç gibi kâgir malzeme doldurularak yapılan yapılardır.
5) Betonarme yapılar
6) Çelik yapılar
MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI Kullanış yeri ve amacına göre gruplandırma: 1) Taşıyıcı malzemeler: Bu gruba giren yapı malzemeleri, yapıyı ayakta tutan, yükleri karşılayan, yapının iskeletini oluşturan beton, çelik, betonarme, ahşap gibi mekanik özellikleri yüksek olan malzemelerdir.
2) Detay malzemeleri: MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI Bu malzemeler yapılarda belirli işlevleri olan ve dekoratif amaçlarla kullanılan cilalı taş, boya gibi cephe ve çatı kaplamaları.
MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI 3) Koruyucu (yalıtım) malzemeler: Yapıyı olumsuz dış etkilerden koruyan, cam pamuğu, perlit, bitümlü malzemeler gibi ısı, ses ve su izolasyon malzemeleri bu gruba girerler.
Şekil değişimine göre: 1) Elastik Malzemeler: MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI Yük etkisi altında şekil değiştirip, yük kalkınca yeniden ilk şekline dönen malzemelere elastik malzemeler denir. Elastik davranışı en iyi simgeleyen eleman yaydır. Lastik ve kauçuk elastik malzemelere örnek olarak verilebilir.
2) Plastik Malzemeler: MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI Yük etkisi altında sekil değiştirip, yük kalkınca yeniden ilk şekline dönmeyen, kalıcı şekil değişimi bırakan malzemelere plastik malzemeler denir. Bu davranışa en iyi örnek kildir.
MALZEMELERİN GRUPLANDIRILMASI 3) Elasto-plastik Malzemeler: Yükün mertebesine bağlı olarak hem elastik, hem de plastik davranış gösterirler. Çelik, beton gibi bir çok yapı malzemesi bu tip davranış gösterirler.