Kufeki Ta~lnln Dayanlkllilk Analizi5ehzade Camisi Ornegi - 2

•

Dr. Nihal ARIOGLUDo~.

iTO Mimarlik FakOltesiOgretim Oyesi

Dr. Atiye TUGRULYrd. Do~.iO Jeoloji MOhendisligi BolOmOOgretim Oyesi

Dr. i. Halil ZARiFYrd. Do~.iO Jeoloji MOhendisligi BolOmOOgretim Oyesi

Dr. Z. Canan GiRGiNYapl Merkezi in?aat A.~., Ar-Ge MOhendisi

Dr. Ergin ARIOGLUProf.iTO Maden MOhendisligi BolOmOOgretim Oyesi

~EHZADE CAMisi'NDEN ALiNAN ORNEKLER OZERiNDEYAPILAN DENEYLER VE KOFEKi TA~ININ DAYANIKLlLlKA

12 13 14

(A) ve (B) tipi

~. Bozulmamlj

Bozulmuj

10 119

ort. P = % 9.33

Bozulmamlj ornekler

Bozulmamlj ornekler

O. II. derecedebozulma

ort. )1< = 2.27 tim'

o II. derecedebozulma

8

@.lIl.dereCedebozulma

I. derecedebozulma

III. derecede~bozulma {-.--/'

su emme, wc (%)

Bozulmamljornekler

ort. w= % 5.02

4

1.7

o

1.8

2.4

Donma-~6zulme ve kimyasal tuz (endustriyel gazlar, deniz tuzu vb.)etkilerine kar~1 olu~an maksimum basln~ gerilmesi (PmakJ, bo~luk~apmm (R) tersi ile orantlildlr (Ashurst, Dimes, 1990).

Pmaks.= f( --t) R ~ Pmaks. IDiger bir anlatlmla, i~ yaplda 6zellikle "0.1 IJm'den daha ku~uk" ~aphbo~luklar saylca arttlk~a i~ yaplda 6zellikle donma-~6zelme vekimyasal etkiler nedeniyle olu~acak basm~ gerilmeleri dramatik ~ekildeartar. (A) ve (8) turu kufeki ta~lanna bu a~ldan baklidlgmda (8) turunun

2.5

2.3E:;:,~ 2.2

-!!~ 2.1'"E

'C:0 2.0;:"'" 1.9

~10

c.

i lS'Ne0c.E 20

'"C.0.... 2S

30

3S

k=kavklb=bofluk

Makroskopikgorunum

KOFEKI TA~I

BozulmufdlfyOzey

,~ ince kesit:~'. gorumJmleri

I~erdigi Kavkl Tipleri:Madra, Melanopsis, Helix kavkllan ve

Krinoid par~alan

Olu~tugu Donem: Ost Miyosen (Sarmasian)

~ ,• J..

..

qzelge3.5ehzade Camisi'nde kullamlan Baklrkoy kOfeki ta;InIn kimligi.

5ekil2. 5ehzadeba;1 Camisi'nin bozulmaml; ve bozulmu; (A) ve (B) tOrOorneklerinin kuru birim aglrlik-su emme-toplam porozite degi;imleri.

YAPI 215/EKiM 1999

~'£

zaman i~indeki dayanlkhhgmm (A) turune klyasla daha du~uk olacaglifade edilebilir.

• Bozulma duzeyleri Ornek OzgOI yOzey birim hacim hacim aglrllk ago (%) porozite bo~luk ~api bo~luk alan! intrOzyon:;Cl No Aglrhk aglrhk (tim') (tim') % (/lm) (m'/gr) (ml/gr)

A, 2.59 2.42 I 2.31 5.80 6.38i

0.2446 0.431 0.0263I

II

A2 2.63 2.35 2.18 4.50 6.59 I 0.1083 0.989 0.0268A/ 2.64 2.18 1.93 13.20 17.69 0.1887 1.726 0.0814

!!?' A4 2.64 2.36 2.22 6.60 I 9.33 0.3207 0.486 0.0390Eto

Xmin. 2.59 2.35 2.18 4.50 6.38 0.1083 0.431 0.0263E"3 Xmaks. 2.64 2.42 2.31 6.60 9.33 0.3207 0.989 0.0390N0 X 2.62 2.38 2.24 5.63 6.77 0.2245 0.635 0.0307l:Cl

B, 2.63 2.34 2.24 4.10 14.83 0.0937 1.771 0.0415

B2 2.63 2.48 2.38 4.10 9.51 0.0454 1.922 0.0218

X 2.63 2.41 2.31 4.10 12.17 0.069 1.846 0.0316A, 2.60 2.41 2.29 5.00 11.92 0.0468 1.451 0.0170

A2 2.62 2.46 2.34 5.00 10.69 0.1650 1.001 0.0413

A3 2.62 2.08 1.76 8.40 32.82 0.0787 3.064 0.0602

A4 2.59 2.09 1.79 8.90 30.89 0.2957 0.666 0.0492V>o:>

Xmin. 2.59 2.08 1.76 5.00 10.69 0.0468 0.666 0.0170E"3 Xmaks. 2.62 2.46 2.34 8.90 32.82 0.2957 3.064 0.0602N0 X 2.61 2.26 2.04 6.82 21.58 0.1465 1.545 0.0419l:Cl

B, 2.62 2.33 2.14 8.90 18.32 0.0590 3.798 0.0560

B2 2.62 2.49 2.28 4.50 12.98 0.2410 1.657 0.0420

X 2.62 2.41 2.21 6.70 15.65 0.1500 2.727 0.049VA %0 - % 5

I

- % 9 + % 21 + % 218 - % 35

I+ % 143 + % 36

VB %0 %0 -%4 + % 63 + % 28 + % 117 + % 48 + % 55

A,.....4 =(A) tOrO kOfeki ta~1 ornekler. dorder adet. 8'.2 =(8) tOrO kOfeki ta~1 ornekler, iki~er adet. X=Deneysel verilerin ortalamasl. Xmin.• X malts. =Deneysel verilerin maSiile minimum ve maksimum degeri. VA. VB =(A) ve (8) tOrO bozulmu~ orneklerdeki fiziksel bOyOklOklerin bozulmaml~ olanlara gore artl~i (%)• A3 6rneglne ait (bozulmaml~) fiziksel buyukiukler anomonl g6sterdigi 1,ln degerlendirme dl?1 blfakilml?tlr.

r;ize/ge 4. $ehzade Mehmet Camisi'nden a/man (A) ve (8) tOrO kOfeki ta$1 ornek/erinin fizikse/ bOyOklOk/eri.

YAPI215/EKiM 1999

502 + H20 -> Hz503

Hz503 + 1/2 Oz -> Hz504

H2S04 + CaC03 -> Ca504 + H20 + C02 ICa504 + 2H20 ~ ~a50~H20 )

Jips

(Ashurst, Dimes, 1990), (Sarkar, Bhadra, Mandai, 1994), (Moriconi,

Castellano, Collepardi, 1994), (Ersen, 1998). Burada "jips" olu?umunun

yalnlz "yuzeyde" kalml~ olmasl i~ yaplya nufuz edememi? olmasl ~ok

dikkate deger bir noktadlr. Bu bulgu zaman boyutu i~inde kufeki

ta?lnln dl? yuzeyinden itibaren i~eriye dogru - 2-5 em kallnliglnda

olu?an yogun karbonatla?manln bir sonucudur. "Jips"in meydana

geldigi yerlerde kimyasal bile?imlerde ciddi degi?imler soz konusudur.

En buyuk degi?iklik CaO'da meydana gelmi?tir, CaO i~erigi ortalama

yuzde 35 azalml?tlr. Ayrlea ba?ta 5i02 olmak uzere (- 5.3 kat) diger

Fe, AI, Na ve K oksitlerinde de artl? gaze ~arpmaktadlr.

is) bozulmaml~-saglam, (8) bozulmu~ 6rnekleri, (K) yuzeyde siyah kabuk GlpS)olu~umunu i~aret etmektedir.

r;izelge 6. ~ehzade Mehmet Camisi'nden altnml; (A) ve (B) tUru kufekita;lanntn kimyasal analizi.

Oks!t Bozulmaml? ('Yo) Bozulmu? ('Yo) 5iyah kabuk

Bile?enler (AS) (B5) (AB) (BB) (AK)

CaO 55.25 52.31 53.96 51.40 35.04

5iOz 1.10 3.00 1.83 4.02 5.80

Alz03 0.34 1.00 0.67 1.38 1.55

MgO 0.33 0.81 0.47 0.76 0.70

Fez03 0.15 0.42

I

0.31 0.59 0.90

NazO 0.11 0.17 0.11 0.13 0.48

KzO 0.06 0.17 0.09 0.23 0.30

Diger 0.07 0.20 0.06 0.17 0.29

Erimeyenmadde 0.04 0.02 0.04 0.02 8.93

..

Bozulma Bozulma Karakteristik ozellikleriderecesi dOzeyi

Renk degi~imi yoktur, dayanrmda bir azalmaI Bozulmaml~ veya diger bozulma etkileri soz konusu

degildir.

Kayacin sOreksizliklere yakln olankesimlerinde ~ok az renk degi~imi var,

II Az bozulmu~ sOreksizlik yOzeyleri a~lk ve renkleri ~ok azdegi~mi~, bozulmaml~ kayaca oranla farkedilebilir bir zaylflik sergilemiyor.

KayaCin rengi degi~mi~, sOreksizlikler a~lk

III Orta derecedeolabilir ve renkleri degi~mi~tir. Bozulma

bozulmu~ kayacin i~ine nOfuz etmeye ba~laml~tlr.Kaya~ belirgin ol~Ode zaYlflaml~ "ana kaya~ Ibozulmaml~ kaya~" oranrnln kestirimi olasldlr.

KayaCin rengi degi~mi~, sOreksizlikler a~lkolabilir ve yOzeylerinin rengi degi~mi~,

IV ~ok bozulmu~sOreksizliklere yakln kesimlerde orijinal dokudegi~mi~, bozulma kayacin i~ kesimlerini dahafazla etkilemi~tir. Ancak var olan "ana kaya~ Ibozulmaml? kaya~" oranrnln kesitirimiolasldlr.

Kayacin rengi degi?mi~ ve zeminedonO?mO?tOr. Ancak orijinal dokusu genel

Tamamen olarak korunmu~tur. Az miktarda kO~Ok anaV bozulmu? kaya~ par~alarl bulunabilir. Bozulma OrOnO

zeminin ozellikleri, klsmen ana kayacin6zelliklerini yansltlr.

c;:izelge 5. Kaya~/arda bozulma derecelerinin tanlmlanmasl(Dearman et.al., 1978; Anon, 1995).

Kimyasal Yapisl ve X-I~lm Klnmm Analizi DegerlendirmeleriBozulmu? ve bozulmaml? ornekler Cizerinde yapllan kimyasal analiz

sonu~larina gore A grubu kCifeki ta?1 yuzde 96-100, B grubu kufeki

ta?1 yuzde 93-95 CaC03 i~ermektedir (

•

(AS)

(AK)

(BS)

(BB)

i65

I j

55I •

45• I '

35

8

""~~

~ f::' ~g:~ ~

I25 1

iS ~ 28

Cu Ko. 1x103

I60

I j ,

50i i

40, I 128

30 20

Cu Ka 1x10 3

;ekiI3. (AS) Bozulmamlf (A), (AK) Kabuklafmlf Dlf Yuzeyli (A), (BS) Bozulmam1f (B), (BB) Bozulmuf (B) tUru kufeki taftntn X-Iftn/ kmnJm analizi sonu~la(/.

SiNAN'IN KUFEKI TA~ININ ZAMAN BOYUTU ic;:INDEDAYANIKLlLlGININ BETON MALZEMESI iLEKAR~ILA~TIRILMASI

KOfeki ta?1n1n yOzeysel bozulma, donma-~ozOlme vb. etkllere kar?1dayanlklillglnln belirlenmesi i~in oncelikle beton i~in geli?tirilmi?baglntilar incelenmelidir.

• Sicakilk degi?imleri ve Islanma-kuruma nedeni lie yOzeysel bozulmaderinliginin tayininde (Pihlajavaara, 1994) baglntlslna gore(

~izelge 7. Betonun yOzeysel bozulmaya dayamkliligmm belirlenmesi.

• Proje dayamml fp = 30 MPa - kOp dayamml alimrsa yOzeysel bozulma derinligir = SOOOOx1 x 30'" =0.66 mm / yll olarak bulunur.Buradan hareketle ornegin t= 60 yll soma toplam bozulma derinligi,b= r.t = 0.66 mmlyll x 60 yll = 39.6 mm = 4 cm

Donma-~ozOlme etklsinin dl?lndaki lSI de~ji?imleri, Islanma-kuruma ~evrimlerininbeton Ozerlndeki etkisinin bellrlenmesi i~ln (Pihlajavaara, 1994) modeline gore,

r = K,.Kk.fp·'·', mm / yJl

•

YAPI 215/EKiM 1999

•

KAYNAKLAR• Anon; "The Description and Classification of Weathered Rock for

Engineering Purposes': Geological Society Engineering Group Working PartyReport, QJ Eng.Geol. 28, pp.207-242, 1995.

• Anoglu, E., Odbay, 0., Alper, H.; "istanbul-Sazhbosna Kufeki Ta~!'nmM.uhendislik BiJyuklUklerinin Ara~tmlmas!': 15. Yil Sempozyumu, (ukurovaUniversitesi, MiJhendislik ve Mimarhk Fakultesi, 4-7 Nisan 1994.

• Anoglu, N., Anoglu E.; "Mimar Sinan'm Se,tigi Ta~: Kufeki ve (ekmeDayamm!", 14. Turkiye in~aat Muhendisligi Teknik Kongresi, izmir,Ekim 1997.

• Anoglu, E., Anoglu, N.; "Mimar Sinan'm Ta~'YICI Olarak Kullandlgl KufekiTa~mm MiJhendislik Gizemi': Mimar Sinan D6nemi Yapl EtkinlikleriSempozyumu, Yapl Merkezi, (amhca, Mayls 1999.

• Ashurst, J., Dimes, F.G.; "Conservation of Bui/ding and Decorative Stone':Butterworth-Heinemann Series, 1990.

• (amhbel, N.; "Sinan Mimarhgmda Yapl StruktiJrunun Analitik incelenmesi"Ytld,z Teknik Universitesi Yayml, Y. T. U.M.F. G.B-98. 0363, istanbul, 1998. '

• Erguvanh, K., Ahunbay, z.; "Mimar Sinan'm istanbul'daki EserlerindeKullandlgl Ta~/ann Muhendislik Jeoloj/si ve Mimarllk 6zellikleri': MiJhendislikJeoloj/si Bulteni, SaYI. 11, istanbul, 1989.

• Erzen, J.N.; "Mimar Sinan, Estetik Bir Analiz'; ~evki Vanlt Mimarllk VakftYayml, Turk,e Telif Eserler:l , istanbul, 1996.

• Ersen, A; "Dogal Yapl Ta~/anndaki Bozulmalar ve Bozulma SiJre,leri'~YAPI Ayhk KultiJr, Sanat ve Mimarllk Dergisi, SaYI 195, s.94-97., ~ubat 1998.

• Irfan TY, Dearman WR; "Engineering Classification and Index Properties ofWeathered Granite': Bull. Int. Assoc. Eng. Geo/., 17,79-90., 1978.

• Kuban, D.; "Sinan'm Sanatl ve Selimiye': Tarih Vakfl, Yurt Yaymlan, 65,ikinci baslm, istanbul, 1998.

• Moriconi, G., Castellano, M.G., Collepardi, M.; "Mortar Deterioration of theMasonry Walls in Historic Buildings. A Case History: Vanvitelli's Mole inAncona'; RILEM Materials and Structures, Vol.27, pp. 408-414., 1994.

• Sarkar, S.L., Bhadra, AX, Mandai, P. K.; "Investigation of Mortar and StoneDeterioration in the Victoria Memorial, Calcutta", RILEM Materials andStructures, Vol.27, pp. 548-556., 1994,

• Sayar, An" c.; "Geological Study of the Region Between the Golden Horn(Hali,) and the Lake Ku,uk,ekmece, Near Istanbul, Turkey': Bulletin of I. TU,Vol. 10, No.2, 1957.

Tugrul, A, Zarif, i.H, Gurpmar, 0.; "Deterioration of Limestones at~ehzade Mehmet Mosque and Other Monuments Due to Action ofAir Pollutants in istanbul, Turkey': 8th Int. IAEG Congress, Ed. by Mooreand Hungr, 21-25 September, Vancouver, Canada, 1998.

• Tugrul, A, zarif, i.H.; "Research on Limestone Decay in a PollutingEnvironment, Istanbul, Turkey': Environmental Geology, Springer Int.,(yaYlmlanacak).

Tuncel, z., Anoglu, E.; "AI,I Malzemesinin Basm, ve (ekme DayammlanndaYukleme Hlzmm Etkisi': 4. Ulusal Kaya Mekanigi SempozyumuBi/diri/er Kitabl, Zonguldak, Ekim 1998.

Durability of Shell Limestonein the $ehzade Mehmed MosqueAs the master architect of the Ottoman Empire, Sinan realisedmore than four hundred projects all over the Empire. Most of hisworks were located in and near Istanbul.

Shell limestone from the Baklrk6y-Safrak6y stone pits was themain material used in Sinan's remarkable monumentalarchitecture in Istanbul. In the study summarised here, theresistance of shell limestone used in the $ehzade MehmetMosque against the action of air pollutants has been examinedon samples through petrographical, mineralogical, chemicalanalyses and with X-ray diffraction method. The physicalproperties of the shell limestone studied: dry and saturated drysurface density, specific gravity, water absorption, porosity andcumulative mercury intrusion have been also discussed in detail.The structure under consideration was constructed in the 16thcentury and the stone of the Mosque subjected to 450 years ofatmospheric weathering. Experimental studies, macroscopic andmicroscopic observations performed have shown that especiallycoarse-grained pure shell limestone blocks performed wellagainst deterioration due to Istanbul's atmospheric weathering.This outcome clearly demonstrates Sinan's outstanding talent inmaterial selection.