Anadoluda Bizans dönemi kale yapılarında kullanılan Tuğlaların fiziksel, kimyasal ve mekanik özelliklerinin Değerlendirilmesi

Bu çalışmada Türkiye’nin farklı illerinde farklı iklim koşullarında yer alan, Bizanslılar döneminde inşa edilmişolan kale yapılarında kullanılan tuğla malzemenin fiziksel, kimyasal ve mekanik özellikleri araştırılmaktadır. Buamaçla; araştırmada kullanılan olan tuğla örnekleri Trabzon, Kütahya, Amasra ve İstanbul’da yer alan Bizansdönemi kale yapılarından temin edilmiştir. Tuğlaların kimyasal kompozisyonu ICP-ES, mineralojik yapısı daXRD analizleriyle, mukavemet özellikleri ise mekanik testlerle tespit edilmiş, tuğlaların öğütülmüş toz boyutluörnekleri üzerinde de puzolanik aktivite deneyleri yapılmıştır. XRD ve puzolanik aktivite analiz sonuçlarınagöre, tüm tuğlaların düşük sıcaklıklarda pişirilmiş olup puzolanik özellik taşıdıkları görülmüştür. Kütahya kalesituğlaları düşük birim ağırlıklarına ve yüksek poroziteye sahip olup, mekanik özellikleri de diğer Kale tuğlalarınagöre daha düşüktür. Trabzon Kalesinden alınan örnekler fiziksel ve mekanik özellikler açısından diğer örnekleregöre üstün özelliklere sahiptirler. Yoros ve Amasra Kalesi tuğlalarının ise genel olarak birbirlerine yakınözellikler taşımaktadır. Yapılan ultrases hızı ölçümleri sonucunda, tarihi tuğlaların mekanik özelliklerinintahribatsız yöntemlerle de tahmin edilebileceği belirlenmiştir.

Evaluation of physical, chemical and mechanical characteristics of bricks used In castle structures of Byzantine period

In this study, physical, chemical and mechanical characteristics of brick material used in castle structures ofByzantine period constructed in different cities and different climatic conditions of Turkey shall be analyzed. Inthis scope, brick samples analyzed in this study are provided from castle structures of Byzantine periodconstructed in Trabzon, Kütahya, Amasra and İstanbul. Chemical composition of bricks is identified by means ofICP-ES, their mineralogical structure is determined by XRD analysis, whereas mechanical tests are applied toobserve their resistance and pozzolanic activity experiments are made on ground bricks having dimension ofpowder. According to results of XRD and pozzolanic activity analysis, entire bricks having kilned under lowtemperatures carry pozzolanic characteristics. Bricks of Kütahya castle have low unit weights and high porosityand their mechanical characteristic is lower than that of bricks of other castles. Samples taken from TrabzonCastle have superior characteristics when compared to other samples in terms of physical and mechanicalproperties. As for bricks of Yoros and Amasra Castle, they represent similar features. As a result of ultrasoundspeed measurements, it is analyzed that mechanical characteristics of historical castles can be estimated bymeans of nondestructive methods.

PDF

___

1. Eyice, S. Bizans Devrinde Boğaziçi, İÜ, Edebiyat Fak. Yay., No:2236. İstanbul, 1976.
2. Sakaoğlu, N. Çeşm-i Cihan AMASRA. Kültür Bakanlığı Tarih Vakfı Yay., İstanbul, 1999.
3. Türk Standardı TS EN 14579, Doğal Taşlar-Deney Metotları-Ses Hızı İlerlemesinin Tayini. Türk Standardları Enstitüsü, Şubat 2006, Ankara.
4. Türk Standardı TS EN 772-1 Kagir Birimler- Deney Metodları- Bölüm 1: Basınç Dayanımının Tayini. Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, Nisan 2002.
5. Türk Standardı TS EN 12390-6 Betonda Yarma Çekme Dayanımı Saptama Deneyi. Türk Standardları Enstitüsü, Ankara, Nisan 2002.
6. Türk Standardı TS EN 771-1 Kagir Birimler – Özellikler- Bölüm 1: Kil Kagir Birimler (Tuğlalar). Türk Standardları Enstitüsü, Nisan 2005, Ankara.
7. EN 1936, European Standard Naturel Stone Test Methods. Determination of Real Density and Apparent Density, and of total and open Porosity. Brussels, December 2006.
8. ASTMC 618-03 Standart Specification for Coal Fly Ash and Raw or Calcined Natural Pozzolan for Use in Concrete.
9. Türk Standardı TS 25, Doğal Puzolan (TRAS) – Çimento ve Betonda Kullanılan – Tarifler, Gerekler ve Uygunluk Kriterleri, Ankara, Aralık 2008.
10. ASTM C 593-95 Standard Specification for Fly Ash and Other Pozzolans for Use With Lime, Reapproved 2000.
11. Radivojevic,A. Investigation of late Antique Bricks from Archaeological Sites of Contemporary Serbia as a Basis of Conservation Works. Facta Universitatis, Architecture and civil Engineering, 3, No:2, pp. 185-193, 2005.
12. Özkaya, A.Ö. Properties of Roman Bricks and Mortars Used in Serapis Temple in Bergama. Master of Science in Architectural Restoration, A Thesis submitted to the Graduate School of Engineering and Sciences of İzmir Institute of Technology., İzmir, 2005.
13. Lopez-Arce, P., Garcia-Guinea, J., Garcia, M., Obis, J. Bricks in historical buildingis of Toledo City: characterisation and restoration. Materials Characterization, 50, 59-68, 2003.
14. Özgen, S. Bizans Tuğlaları Üzerine Bir İnceleme. Mimar Sinan Üniv. MYO, Restorasyon Bölümü, Yayınlanmamış teknik rapor, İstanbul, 1994
15. Böke, H., Akkurt, S., İpekoğlu, B. Uğurlu, E. Characteristics of brick used as aggregate in historic brick-lime mortars and plasters. Cement and Concrete Research, 36, 1115–1122. 2006
16. 34. Wild, S., Khatib, J.M., O'Farrell, M. Sulphate resistance of mortar containing ground brick calcined at different temperatures. Cement and Concrete Research 27 (5), 697–709.1997.
17. C.J. McConville, E.W. Lee. Micro-structural development on firing illite and smectite clayc compared with that in kaolinite. J.Am.Ceram Soc. 88, 2267-2277. 2005.
18. Lopez-Arce, P., Garcia-Guinea, J. Weathering traces in ancient bricks from historic buildings. Building and Environment, 40, 929-941. 2005.
19. Maritan, L., Nodari, L., Mazzoli, C., Milano, A., Russo. Maritan. Influence of firing conditions on ceramic products: Experimental study on clay rich in organic matter. Applied Clay Science 31, 1-15, 2006.
20. Trindate, M.J., Dias, M.I., Coroado, J., Rocha, F. Mineralogical transformations of calcareous rich clays with firing: A comparative study between calcite and dolomite rich clays from Algarve, Portugal. Applied Clay Science 42 (2009) 345-355. 2009.
21. Aardt, J.H.P.; Visser, S. Calcium Hydroxide Attack on Feldspars and Clays: Possible Relevance to Cement-Aggregate Reactions, Cement and Concrete Research, 7, s.643-648, 1997.
22. Mitchell, R.S., Hart,. S.C. Heated mineral mixture related to ancient ceramic pabteb: X- Ray diffraction study. In: Allen R.O, editor, Archeological chemistry Iv. Washington, DC: American Chemical Society, 145-55. 1989.
23. Lopez-Arce, P., Garcia-Guinea, J. Weathering traces in ancient bricks from historic buildings. Building and Environment 40, 929-941.2000.
24. Akıncı, Ö. Seramik Killeri ve Jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Enstitüsü Dergisi, s.64, Ankara.
25. Lee, S.; Youn, J.K.; Moon, H.S.; “Phase Transformation Sequence from Kaolinite to Mullite Investigated by an Energy-Filtering Transmission Electron Microscope”, Journal of American Ceramic Society, 82, (10) 5, s.2841- 2848, 1999.
26. Böke, H., Akkurt, S., İpekoğlu, B. (2006). Investigation of the Pozzolanic Properties of Bricks Used in Horasan Mortars and Plasters in Historic Buildings. Cement and Concrete, 36, 1115-1122
27. Ambroise, J.; Murat, M.; Pera, J.; Hydration Reaction and Hardening of Calcined Clays and Related Minerals. V. Extension of the Research and General Conclusions, Cement and Concrete Research, 15, s.261-268, 1985.