Bekir Y. PEKMEZCİ, Ruhi KAFESÇİOĞLU, Ebrahim AGAHZADEH

Alçı ve kireç katkısıyla kerpiç yapıların performansını yükseltmek

Improved performance of earth structures by lime and gypsum addition

Dünyanın her köşesinde yoksulların konut sorunlarını çözmeyi amaçlayan çalışmalar yapılmaktadır. Bu kapsamda, yerel malzemeyle yapılabilen ucuz ve hızlı yapı sistemlerine her zaman gerek duyulmuştur. Alker adı verilen ürün de diğer katkılı yapı toprakları gibi, uygulanan bir stabilizasyon işlemi sonunda dokusu ve yapısı değiştirilerek fiziksel ve mekanik nitelikleri geliştirilmiş toprak kökenli bir duvar malzemesidir. Alker üretilirken toprağa alçı ve kireç katılır. Karışıma katılan alçı 20 dakika içinde prizini tamamlarken, kitleye kendi şeklini tutabilecek ve kilin rötresini önleyebilecek güçte rijitlik kazandırmaktadır. Bu makalede, 1980 yılında başlanmış olan, yapı malzemesi olarak kerpicin alçı ve kireçle stabilizasyonu projesinin devamı kapsamında yapılan iki adet deneme yapısından elde edilen sonuçlar aktarılırken, 2011 yılından itibaren yürütülmekte olan çalışma ile, üretilen Alker numuneleri üzerinde güncel standartlar ve yöntemler kullanılarak yapılan deney ve gözlemler sonucunda değerlendirmeler yapılmıştır. Ayrıca, yıllar önce yapılan deneme yapılarından numuneler laboratuvarda üretilen numuneler ile deneysel olarak karşılaştırılmıştır. Mikro yapı incelemeleri ile, alçı ve kireç katkılı Alkerin suya karşı dayanıklılığı ve düşük rötresinin nedenleri ortaya çıkarılmaya çalışılmıştır. Deneysel çalışma kapsamında katkısız, sadece alçı katkılı ve alçı-kireç katkılı numuneler üretilmiştir. Deneysel çalışmanın sonucunda; alçı ve alçı kireç katkılı numunelerin ilk bir saat içinde malzemenin kalıptan çıkarılmasını olanaklı kılacak dayanıma sahip olduğu anlaşılmıştır. Elde edilen erken dayanım, ilk yedi gün süresince numunenin rötre direncini artırırken, şekil ve biçim stabilitesinin korunmasını sağlamaktadır. Tüm alçı ve kireç katkılı numunelerin rötre değerleri, katkısız veya sadece alçı katkılı numunelerin rötre değerlerinden daha düşüktür. Zira, alçı kireç katkılı toprak malzeme ile yapılan deneme yapılarında da yıllar sonra yapılan gözlemlerde rötreye bağlı çatlaklara rastlanmamıştır. Alçı ve kireç katkılı numunelerin suya karşı dayanımının da, bu numunelerin içinde oluşan suda çözünmeyen yapıya bağlı olarak, sadece alçı katkılı veya katkısız numunelere göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Alçı ve kireç katkılı numuneler ile sadece alçı katkılı veya katkısız numunelerin basınç dayanımları arasında dikkate değer bir fark tespit edilemezken, alçı ve kireç katkılı numunelerin kayma dayanımları ve rijitlik modüllerinin dikkate değer derecede yüksek olduğu belirlemiştir. Alçı ve kireç katkılı toprak malzemenin katkısız malzemeye göre üstünlüklerinin nedeninin genel olarak malzeme içinde şekillenen alçı ağ ve alçı ağ üzerinde ve arasında oluşan kalsit kristalleri ile C-S-H jellerinden kaynaklanabileceği sonucuna varılmıştır. Sonuç olarak, alçı ve kireç katkısı kullanılarak üretilen Alker toprak, numuneler ve söz konusu malzeme kullanılarak yapılan yapılar dikkate alındığında bu yapıların, malzeme içinde şekillenen ikincil oluşumlar sayesinde, uzun yıllar dış etkenlere karşı dayanıklı olduğu, rötreden meydana gelebilecek gerilmelerin yanında dış ortam etkileri sebebiyle yapıya zarar verebilecek hasarlara uğramadığı, geleneksel yargının tersine, herhangi bir bakıma gerek duymadan yıllar boyunca sağlam kalabildiği saptanmıştır. Bu konudaki laboratuvar çalışmaları devam etmektedir.

PDF

___

AHMED, A., UGAI, K. (2011) Environmental Effects on Durability of Soil Stabilized With Recycled Gypsum, Cold Regions Science and Technology (66) 84-92.
BARIOLA J., SOZEN, M.A. (1990) Seismic Tests of Adobe Walls, Earthquake Spectra, (6)1; 37-56.
CID, New Mexico State Building Code, Unburned Clay Masonry (1991) Section 2413, Construction Industries Division: Sante Fe, NM, USA.
HOUBEN, H., GUILLAUD, H. (1994) Earth Construction: A Comprehensive Guide, ITDG Publishing, London.
KAFESÇİOĞLU, R., TOYDEMİR, N., GÜRDAL, E., ÖZÜER, B. (1980) Yapı Malzemesi Olarak Kerpicin Alçı İle Stabilizasyonu, TÜBİTAK, Mühendislik Araştırma Grubu, Proje No: 505.
KAFESÇİOĞLU, R. (1984) Conclusions of The Research For Gypsum Stabilized Adobe (ALKER) and an Application, International Colloquium on Building Materials for Low-Cost Housing, Catholic University of Brussels, Brussels, Dec. 10-19; 87-95.
KAFESÇİOĞLU, R. (1987) Thermal Properties of Mudbricks: the Example of Gypsum Stabilized Adobe, Proceedings of the Expert Group Meeting on Energy-Efficient Building Materials for Low-Cost Housing, United Nations Human Settlement Division, Amman.
KERALI, A.G. (2001) Durability of Compressed and Cement-Stabilized Building Blocks; PhD Dissertation, University of Warwick, Coventry, UK.
KHATTAB, S.A.A., AL-MUKHTAR,M., FLEUREAU, J.M. (2007) Long Term Stability Characteristics of a Lime Treated Plastic Soil, Journal of Materials in Civil Engineering (19) 4; 358-66
LERWATTANARUK, P., CHOKSIRIWANNA, T. (2011) The Physical and Thermal Properties of Adobe Brick Containing Bagasse for Earth Construction, Built (1) 1, 53-61.
MAHERI. M.R., NAEIM, F., MEHRAIN, M. (2005) Performance of Adobe Residential Buildings in the 2003 Bam, Iran, Earthquake, Earthquake Spectra (21) 337-44.
MEHTA, P.K., MONTERIO, P.J.M. (2006) Concrete, Microstructure, Properties and Materials, 3rd Edition, McGraw-Hill, New York.
MILLONGO, Y., HAJJAJI, M., OUEDRAOGO, R., (2008) Microstructure and Physical Properties of Lime Clayey Adobe Bricks, Construction and Building Materials (22) 2386-92.
PARRA-SALDIVAR, M.L., BATTY, W., (2006) Thermal Behavior of Adobe Constructions, Building and Environment (41) 1882-1904.
RIZA, V.F., RAHMAN, I.A., ZAIDI, A.M.A. (2010) A Brief Review of Compressed Stabilized Earth Brick (CSEB), International Conference and Social Research (December 5-7), Kuala Lumpur Malaysia; 999- 1004.
SAMALI, B., JINWUTH. W., HEATCHOTE, K., WANG, C. (2011) Seismic Capacity Comparison Between Square and Circular Plan Adobe Construction, Procedia Engineering (14) 2103-08.
SCHWALEN, H.C. (1935) Effect of Soil Texture Upon the Physical Characteristics of Adobe Bricks, University of Arizona College of Agriculture Technical Bulletin, No:58, Tuscon, Arizona.
SILVIEIRA, D., VARUM, H., COSTA, A., MARTINS, T., PEREIRA, H., ALMEIDA, J. (2012) Mechanical Properties of Adobe Bricks in Ancient Constructions, Construction and Building Materials (28) 36-44.
TANRIVERDI, C. (1984) Alçılı Kerpicin Üretim Olanaklarının Araştırılması, MS Dissertation, İstanbul Technical University.
URAL, A., DOĞANGÜN, A., SEZEN, H., ANGIN, Z., (2011) Seismic Performance of Masonry Buildings During The 2007 Bala, Turkey Earthquakes, Nat Hazards, DOI:10.1007/s11069-011-9887-4.
VARGAS, J., MARIOLA, J., BLONDET, M., MEHTA, P.K., (1986) Seismic Strength of Adobe Masonry, Matériaux et Constructions, v: 19, n: 112; 253-8.
VEGA, P., JUAN, A., GUERRA, M.I., MORAN, J.M., AGUADO, P.J., LIAMAS, B., (2011) Mechanical Characterisation of Traditional Adobes from the North Spain, Construction and Building Materials (25) 3020-23.