Tarihi kireç harçlarına uygun enjeksiyon malzemelerinin üretilmesi ve model duvarlarda uygulanmasının değerlendirilmesi
Production of grouts in accordance with historical lime mortars and evaluation of their application on model walls
Yazar: DİDEM OKTAY
Danışman: PROF. DR. NABİ YÜZER
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Yapı Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2017
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
Tarihi yapılarda; çevresel etkilere, bulundukları zemin koşullarına, doğal afetlere ve kullanım koşullarına bağlı olarak zaman içerisinde çeşitli hasarlar ve bozulmalar meydana gelir. Hasarlı tarihi yapıların onarım çalışmalarında çeşitli yöntemler uygulanmaktadır. Son yıllarda yapılan çalışmalara bakıldığında enjeksiyon uygulamalarının tarihi yapıların onarımında kullanılan en yaygın yöntemlerden biri olduğu görülmektedir. Enjeksiyon yöntemi (grouting) geri alınamayan bir teknik olmasına rağmen, hasar görmüş yapının devamlılığının ve dayanımının geri kazanılmasını kısmen sağladığı için kabul görmektedir. Kullanılan enjeksiyon malzemesi (grout) tarihi yapılardaki özgün malzemeye uygun olarak kullanıldığı müddetçe, enjeksiyon uygulaması 1964 yılında yayınlanan ve ülkemizde de benimsenen Venedik Tüzüğü tarafından da kabul görmektedir. Enjeksiyon yöntemi ile ilgili akademik çalışmaların genel olarak yurt dışında yapıldığı, ülkemizde bulunan tarihi yapıların onarım ve koruma işlemlerinde ise yaygın olarak hazır enjeksiyon malzemelerinin kullanıldığı ve uygulama öncesi ve sonrası gerekli araştırmaların yapılmadığı görülmektedir.
Tarihi yapıların onarımında kullanılan enjeksiyon malzemeleri ve enjeksiyon yöntemi hakkındaki çalışmaların yetersizliği göz önüne alınarak hazırlanan bu tez çalışmasının ilk aşamasında; tarihi yığma yapılarda görülen hasarlar ve onarımın teknikleri kısaca özetlenerek enjeksiyon yöntemi açıklanmıştır. Ayrıca, literatürde yer alan enjeksiyon malzemeleri ve bu malzemelerin taze ve sertleşmiş haldeki özelliklerini belirlemek için yapılan çalışmalar açıklanarak literatürdeki eksikler ortaya konmuştur. 
Tezin deneysel çalışmalarının açıklandığı bölümünde; tarihi yapılarda yaygın olarak görülen harç tipleri referans alınarak üretilen altı farklı enjeksiyon malzemesi ile restorasyon çalışmalarında yaygın olarak kullanılan hazır enjeksiyon malzemesinin ilk olarak akışkanlık, hacim sabitliği ve penetrasyon özellikleri belirlenmiştir. Enjekte edilebilirlik şartlarını sağlayan malzemelerin reolojik, fiziksel, kimyasal, mineralojik, mekanik ve dayanıklılık özellikleri incelenmiş özgün malzemeler ile uyumu araştırılmıştır. Enjeksiyon uygulamasının performansını değerlendirebilmek için, özgün malzeme özelliklerine uygun olarak tek sıra tuğla model duvarlar üretilmiş, sabit düşey yük etkisinde yatay yük uygulaması ile hasar oluşturulmuştur. Hasarlı duvarlar özgün malzemesine uygun enjeksiyon malzemeleri ile onarılmış ve yükleme deneyleri tekrarlanmıştır. Uygulama öncesi ve sonrasında çatlak haritaları çıkarılmış ve ultrases ölçümleri ile enjeksiyonun etkisi değerlendirilmiştir. 
Tezin bir sonraki aşamasında; kompozit elemanın ve bileşen malzemelerin deneysel çalışmalar ile belirlenen basınç dayanımı, elastisite modülü ve Poisson oranı değerleri dikkate alınarak, makro modelleme çalışmalarında kullanılabilecek matematiksel bağıntılar geliştirilmiştir. 
Tezin sonuç ve öneriler bölümünde; deneysel çalışmalardan elde edilen tüm veriler kıyaslamalı olarak irdelenmiş bulgular hakkında sebep-sonuç ilişkisi kurulmaya çalışılmış, daha sonra yapılacak çalışmalar için önerilerde bulunulmuştur.

Abstract:
Historical monuments are exposed to several damages and deterioration, due to environmental effects, ground conditions, natural disasters and usage conditions. There are several methods to repair damaged historical monuments. The latest studies show that injection application is one of the most common methods for the repair of historical monuments. Although it is an irreversible technique, it is prefered due to its success for retrieving the continuity and durability of the damaged monument. As long as the compatibility between the original material and the grout is achieved, grout application is approved by Venice Charter (1964) which is also adopted in our country. It is observed that academic studies about grouting are generally conducted in many countries, while in our country mostly commercial grouts are used for the repair of the historical monuments without performing necessary investigations before and after the application.
This thesis has been prepared by considering the lack of studies regarding the grouts and grouting methods for the repair of historical monuments. The first part, briefly explain the damages on the historical masonry structures and repair techniques and also presents grouting method in detail. Additionally, by explaining the grouts investigated in the literature and the studies on fresh and hardened state properties of grouts, the deficiencies in the literature are introduced.
In which the experimental studies of the thesis are explained; firstly, fluidity, stability and penetrability properties of six different grouts, produced by referring most common mortar types at historical structures, and commercial grout commonly used at restoration have been determined. Compatibility with the original material by means of rheological, physical, chemical, mineralogical, mechanical and durability properties are investigated for grouts fulfilling the injectability conditions. In order to evaluate the performance of the grout application, one leaf model brick masonry walls have been built in accordance with the original material properties and damaged with horizontal loading under constant vertical load. Damaged masonries have been repaired with grouts compatible with original material and wall tests have been repeated. Crack maps have been generated before and after the application and quality of the grouting has been evaluated via ultrasonic measurements.
At the later part of the thesis, mathematical equations have been developed for macro modeling studies, by considering the compressive strength, modulus of elasticity and Poisson's ratio of the composite element and compound materials which are obtained from the experimental studies. 
At the results and recommendation section of the thesis, all the data obtained from experimental studies are examined in a comparative manner to establish a casual link for the findings and recommendations have been made for the future studies.