Ayatekla (Meryemlik) ören yeri su yapılarının duvar örgü tekniklerinin belgelenmesi ve yapılarda kullanılan harç ve sıvaların karakterizasyonu
Documentation of wall construction techniques of the cisterns at Ayatekla (Meryemlik) archaeological site and characterization of mortars and plasters used in the constructions
Yazar: MERVE ÖZTÜRK
Danışman: DOÇ. DR. IŞIL POLAT PEKMEZCİ
İstanbul Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Mimarlık Ana Bilim Dalı / Restorasyon Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: Mimarlık = Architecture
Dizin: Antik Çağ = Ancient Ages ; Duvarlar = Walls ; Harç = Mortar ; Sarnıçlar = Cistern ; Su kullanımı = Water use ; Su yapıları = Water structures ; Sıva = Stucco

Özet:
Arkeolojik alanlarda yürütülen belgeleme ve yapı malzemesi karakterizasyonu çalışmaları, alandaki mimari kalıntıların koruma projelerinde uygun kararlar alabilmek adına önemlidir. Antik dönem yapılarında kullanılan harç kompozisyonu, yapının fonksiyonu ve konumuna göre farklılık gösterebilmekte ve dönemin teknolojisini yansıtan önemli veriler sunmaktadır. Su yapılarında suyun iyi muhafaza edilebilmesi, yapıda su geçirmez sıva kullanımı ile mümkün olmakta, bu da su yapılarında kullanılan malzemenin üretim ve teknolojisinin özelleşmesine sebep olmaktadır. Su yapılarında duvar örgü tekniklerinin belgelenmesi ve malzeme karakterizasyonu üzerine yapılan araştırmalar, gelecekte uygulanacak restorasyon çalışmaları için gereklidir. 
Bu çalışmada Mersin/Silifke'de yer alan Ayatekla (Meryemlik) Ören Yeri'ndeki kapalı ve açık sarnıçların duvar örgü tekniklerinin belgelenmesi ve yapılarda kullanılmış olan harç ve sıvaların hammadde kompozisyonunun belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu bağlamda yerinde inceleme ve belgeleme çalışmaları yapılmış, yapılardan farklı işlevlerde kullanılmış olan harç ve sıva örnekleri alınmıştır. Laboratuvarda uygulanan basit ve ileri analiz yöntemleri sonucunda örneklerin petrografik, minerolojik, kimyasal ve fiziksel özellikleri tespit edilmiştir. Çalışma sonucunda Meryemlik'teki sarnıçlarda kullanılmış olan duvar yapım teknikleri, malzeme kompozisyonu ve teknolojisine ilişkin veriler elde edilerek gelecekteki mimari koruma çalışmalarına yönelik koruma önerileri geliştirilmiştir. 
Tez altı bölümden oluşmaktadır. Birinci bölüm tezin amacı ve yöntemini içermektedir.
İkinci bölüm, Antik Çağ'da suyun kullanımı ve su yapılarına ilişkin genel bilgiler içermektedir. Arkaik, Klasik, Helenistik dönem su yapıları incelenmiş ve antik dönemde su yapılarında görülen teknolojik gelişmeler üzerinde durulmuştur. Ardından Roma dönemi sarnıç yapılarında uygulanmış olan duvar örgü teknikleri ile harç ve sıvaların malzeme özellikleri incelenmiştir. Bizans sarnıç yapıları kapalı sarnıçlar ve açık sarnıçlar olmak üzere iki başlık altında incelenerek, literatürdeki bilgiler ışığında duvar yapım teknikleri ve kullanılan malzemelerin özellikleri belirtilmiştir. 
Üçüncü bölümde çalışma alanının tarihçesi kısaca anlatılarak, Meryemlik'in önemli bir hac merkezine dönüşme sürecine dair literatürdeki bilgilere yer verilmiştir. Bunun ardından ören yerinde bulunan arkeolojik kalıntılara dair genel bilgiler verilerek, tez çalışmasının ana konusu olan sarnıçlara dair incelemelere geçilmiştir. Bölgedeki kapalı ve açık sarnıçların duvar örgü teknikleri kapsamlı bir şekilde tanımlanmış, kullanılan taş ve tuğla malzemelerine yönelik detaylı bilgiler verilmiştir. Elde edilen veriler yerinde incelemeler esnasında çekilmiş olan fotoğraflar ve belgeleme çalışmalarıyla desteklenmiştir. Yapılan incelemeler sonucunda elde edilen veriler doğrultusunda su yapılarında kullanılmış olan duvar yapım tekniklerine dair genel bir değerlendirme yapılmıştır. 
Dördüncü bölümde, su yapılarından alınmış olan harç ve sıva örnekleri belirtilmiş, örneklerin yapı üzerinde alındığı noktalar fotoğraflar ve plan çizimleri üzerinden gösterilmiştir. Bunun ardından, örneklerin malzeme karakterizasyonunun bütüncül bir şekilde tespit edilebilmesi için uygulanmış olan deneysel çalışmalara yer verilmiştir. Bu yöntemler uluslararası literatürün taranması ve yürütülmüş olan çeşitli bilimsel çalışmaların incelenmesi sonucunda seçilmiştir. Deneylere görsel analizler, hammadde kompozisyonlarının belirlenmesi, petrografik ve minerolojik analizler ve suda çözünebilir tuzların analizi başlıkları altında yer verilmiş, çalışmalar sonucunda elde edilen sonuçlar çeşitli çizelge ve grafikler aracılığıyla paylaşılmıştır. Bunun ardından örneklerin hammadde kompozisyonlarının belirlenmesi için uygulanmış olan asit kaybı ve kızdırma kaybı analizleri gelmektedir. Deney yöntemleri açıklanarak, elde edilmesi istenen veriler formüllerle ifade edilmiş, asit kaybı ve kızdırma kaybı analizleri sonucu elde edilen bağlayıcı/agrega oranları gösterilmiştir. Agrega-boyut dağılımının belirlenmesi için uygulanmış olan elek analizi ve agrega yüzdelerinin belirlenmesi için stereo-mikroskop altında yürütülen gözlemler açıklanmıştır. Petrografik ve minerolojik analizler başlığı altında kalın kesitler üzerinden yürütülen petrografik analizlere yer verilmiş, örnekler elde edilen mikroskop görüntüleri üzerinden karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. X-Işınları Kırınımı (XRD), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM-EDS) ve Termogravimetrik Analizler (TG-DTA) gibi ileri analiz yöntemleri uluslararası literatür aracılığıyla açıklanmış ve yapılan deney sonuçları çeşitli görseller, grafikler ve çizelgeler aracılığıyla paylaşılmıştır. Laboratuvarda yapılan tuz testleri sonucunda örneklerin içerdiği suda çözünebilir tuzların türleri ve miktarları tespit edilmiştir. Analiz çalışmaları sonucu elde edilen tüm veriler son bölümde karşılaştırmalı olarak incelenmiş, malzeme ve duvar yapım sistemi arasındaki ilişki bağlamında değerlendirilmiştir. 
Beşinci bölüm Meryemlik'te çalışılan sarnıçlarda görülen bozulma nedenlerine değinmekte ve bu sorunlara yönelik koruma önerilerini içermektedir. Alan çalışmasında yapılan gözlemler sonucunda bozulma nedenleri tespit edilmiş ve yapıların karşılaştığı bozulma türleri strüktürel bozulmalar, malzeme bozulmaları ve insan kaynaklı bozulmalar başlıkları altında incelenmiştir. Yapılara yönelik koruma önerileri malzeme ve yüzey temizliği, sağlamlaştırma, bütünleme, harç ve sıvaların onarımı ve bakım şeklinde belirtilmiş, seçilen onarım yöntemleri için literatürde geçen uygulamalardan yararlanılmıştır.  
Altıncı bölüm çalışmaya dair değerlendirme ve sonuçtan oluşmaktadır. Bu bölümde  arkelojik alanlarda koruma çalışmalarının doğru uygulanabilmesi için yapıların yapım tekniği ve malzeme özelliklerinin iyi bir şekilde analiz edilmesi gerektiği yeniden vurgulanmıştır. Tez kapsamında Geç Antik dönemde önemli bir hac merkezi olan Meryemlik'teki sarnıçlar bu iki ana eksende değerlendirilmiş, bu amaçla alan çalışması esnasında yürütülen belgeleme çalışmalarının devamında çeşitli basit ve ileri analiz çalışmalarının gerçekleştirildiğinden bahsedilmiştir. Sarnıçlarda çeşitli bozulma türlerinin görüldüğünden ve bunlara yönelik farklı koruma önerilerinin geliştirildiğinden söz edilmiştir. Bununla birlikte bölgenin bütüncül bir şekilde korunabilmesi ve külürel mirasın daha iyi yönetilebilmesi için sit alanına yönelik öneriler sunulmuştur.

Abstract:
Documentation and building material characterization studies carried out in archaeological sites are important in order to make appropriate decisions in the conservation projects of architectural ruins in the area. The composition of mortar used in ancient buildings may differ according to the function and location of the structure and provides important data about the technology of the period. Impermeability in water  structures is possible with the use of waterproof plaster which leads to the specialization of material production and technology in cisterns. Documentation of wall construction techniques in cisterns and research on material characterization are essential for future restoration works. It is also empahised by international organisations that in architectural restoration works, it is very important to preserve the technique and the materials of the original structure in order to protect the building and carry it to the future generations. 
In this study, it was aimed to document the building construction techniques of open water reservoirs and closed water cisterns in Ayatekla (Meryemlik) Archaeological Site in Mersin/Silifke and to determine the raw material composition of the mortars and plasters used in the structures. In this context, in-situ research and documentation studies by traditional measurement methods and also numerical measurement techniques through total station were carried out, many photographes were taken from the structures from different views and samples of mortar and plaster which were used in different functions were taken from the constructions. By simple and advanced analysis methods applied in the laboratories, the petrographic, minerological, chemical and physical features of the samples were determined. The samples were evaluated by comparing to each other. As a result of the study, data on the construction techniques, material composition and technology used in the cisterns in Meryemlik were obtained and conservation suggestions were developed for future architectural conservation studies.
The thesis consists of six chapters. The first chapter contains the purpose and the method of the thesis.
The second chapter contains general information about the use of water and water structures in Ancient Age. Archaic, Classical, Hellenistic Period water structures were examined and technological developments in water structures in the ancient period were emphasized. Then, wall construction techniques and material characterization of mortars and plasters applied in Roman period cistern structures were examined in detail. By examining the Byzantine cistern structures under two headings, closed and open cisterns, wall construction techniques and the characteristics of the materials used were stated in the light of the information in the literature.
In the third chapter, the history of the study area is briefly explained and the information in the literature about the process of turning Meryemlik into a very important pilgrimage center is given. After that, general information about the archaeological remains in the ruins and the examination of the cisterns which is the main subject of the thesis were given. The wall construction techniques of the closed and open cisterns in the region were described in detail and measurements were given for the stone and brick materials used. The data obtained were supported by photographs and documentation studies taken during on-site investigations. In light with the data obtained as a result of the examinations, a general evaluation was made about the wall construction techniques used in the cisterns.  
In the fourth chapter, the mortar and plaster samples taken from each building were specified and the points taken on the structures were described through photographs and plan drawings. After that, test methods that have been applied in order to determine the material characterizasion of the samples taken from the cisterns in a holistic way are given. These methods were chosen after searching through international literature and examining various scientific studies that have been carried out. Experiments are grouped as visual analyzes, determination of raw material compositions, petrographic and minerological analyzes and analyzes of water-soluble salts and the results obtained after the tests were shared by using various charts and graphics. This is followed by the acid loss and ignition loss analyzes applied to determine the raw material compositions of the samples. Experiment methods were explained and they were supported by formulas and the binder/aggregate ratios obtained as a result of the tests were shown. The sieve analysis applied to determine the aggregate-size distribution and the observations carried out under the use of stereo-microscope to determine the aggregate percentages were explianed. Under the title of petrographic and mineralogical analyzes, petrographic analyzes carried out on thick sections were explained and the samples were evaluated comparatively by the microscope images obtained. 
Advanced analysis methods such as X-Ray Diffraction (XRD), Scanning Electron Microscope (SEM-EDS) and Thermogravimetric Analysis (TG-DTA) were explained through international literature and the results of the experiments are shared through various visuals, graphics and charts. X-Ray Diffraction (XRD) analysis allows the identification of binders and aggregate types in the mortar. Using Scanning Electron Microscope (SEM), the structure of a mortar can be analyzed in three dimensions at high magnifications and on fractured surfaces it is possible to directly visualize the structural components of the mortar. If SEM is equipped with an X-Ray detector (such as EDX), qualitative detection of chemical elements in the components of the sample is also possible. Thermal methods such as Differential Thermogravimetric Analysis such as TGA allow binders, aggregates and additives to be analyzed and identified.     As a result of salt tests carried out in the laboratory, the types and amounts of water-soluble salts contained in the samples were determined. All the data obtained as a result of the analysis studies were examined comparatively in the last part of the fourth chapter and evaluated in the context of the relationship between the material and the wall construction system. 
The fifth chapter consists the preservation problems of the cisterns studied in Meryemlik and includes conservation recommendations for the problems. Firstly, the causes of deterioration were examined and the types of deterioration encountered by the structures were examined under the headings of structural deterioration, material deterioration and human-induced deterioration. Censervation recommendations for the cisterns were stated as material and surface cleaning, consolidation, integration, repair and maintenance of mortars and plasters and the applications in the literature were used for the selected repair methods.
The sixth chapter consists of the evaluation and conclusion of the study. In this section, it is emphasized again that the construction technique and material properties of the structures should be analyzed well in order for the conservation studies to be applied correctly in archaeological areas. Within the thesis, the cisterns in Meryemlik which was an important pilgrimage center in Late Antiquity were evaluated in these two main axes and it was mentioned that various simple and advanced analysis studies were carried out in the continuation of the documentation studies carried out during the fieldwork for this purpose. It was mentioned that various types of deterioration are observed in the cisterns and that different conservation recommendations are developed for them. In addition, there are also recommendations for the protected area in order to protect the region in a holistic way and to manage the cultural heritage better.
By this thesis, it is aimed that the study will shed light on future architectural conservation studies and help other studies at different archaeological sites dating to the similar period.