Tarihi yapılarda kullanılan malzemelerin fiziko-mekanik özelliklerinin belirlenmesi: Cizre Kalesi (Birca Belek) örneği
Investigation on the physico-mechanical properties of the materials used in the historical structures: A case study of Cizre Castle (Birca Belek)
Yazar: HACERA BAYIK
Danışman: DOÇ. DR. İDRİS BEDİRHANOĞLU
Dicle Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Yapı Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2022
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Bazalt = Basalt ; Bozunma = Decomposition ; Kireç taşı = Limestone ; Tarihi yapılar = Historic structures ; Yığma yapılar = Masonry buildings

Özet:
Tarihi yapılar, bir toplumun geçmişini anlatan en önemli kalıntılardır. Tarihi yapılarda genellikle bölgeye has doğal yapı malzemeleri kullanılmıştır. Bazalt yerel olarak rezervlerinin çok olması ve dayanımının yüksek olması sebebiyle tarihi yapılarda çokça kullanılmıştır. Bazı yapılarda bazaltın kireç taşı ile beraber kullanıldığını görmekteyiz. Bu kullanım genellikle estetik açıdan tercih edildiği düşünülse de iki malzemenin beraber kullanılmasına ilişkin araştırmalar sınırlı düzeydedir. Şırnak İli, Cizre ilçesinde yapılan gözlemsel çalışma sonucunda bölgede tarihi yapılarda yoğunluk olarak bazalt, bazı detaylarda ise kireç taşı kullanıldığı görülmüştür. Bu çalışmada restorasyon çalışması yapılmamış tescilli tarihi bir yığma yapı olan ve Cizre Kalesi'nin bir bölümünü oluşturan Birca Belek (Belek Burcu) inceleme için seçilmiştir. Bu burçta bazalt-kireç taşının beraber kullanılmış olması da bu yapıyı seçmemizdeki diğer bir etkendir. Birca Belek burcu normal burçların aksine köşeli bir geometrik yapıya sahiptir. Bir sıra kireçtaşı, bir sıra bazalt taşından oluşmuştur. Birca Belek'te yapılan gözlemsel incelemeler sonucunda yapıda karşımıza en çok çıkan bozunma formları malzeme kaybı, renk değişimi ve biyolojik yerleşimler olduğu görülmüştür. Bu bozunmaların ağırlıklı olarak yapının kuzey cephesinde ve kireç taşlarında olduğu tespit edilmiştir. Birca Belek'teki kullanılan taşlarının fiziko-mekanik özelliklerini belirlemek için bu burçta kullanılan taşların temin edildiği düşünülen olası bazalt ve kireç taşı ocakları belirlenmiştir. Belirlenen bu ocaklardan taze taş örnekleri alınmıştır. Taze bazalt ve kireçtaşı örneklerinin kuru ve doygun birim hacim ağırlığı, kütlece su emme kapasitesi, gözeneklilik durumu, kuru ve doygun halde P dalgası hızı, termal iletkenlik ve tek eksenli basınç dayanımı gibi fiziko-mekanik özellikleri deneyler ile belirlenmiştir. Bunlara ek olarak bozunma davranışlarını belirlemek amacıyla MgSO4 ve Na2SO4 tuzu kristallendirme gibi yaşlandırma testleri de yapılmıştır. Bu çalışmalar, taş yapı endüstrisine bazalt ve kireç taşlarının fiziko-mekanik özellikleri ve bozunma davranışlarının önceden tahmin edilebilmesi yönünden önemli bir veri kaynağı olacaktır. Taze bazalt ve kireçtaşı örnekleri ile Birca Belek'ten alınan bazalt ve kireç taşı örneklerinde yapılan ince kesit, XRD ve XRF sonuçlarına göre Birca Belek'teki kireç taşlarına yakın olan 1. grup kireç taşının termal iletkenlik katsayısının diğer gruplara göre daha yüksek olduğu görülmüş ve bu durum yapıda kireç taşlarında bulunan çatlak gelişimleri ile ilişkilendirilmiştir. Tüm bu deneyler ve tespitler sonucunda Birca Belek'te kullanılan bazalt ve kireç taşlarına yakın özellik gösteren bazalt ve kireç taşı ocakları tespit edilmiştir. Bu tespitin yapıdan alınacak daha çok örnekler ile de kesinleştirilmesine ihtiyaç duyulmaktadır.

Abstract:
Historical structures are the most important relics of the history of a society. Locally available materials have been used in most of the historical structures. Natural stones specific to the region are often used in historical buildings. Basalt has been used a lot in historical buildings due to its strenght and durability. It has been observed that, in some historical structures, basaltic stones have been used together with limestones. Although this use is generally considered aesthetically preferred, research on the use of two materials together is limited. As a result of the observation on historical structures located in Cizre( a town of Sirnak province), mostly basalt has been used in historical buildings and limestone has been used in some details. Birca Belek (Belek Bastion) has been chosen to be investigated this study because of those facts; It is registered historical masonry structure that has not been restored before and basalt-limestone were used together. This bastion has a square structure compared to normal bastion. This bastion consists of a row of limestone and a row of basalt stones. As a result of observational reviews in Birca Belek was seen that the most common forms of deterioration in the bastion were material loss, discoloration and biological colonization. These deteriorations are mostly located on the northern façade and in limestones of the bastion. For determine the physic-mechanical properties of the stones used in Birca Belek, possible basalt and limestone quarries were identified, which are thought to have supplied the stones used in this bastion. Fresh samples have been taken from these determined quarries. Physic-mechanical properties such as dry and saturated unit volume weight, mass water absorption capacity, porosity, dry and saturated P ultrasonic wave speed, thermal conductivity and single-axis pressure resistance of fresh basalt and limestone samples have been determined. In addition, aging tests such as MgSO4 and Na2SO4 salt crystallization were performed to determine deterioration behaviour. These studies will be an important data source for the stone structure in terms of defining the physic-mechanical properties of basalt and kietas and predicting deterioration behaviour. Fresh basalt and limestone samples and basalt and limestone samples taken from Birca Belek, thin section, XRD and XRF results showed that the thermal conductivity coefficient of the 1st group of limestones close to the limestones in Birca Belek was higher than in other groups and this was associated with crack development in limestones in the structure. As a result of all these studies and determinations, it was determined that it would be appropriate to use basalts from the possible quarry designated as basalt in Birca Belek and 1st group of limestone as limestone in future restoration studies. This determination needs to be confirmed with regular examples from the Birca Belek bastion.