T.C.
İstanbul Üniversitesi
Sosyal Bilimler Enstitüsü
Taşınabilir Kültür Varlıklarını Koruma ve Onarım Anabilim Dalı
Yüksek Lisans Tezi
GÜVERCİNKAYASI KERPİÇ
KARAKTERİZASYONU
SİNA NOEİ
2501080780
Tez Danışmanı
Doç. Dr. Ahmet Güleç
İstanbul 2011
Bu çalışma, İstanbul Üniversitesi Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir.
Proje No: 6551
ÖZ
Bu çalışmada, Güvercinkayası’nda bulunan kerpiç harçlarının görsel analizi,
tane boyutu dağılımı analizi, Hidrometre analizi, Atterberg limitlerinin belirlenmesi,
kalsinasyon ve asitle muameleden sonra stereo ve polarizan mikroskop, petrografik,
XRD (X Ray Diffraction) ve ICP (Inductiveli Coupled Plasma), SEM-EDX ve BET
analiz yöntemleri kullanılarak yapılmıştır. Bu analizlerle kerpiç harç ve sıvaların
içerikleri belirlenmiş, dönemine ait harç ve sıva teknolojisi belirlenerek referans
değer olarak literatüre katkı sağlanmasının yanında onarım aşamasında benzerlerinin
üretilmesi için harç ve sıva karışımları tespit edilecektir. Yapılan analizlerin
sonuçlarına göre, Güvercinkayası’ndaki kerpiç bloklar, dam çökükleri ve taban
sıvalarında tüf nitelikli mineraller ve yüksek oranda kireç tespit edilmiştir, sadece
duvar sıvalarında kullanılan çamur harçlarda montmorillonit ve klorit kil mineralleri
bulunmuştur. Böylece Güvercinkayası’nda yapı teknolojisi değiştirilmezken,
onarımda kullanılan yeni harç ve sıvaların orijinal malzemeler üzerine fiziksel ve
mekanik baskı yapması da engellenmiş olacaktır.
ABSTRACT
In this study, the adobe mortars and mud bricks from Güvercinkayası
excavation will be analysis by using visual, Hidrometry, Atterberg Limits,
calcinations, acid reaction, spot test, analytical methods, texture (stereo microscope),
Petrographic, XRD, ICP-MS, SEM-EDX and BET. By carrying these analytical
methods, the composition and the technologies of adobe mortars and mud bricks will
be identified. By using these compositions in restoration mortars, the production
technology of mortars will not change and physico-mechanical stresses on original
material will be prevented.
i
ÖNSÖZ
Bu tez çalışmasında, Aksaray ilinin Çatalsu beldesinde bulunan ve Orta
Kalkolitik (MÖ 4750-5200) döneme tarihlenen Güvercinkayası kazısında bulunan
kerpiç bloklar, dam çökükleri ve duvar sıvalarının karakterizasyonu konu edilmiştir.
Öncelikle, bütün hayatım boyunca bana hem maddi ve hem manevi olarak
desteklerini sürdüren ve yardımlarını esirgemeyen annem Ruhbakş Kazemi, babam
Manuçehr Noei ve abim Varahram Noei’ye sonsuz teşekkür ve şükranımı sunarım.
Sevgili hocam Prof. Dr. Sevil Gülçur’a, kazısında hem Arkeoloji bilimi
hakkında ve hem de hayat hakkında bana öğrettiklerinden ve bana destek verip,
güvenerek kazısında bulunan malzemeleri çalışmak üzere verdiği için sonsuz
teşekkür ederim. Ayrıca lisans döneminden itibaren bilimsel tartışmalarla bana
birçok şey öğreten hocam ve danışmanım Doç. Dr. Ahmet Güleç’e de çok teşekkür
ederim.
İstanbul Üniversitesi Toprak Anabilim Dalı Laboratuarında hidrometry
analizinin bütün detaylarını bana öğreten ve analizlerin yapımında bana vakit ayıran
ve yardım eden hocam Doç. Dr. Orhan Sevgi’ye şükranlarımı sunarım.
XRD analizlerimi, hiçbir karşılık beklemeden ve saatlerce zaman ayıran Prof.
Dr. Sinan Öngen, Doç. Dr. Davut Laçin ve Doç. Dr. Namık Aysal’a ve İstanbul
Üniversitesi Jeoloji Bilim Dalı Laboratuarı’na sonsuz teşekkür ederim.
KUDEB Laboratuarı’nda çalışan meslektaşlarım ve sınıf arkadaşlarım olan
Ergün Çağıran ve Fatih Kocaışık’a, elek analizlerimin yapımında bana
yardımlarından dolayı teşekkür etmek isterim. Ayrıca tezi hazırlama aşamasında
bana her türlü bilgisayar desteği sağlayan meslektaşım Tuba Akar’a çok teşekkür
ederim.
Sina Noei
Mayıs 2011
ii
İÇİNDEKİLER…………………………………………………………………Sayfa
Öz- Abstract…...……………………………………………………………….……i
Önsöz……………………………………………………………………………......ii
İçindekiler………………………………………………………………………..…iii
Tablo Listeleri………………………………………………………………………vii
Resim Listeleri………………………………………………………………..……viii
Şekil Listesi…………………………………………………………………………ix
Kısaltmalar Listesi………………………………………………………..…………x
1. GİRİŞ…………………………………………………...……………….….…..1
2. TOPRAĞIN OLUŞUMU VE KİLLERİN ÖZELLİKLERİ..…..……..4
2.1.Toprağın Yapısı ve Oluşumu....................................................................4
2.2. Kil Minerallerinin Yapısı ve Oluşumu………………………...….…….9
2.3. Kil Minerallerinin Kristal Yapısı………………………………...…….11
2.4. Kil Minerallerinin Sınıflandırılması………………………………...….13
2.4.1.İki Tabakalı Kil Mineralleri………….……………………….14
2.4.2.Üç Tabakalı Kil Mineralleri……………………………...…...16
2.4.3. Dört Tabakalı Kil Mineralleri…………………………….…..19
2.4.4. Alofan ……………………………………………….……….20
2.5. Kerpiç Yapım Yöntemleri……………………………………….….…21
2.5.1. Nehir ve Göl Kenarlarından Kesilerek Çıkarılan Kerpiçler….21
2.5.2. Pisse Tekniği………………………………………………….21
2.5.3. Dövme Tekniğiyle Kerpiç Duvar Yapımı………………...….22
2.5.4. Omurgalı Kerpiç Duvar Yapımı……………………..…….…22
2.5.5. Hatıllı Kerpiç Duvar…………………………….….…...……22
iii
2.5.6. Yığma Kerpiç Duvar Örme Tekniği……………………….…23
2.5.7. Kerpiç Bloklar İle Duvar Örme Tekniği…………….………..23
3. GÜVERCİN KAYASI MALZEMESİ VE İÇERİĞİ………….………..25
3.1. Güvercinkayası Tarihçesi ve Yapı Malzemesi………………….……...25
3.2. Güvercinkayası’nda Belgeleme Çalışmaları…………………………...27
3.3.Tarihi Eserlerde Genel Koruma Basamakları…………………………..29
4. KERPİÇLERDE BOZULMA NEDENLERİ……………..…..….….…..34
4.1. Fiziksel Bozulmalar……...………………………………….……...…..34
4.1.1. Yükselen Nemden Dolayı Oluşan Bozulmalar…………...…..34
4.1.2. Yağmurdan Kaynaklanan Bozulmalar……….…………….…35
4.1.3. Ortamdaki Nem ve Suda Çözünebilir Tuzlarından Kaynaklanan Bozulmalar………………………………………….…………..…..35
4.1.4. Sürekli Yağmur ve Rüzgârla luşan Bozulmalar………....…...35
4.1.5. Sıcaklık ve Bağıl Nemden Kaynaklanan Bozulmalar…..……36
4.1.6. Sürekli Nemli Ortamlarda Oluşan Bozulmalar…………..…..36
4.1.7. Yüksek Sıcaklıktan Kaynaklanan Bozulmalar………….……36
4.1.8. Düşük Sıcaklıktan (Soğuktan) Kaynaklanan Bozulmalar…....37
4.1.9. Sürekli Değişen Hava Sıcaklığından Kaynaklanan Bozulmalar…………………………….…………..……………......37
4.1.10. Suda Çözünen Tuzlardan Kaynaklanan Bozulmalar………..37
4.1.11. Yapım Malzemelerinden Kaynaklanan Bozulmalar…….......38
4.1.12. Rüzgardan Dolayı (erozyon) Oluşan Hasarlar……………...38
4.2. Kimyasal Bozulmalar…………………………………………………..38
4.3. Biyolojik Bozulmalar……………………………………………….....39
iv
4.4. Yanlış Müdahaleler Sonucu Oluşan Tahribatlar……………………….40
4.5. Depremlerden Kaynaklanan Tahribatlar……………………………….40
4.6. Yangından Kaynaklanan Bozulmalar……………………..…………....41
5.KERPİÇLER ÜZERİNDE YAPILAN ÇALIŞMALAR………...….….42
5.1. Örneklerin Görsel Tanımları…………………………………………...42
5.2. Fiziko-Mekanik Analizler.……………………………………………..43
5.2.1. Elek Analizi………………………………………….……….44
5.2.2.Hidrometre Analizi.………………………………..……...…..44
5.2.3. Atterberg Limitleri…………………………………...……….45
5.2.4. Nem Miktarı………………………………………….……....47
5.2.5.Özgül Ağırlık………………………………………….………47
5.3.Petrografik Analizler…...…...…………………………………..47
5.4. Basit Kimyasal Analizler…………………………………….….……...48
5.4.1. Asitle Muamele Analizi……………………………….….......48
5.4.2. Kızdırma Kaybı Analizi………………….……….…………..48
5.4.3. Tuz Testleri……………………………………………..…….49
5.4.4. Yağ Ve Protein Testi…………………………………...…….50
5.4.5.Organik Madde Analiz…………………….………………….51
5.5. Aletli Analizler…………………………………….…..……….51
5.5.1. SEM-EDX Analizi……………………………………………51
5.5.2. XRD Analizi………………………………………………….51
5.5.3. ICP-MS Analizi………………………………………...…….52
5.5.4. BET Analizi…………………………………………...……...52
v
6. ANALİZL SONUÇLARI……………………....………….…..……...……53
7. KERPİÇLERİN KORUMA VE ONARIMINA YÖNELİK ÖNERİLER………………………………………………....…………….……...63
7.1. Kazıl Alanında Bulunan Kerpiçlerin Tekrar Gömülmesi………....……64
7.2. Çatı İle Kerpiç Eserlerin Korunması…………………………...………65
7.3. Çamur Harçlarla Koruma………………………………………...…….66
7.4. New Mexico da Yapılan koruma denemeleri……………………...…...66
7.5. Güvercinkayas’ında Yapılan Deneysel koruma Uygulamalar……...….67
7.5.1. Paraloid B 72 ile Sağlamlaştırma ………………………...….67
7.5.2. P.V.A. ile Sağlamlaştırma…………………...…………….....68
7.5.3. Etil Silikat ile Sağlamlaştırma…….………………….………68
7.5.4. Primal AC 33 ile Sağlamlaştırma…………………….………70
8. SONUÇ………………………………………………………………………..72
9. KAYNAKÇA…………………………………………………………...……74
10.TABLOLAR…………………………………………………….……..….....83
11. RESİMLER…………………………………………………………………89
12. ŞEKİLLER …………………………………………………………...…....94
vi
TABLO LİSTESİ
1. Tablo: Kil Minerallerini Sınıflandırılması……………..………………………...83
2. Tablo: Asitle Muamele, Kalsinasyon ve Kalsinasyon sonrası Elek Analizi
Sonuçları……………………………………………………………………………84
3. Tablo: Elek Analizi................................................................................................84
4. Tablo: ICP Analizi Sonuçlarının Karşılaştırılması……………………………….85
5. Tablo: Hidrometry Analiz Sonuçları…………………………………………….86
6. Tablo: Tuz, Yağ, Protein, Özgül Ağırlık ve Organik Madde Test Sonuçları……87
7. Tablo: SEM-EDX Sonuçları…………………………………………………....87
8. Bet Analiz Sonuçları Tablosu…………………………………………………....88
vii
RESİM LİSTESİ
Resim 1. Güvercinkayası Genel Görünümü………………………………………89
Resim 2. Kerpiç Bloklar…………………………………………………………..89
Resim 3: Çıkan Kerpiç Blokların Fotoğrafı………………………………………90
Resim 4.Taban Sıvasının Periyodik Bakımlarla Kat Kat Oluşumu………………90
Resim 5. Üzerinde Saz İzleri ve Saz Bulunan Dam Çöküğü Örneği……………..91
Resim 6. 8. Örneğin Polarizan Mikroskop Fotoğrafı……………………………..91
Resim 7. Örnek 1, 1. Bölge SEM Görüntüsü……………………………………..92
Resim 8. Örnek 1, 2. Bölge SEM Görüntüsü……………………………………..92
Resim 9. Örnek 3, 1. Bölge SEM Görüntüsü……………………………………..93
Resim10. Örnek 3, 2. Bölge SEM Görüntüsü……………………………………..93
viii
ŞEKİL LİSTESİ
Şekil 1. Kil minerallerinin yapısı………………………………………………...…94
Şekil 2. Kil Minerallerinin Yaprakçıklarının Arasına Su Moleküllerinin Girişinin
Mineralin Tabakalı Yapısı İle İlişkisi. (Kantarcı, 2000)……..…………………….94
Şekil 3. Güvercinkayası’nın Basitleştirilmiş Planı…………………………………95
Şekil 4. Kil, Silt ve Kum Miktarına Göre Toprak Üçgeni (Kantarcı, 2000)…..…..96
Şekil 5. Yanlış Malzeme Kullanımından Dolayı Kaynaklanan Bozulmalar…..…...96
Şekil 6. 1. Örnek XRD Grafiği………………………………...………….……….97
Şekil 7. 2. Örnek XRD Grafiği…………………………………………….…...….97
Şekil 8. 3. Örnek XRD Grafiği……………………………………………….……98
Şekil 9. 5. Örnek XRD Grafiği………………………..…………………….……..98
Şekil 10. 6. Örnek XRD Grafiği……………………………...…………….……...99
Şekil 11. 8. Örnek XRD Grafiği………………………………….………….……99
ix
x
KISALTMALAR LİSTESİ,
ICCROM : International Center for the Study of the Preservation and Restoration of Cultural Property
IIC : International Institute for Conservation of Historic and Artistic Works
M.Ö. : Milattan Önce
g : Gram
mg : Miligram
ml : Mililitre
mm : Milimetre ◦C : Derece Santigrat
W : Weight
µ : Mikron
l : litre
ppm : Percent Per Million
m2 : Metre Kare
m3 : Metre Küp
cm3 : Santimetre Küp
nm : Nanometre
cm : Santimetre
vs : ve Saire
vb : ve Benzeri
Yz.Aln. : Yüzey Alanı
Göz. : Gözeneklilik
Mkt. : Miktar
Avr. : Averaj
1. GİRİŞ
Önceleri, mağaralarda yaşayan insanlar avcılık ve besin toplayıcılığıyla
geçiniyordu. Buzulların erimesi ve iklim koşullarının değişimiyle birlikte insanlar
mağaralardan çıkmış ve ilk olarak dallardan yararlanılarak basit barınaklar, daha
sonrada kulübeler yapmaya başlamıştır. Bu sürecin devamında hayvan ve bitkilerin
evcilleştirilmesiyle birlikte, ilk köyler kurulmaya başlanmıştır. Bu köylerin
kurulmasıyla ilkel barınaklar yerini killi toprak ve suyun karışımından oluşan kerpiç
evlere bırakmıştır.
Kerpiç, günümüzden yaklaşık on bin yıl öncesinden beri insanların barınmak
için yararlandıkları yapı malzemelerinin en çok kullanılanıdır. Tuğla ve çimento
endüstrisinin gelişmesi ile birlikte şehir yapılarında kullanımından vazgeçildiği halde
ekonomik nedenlerle kerpiç kırsal kesimde hala kullanılmaktadır. Diğer yapı
malzemelerinin geri dönüşümü söz konusu olmadığı halde kerpiç öğütülüp,
ıslatılarak yeniden kullanılabilmekte ve zaman içinde toprağa karışarak doğaya zarar
vermemektedir. Kerpicin ısı tutucu bir malzeme olması, kışın ısıtma, yazın soğutma
enerjisinden ve yakıttan tasarruf sağlamaktadır. Ayrıca kerpiç yapı, uygun ısı ve nem
dengesi ile sağlık açısından da iyi bir biyoklimatik konfor sağlamaktadır
(Akman,1996).
Bu malzemenin diğer yapı malzemelerine göre en önemli avantajı ham
maddesinin hemen hemen her yerde bulunabilmesi ve kolay şekil almasıdır.
Mesapotamya, Anadolu, Kafkasya ve İran da yapılan kazılarda bulunan ve Neolitik
döneme tarihlenen kerpiçler önceleri elde şekillenmiş çamur harçlarından yapılmış
veya nehir kenarlarında oluşan yataklardan direkt olarak kesilerek yapıda
kullanmıştır*. Daha sonraları ise hazırlanan çamur harcının kalıplara dökülüp güneş
altında kurutulmasıyla daha sağlam ve dayanıklı kerpiç bloklar üretilmiş ve yapılarda
kullanılmıştır.
Ancak kerpiç günümüz gereksinimlerine cevap verebilecek nitelikte değildir.
Toprak malzemenin en büyük iki sakıncası basınca karşı dayanımının az, su ve
rutubete karşı duyarlılığın fazla olmasıdır. Günümüzde Arkeolojik kazılar sonucu
* Bakınız kerpiç yapım yöntemlerine.
1
ortaya çıkan kerpiç yapıların korunması en önemli sorun olarak karşımıza
çıkmaktadır. Bu konuya yönelik çalışmalarda kerpiç harçlarına kireç, çimento, alçı,
uçucu kül veya sağlamlaştırma ve su itici özellikleri olan bazı kimyasal, inorganik ve
organik maddeler katılarak dayanımı arttırılmaya çalışılmıştır.
Ancak tarihi yapıların korunmasındaki önemli ilkelerden biri, koruma amaçlı
uygulamaların orijinal malzemenin niteliklerini değiştirmeden yapılmasıdır
(Licciardi, v.d. 2008: 41). Bu kural göz önüne alındığında yukarda bahsedilen katkı
maddelerin kullanımı orijinal malzemenin içeriğini değiştirecek olması, eserin
otantiklik değerinde kayıplara neden olacağı için, bu malzemelerin kullanımı çok
doğru olmamaktadır.
Kerpiç yapılarının koruma ve onarım çalışmalarının teşhis aşaması genelde üç
başlık altında yapılmaktadır. Bunlardan birincisi, kerpiçlerin üretiminde kullanılan
malzemelerin karakterizasyon çalışmalarıdır. Bu tip çalışmalar kerpiçlerin
içeriklerinin saptanması, harçların hangilerinin birbirine benzeştiğinin tespiti ve
sonuçların bir veri tabanı haline getirilmesine yöneliktir. İkincisi, malzeme
karakterizasyonu ile birlikte uygun harç üretimi ve yapılan deneylerle değişik
organik ve inorganik maddelerin davranışlarını anlamak ve orijinal malzemeye
uygun olan sağlamlaştırıcı ve su itici gibi malzemelerin denenerek uygunluğunun
tespit edilmesidir. Üçüncü tip çalışmalar ise, yerel bölgede bulunan toprağın
niteliğinin, yapıda kullanılan inşaat tekniklerinin araştırılması, yakında bulunan kil
yatakların belirlenerek bunlardan alınan örneklerin analizinin yapılması, içerik
analizlerinden elde edilen verilerle karşılaştırılıp orijinaline uygun olan harçların
saptanması ve o dönemin inşaat teknikleriyle uygun harç ve blokların üretilmesidir.
Üçüncü tipte çalışmalar için, laboratuar çalışmalarının yanı sıra alanda
yapılan bazı basit deneylerle çok faydalı verilere ulaşmak mümkündür. Bu tür
çalışmalarda örnek alma safhasında, örneklerin yüzeye yakın yerlerden alınmaması
gerekmektedir (Dehkordi 2008: 216). Örnekler alınırken toprak çeşidinin
belirlenmesi için basit testlerle (“odor, touch, adhesion, water retention test,” v.b.)
toprağın cinsi hakkında çok faydalı bilgiler sağlanabilmektedir (Houben, 2003: 48).
2
Yapılan bu çalışmada Güvercinkayasının kerpiç blokları, dam çökükleri ve
taban ve duvar sıvalarının karakterizasyonu konu edilmiştir. İleri analiz teknikleri ile
yapılan analiz sonuçları karşılaştırıldığında, basit kimya laboratuarında yapılan
analizlerin sonuçlarının desteklendiği ve uygulama yapmak üzere hazırlanacak
malzemeler için yeterli olduğunu göstermiştir. Bu çalışmada kerpiçlerin içeriğinin
belirlenmesi sonucunda kazı alanında yapılmak istenen rekonstrüksiyon,
sağlamlaştırma ve dolgu gibi onarımlarda orijinal malzemeye en yakın olan
karışımların belirlenmesi ve bu doğrultuda uygulamaların yapılması
sağlanabilecektir.
3
2. TOPRAĞIN OLUŞUMU VE KİLLERİN ÖZELLİKLERİ
2.1.TOPRAĞIN YAPISI VE OLUŞUMU
Magmatik, metamorfik ve sedimenter kayaçlar, fiziksel, mekanik ve kimyasal
etkenlerle parçalanıp, dağılmaları, yani ürünler oluştuması ve yer değiştirmesi
sonucunda toprağı oluştururlar. Ana kayadan veya topraktan koparak ayrılan parçalar
değişik yöntemlerle yer değiştirebilirler. Kayalardan kopan ve ağırlıkları yüzünden
yamaçlardan aşağıya doğru yuvarlanıp yamaçların sonunda biriken topraklara
yamaçlardaki “birikinti topraklar (Colluvial deposits)”, çöllerde oluşup rüzgar ile
hareket eden ve genelde kil içermeyen parçacıklara “yel kökenli birikintiler (Aeolian
deposites)”, buzulların hareketleriyle yer değiştiren ve aşındırılan topraklara
“buzulların biriktirdiği topraklar (glacial deposites)” denmektedir. En genel toprak
oluşumu ise nehirlerle taşınan ve suyun hızına bağlı olarak yer değiştirme ile oluşan
değişik yapıdaki çökellerdir. “Alüvyonlu birikintiler (Alluvial deposites)” olarak
isimlendirilen bu tür toprakların taşınması sonucunda, bir bölgede değişik içerikte
topraklar meydana gelebilmektedir (Jiyao, 1990: 73).
Toprağın, magmatik kayaçların ufalanıp ayrışmasıyla oluşmuş inorganik
malzemeler ile canlıların atıklarından oluşan organik malzemenin fiziksel ve
kimyasal ayrışmaları sonucu oluştuğunu bilmekteyiz. Toprak bu inorganik ve
organik kökenli maddelerin yanı sıra su ve boşluk (gözenek) içermektedir (şekil 1).
Genel olarak toprakların inorganik kısım yaklaşık % 45, organik kısım %5, kalan
%50 ise su ve boşluk kısmıdır (Akalın, 1988: 12).
Toprağın inorganik kısmında, ya kayaların ufalanıp ayrışmaları sonucu oluşan
veya sonradan oluşan iki tip mineral vardır. Bunların bir kısmı ana kayadan sadece
fiziksel olarak ayrılıp, kimyasal değişmelere uğramadan varlıklarını aynen
sürdürenlerdir. Bunlara orijinal veya birincil (primer) mineraller adı verilir. Örneğin
kuvars ve feldspat topraklarda en fazla rastlanan birincil minerallerdendir. Eğer bir
mineral, birincil minerallerin sıcaklık, gaz veya sıvıların etkisi ile kimyasal içerik
olarak değişmesi sonucunda meydana gelir ve orijinal yapı ve bileşimlerini
4
değiştirerek tamamen farklı bir yapı ve bileşime dönüşürse bu minerallere ikincil
mineraller denir (Knobel, 1998: 63).
Kil minerallerinin büyük bir kısmı ile hematit, limonit ve jips ikincil mineral
gurubunun önemli örnekleridir. Killer, toprakların fiziksel özellikleri üzerinde
değişik etkiler yapmaktadır. Ayrıca organik maddeler, toprak tanelerinin birleşerek
agregaları meydana getirmesini ve su tutma kapasitesinin artmasını sağlar (Price,
1984:165).
Toprağın daha çok yüzey kısımlarında yer alan organik maddeler, gerek
toprakların oluşumunda gerekse oluşmuş bulunan toprakların özellikleri üzerinde
çok önemli etkilere sahipler. Toprakta bulunan bitkisel ve hayvansal artıklar
mikroorganizmaların yaşama ve beslenme ortamlarını oluştururlar. Bu
mikroorganizmalar organik artıkları ayrıştırarak ince dağılmış, koloidal yapılı olan
toprakların koyu renkli olmasına neden olan ve humus adı verilen maddeyi
oluştururlar. Humusun katı, gaz ve sıvı maddeleri absorblama özelliği killerden en az
üç kat daha fazladır. Bu özelliği yüzünden az miktardaki humus, toprağın fiziksel ve
kimyasal özellikleri üzerinde killer kadar, hatta daha da etkili olmaktadır (Irmak,
1972 : 89).
Toprak içindeki boşluklarda su ve hava vardır. Kaynağını yağışlar ve
sulamanın oluşturduğu su, toprakların oluşumunda fiziksel, kimyasal ve dolaylı
olarak da biyolojik yollardan büyük etki sahibidir. Toprak içeriğindeki hava veya
toprağın gaz fazı, mevcut su miktarı ile ters orantılı olarak değişmektedir. Bileşimi
atmosfer ile benzer olan toprak havasında atmosfer havasına göre yaklaşık 10-20 kat
kadar fazla karbondioksit (CO2) bulunmaktadır. Çünkü bitki kökleri ve
mikroorganizmalar gelişirken solunumlarında oksijen kullanmakta ve bunu
karbondioksit halinde geri vermektedirler. Toprak havasındaki karbondioksit (CO2)
su ile birleşerek karbonik asit oluşturmaktadır ( Jackson, 2005: 49).
H2O (su) + CO2 (gaz)→ H2CO3 (karbonik asit)
Toprağı cansız ve canlı olmak üzere de iki bölüme ayırıp incelemek
mümkündür (Kantarcı, 2000: 51). Cansız bölümde katı kısım ve katı kısmı oluşturan
parçacıkların arasında boşluk kısmı vardır. Bu boşluk kısım toprağın havası ve suyu
5
tarafından doldurulur. Toprağın canlı kısmını ise toprağa bağlı olarak yaşayan
hayvanlar ve bitkiler oluşturmaktadır.
Toprağın cansız (katı) kısmı fiziksel parçalanma ile dağılmış, kimyasal
reaksiyonlarla ayrışmış maddelerden oluşur. Taş ve çakıl toprağın iskeleti olarak
kabul edilir ve toprağın kaba kısmını oluşturmaktadır. Toprağın ince kısmı silt ve
kilden oluşmaktadır. Amerikan standartlarına göre (ASTM D 422) tane boyu
sınıflandırmasında, 0.002 mm çapından ufak olan tanelere kil, 0.002 ile 0.075 mm
çapında olanlara silt, 0.075 mm ile 2.36 mm çapında olanlara kum, 2.36 mm ile 63
mm arasındaki tanelere çakıl, 63 mm ile 200 mm arasında olanlara iri çakıl ve 200
mm den büyük çapta olan agregalar ise taş denmektedir (Kalinski, 2006: 31).
Toprağın inorganik yapısını oluşturan bu maddelerin tane çaplarına göre
yapılan uluslararası değişik sınıflandırmalar vardır. Bu çeşitli sınıflandırmalar
toprakla uğraşan değişik disiplindeki bilim adamlarının (İnşaat, Ziraat, Jeoloji v.d )
kendi çalıştıkları alanın amaçlarına göre yaptığı sınıflandırmalardır.
Toprağın içeriğinde, oluştuğu ana kayada bulunan minerallerden bir kısmı
ayrışmadan bulunurlar. Ana kayadaki minerallerin ayrışmaya dayanıklılığı ve
ayrışmanın hızı, bu minerallerin toprakta bulunuşunu ve miktarlarını etkiler. Ana
kayadaki minerallerden özellikle kuvars, çok güç ayrıştığı için, kuvarslı kayalardan
oluşmuş topraklarda bol miktarda bulunur. Kuvars silikatlarının hidroliz ve
oksitlenme ile ayrışması ve silisin serbest kalması ile ikincil olarak da oluşabilirler.
Kuvars genellikle toprağın kum bölümünü oluşturur. Ancak ufalanarak kil ve silt
boyutuna kadar küçülmüş kuvars kristalleri de bulunmaktadır. Akarsuların yığdığı
kumlar ve rüzgar kumlarından oluşmuş topraklarda kuvars oranı %95’e kadar
çıkabilmektedir (Burt, 2009: 116).
Ilıman bölgelerdeki topraklarda feldspat oranı % 50-55 arasında olup bu
feldspatların %80-90’ı alkali feldspat olan ortoklas ve albitten oluşmaktadır.
Potasyumlu feldspatlar (ortoklas) ile sodyumlu feldspatlar (albit) daha güç
ayrıştıkları halde kalsiyumlu feldspatlar (anortit) ile sodyumlu-potasyumlu
feldspatlar (albit-anortit karışımı olan plajyoklaslar) daha kolay ayrışırlar. Toprağın
içinde piroksenlere, amfibollere, olivine ve biotite genellikle az miktarda rastlanır
(Irmak 1972: 79).
6
Toprakta yukarda bahsedilen minerallerden başka magnetit, ilmenit, titanit,
rutil, zirkon, turmalin v.b. ağır mineraller daha az (%1-2) bulunurlar. Ayrışma ve
yeniden bir araya gelme sonucunda oluşan kalsit, gibs gibi ikincil mineraller,
toprakta önemli miktarlarda bulunmaktadır.
2.1.2. Topraktaki Oksitler
Toprağın oluşumu ve gelişimi sırasında ayrışma ürünleri olarak meydana
gelen maddeler arasında çeşitli metal hidroksitler bulunmaktadır. Bunlar demir,
alüminyum, manganez ve silisyumun hidroksitleri olup, ortamda su bulunduğu
durumlarda metal oksihidroksitleri ve oksitleri ile silis asidi arasında meydana gelen
reaksiyonları sonucunda oluşur. Sonradan suyun kaybı ile hidroksitler tekrar
oksitlere dönüşmektedirler (Kantarcı, 2000: 56).
2.1.2.1. Silisyum Oksitler
Yeryüzünde en fazla bulunan minerallerden biri olan kuvars, sağlam bir
yapıya sahip olduğu için ısı, basınç ve suyun çözücü gücüne karşı dirençlidir.
Toprakta bulunan silisyum dioksitin (SiO2) kaynağı ana kayaların içeriğindeki kuvars
mineralleridir. Silikatların ayrışması sırasında açığa çıkan silisyum dioksit (SiO2),
normal sıcaklıkta α-kuvarsı, yüksek sıcaklıklarda ise (volkanik kayaçlarda) ß-kuvarsı
oluşturur. Silikatların ayrışma sırasında çıkan ortosilis asidi (H4SiO4) su kaybederek
kuvarsa (SiO2) dönüşür. H4SiO4→ SiO2+2H2O↑
2.1.2.2. Alüminyum Oksitler
Silikatların ayrışması sırasında alüminyumun önemli bir kısmı alüminyum
oksit (Al2O3) halinde kil minerallerinin oluşumunda yer alır. Oktahedral yapıdaki
alüminyum oksit ile tetrahedral yapıdaki silisyum oksidin kil minerallerinin tabakalı
7
yapısını oluşturur. Ayrışma ürünlerinin bir kısmı yıkanıp giderken, bir kısmı da gibsit
halinde çöker.
2.1.2.3. Demir Oksitler
Magmatik kayaların demirli mineralleri ayrışma sırasında oksitlenerek Fe2O3
(Hematit) haline dönüşürler. Hematit in rengi esmer kırmızı veya kiraz kırmızısıdır.
Bütün kayalarda, az miktarlarda bulunur ve özgül ağırlığı 5,2 g/cm3’dir. İndirgenme
koşulları oluşmuş ise demir iki değerli olarak, demir karbonatı (siderit, FeCO3),
demir fosfatı (vivianit, FeHPO4), demir sülfatı (FeSO4) ve demir sülfiti (FeSO3)
oluşturur. Demir oksitlerin amorf veya kristal halde bulunmaları, kristal şekilleri,
bileşimleri, toprağın oluşumuna önemli katkıda bulunur. Nemli ve ılık iklim
şartlarında değerli demir iki hidroksit Fe(OH)2 ve demir oksihidroksit FeOOH veya
demir üç hidroksit Fe(OH)3 oluşur. Demir hidroksitler amorf yapıda esmer renkte ve
kil boyutlarındadır. Bunlara kısaca amorf demir hidroksitler denir. Toprağın
esmerleşmesi bu amorf kristaller yüzündendir. Bunlar pozitif elektrik yüküne
sahipler ve negatif elektrik yüklü olan kil mineralleri ile bağlanırlar.
2.1.2.4. Mangan Oksitler
Piroksenler, amfiboller ve mikalardan biyotit gibi bileşiminde mangan
bulunan silikatların ayrışması ile mangan oksitler de oluşur. Zayıf asit, nötr veya
hafif baz ortamda silikatların hidrolizi sırasında Mangan üç hidroksit
(Mn(OH)3.nH2O) amorf olarak oluşur. Amorf Mangan üç hidroksit (Mn(OH)3.nH2O)
aynen demir üç hidroksit ve amorf alüminyum üç hidroksit gibi toprakta yıkanma,
birikme gibi olaylarda etkili olur, organik bileşiklerle organomineral bileşikler yapar
ve toprağın oluşumu ile gelişiminde rol alır. Tamamı koyu esmer-siyahımsı renkte
olan mangan oksitler, demir oksitlerle birlikte bulundukları için demir oksidin
toprağa verdiği kırmızı pas veya esmer rengin daha koyu görünmesine sebep olurlar.
8
Mangan oksitlerin magmatik minerallerdeki miktarları az olduğu için topraktaki
oranları azdır.
2.2. KİL MİNERALLERİNİN YAPISI VE OLUŞUMU
Kil minerallerinin yapısı önceleri yuvarlak olarak kabul ediliyordu. Ancak
daha sonraki araştırmalar sonucu üst üste konulmuş levhalardan oluştuğu
anlaşılmıştır. Bu minerallerin boyutları ve yapısı mineralojik yapı ve oluşum
şartlarına bağlıdır. Bazı parçacıklar mikaya benzer ve tam bir altıgen şeklindedir.
Bazıları muntazam olmayan levhalar halinde, bazıları ise üst üste konulmuş ince
uzun levhalar şeklindedir. Bu minerallerin hepsinde yatay eksenleri dikey
eksenlerinden daha uzundur ve şekli ne olursa olsun, yapıları levha halindeki birçok
yaprakçıktan meydana gelmiştir (Akalın, 1988: 194). Bu yaprakçıklar birbiriyle
değişik kuvvetlerle bağlanmışlardır. Bazıları ıslandıkları zaman suyun bu
yaprakçıklar arasına girmesiyle şişer, bazıları ise su ile temas etmelerine rağmen
bozulmaya uğramazlar.
Kil mineralleri magmatik kayalardaki minerallerin ayrışma ürünlerinden,
tabakalı silikat minerallerinin (mikaların) hidratlaşması ve yaprakçıklarının
aralanmasından ikincil olarak oluşurlar. Ayrıca tortul kayalardaki kil mineralleri
değişim geçirmeden olduğu gibi toprağa karışırlar. Kil minerallerinin oluşumu,
oluştukları minerallerin özelliklerine bağlı olduğu kadar iklim pH ve ortamdaki
katyonlara da bağlıdır. Aynı minerallerden farklı iklim ve ortam (pH ve katyonlar)
şartları altında farklı kil mineralleri oluşabildiği gibi, farklı minerallerden aynı iklim
ve ortam şartlarında aynı kil mineralleri de oluşabilir (Kantarcı, 2000: 70).
Silikatların ayrışması ile oluşan kil mineraller silikat minerallerinden
feldspatlar, piroksenler ve amfibollerin ayrışması ve kristal yapılarının bu ayrışma
sırasındaki değişimi ile ikincil olarak oluşurlar. Silikatların kil minerallerinin
oluşumu sırasında iklim özellikleri, ortam reaksiyonu, ortamdaki katyonların cinsi ile
miktarı oluşacak kil minerallerinin cinsi tayin eder. Ortamın bazik oluşu, yüksek
9
miktarda potasyum, sodyum, magnezyum ve kalsiyum bulunuşu öncelikle üç
tabakalı kil minerallerinin oluşmasına neden olur. ( Kantarcı, 2000: 72 ).
Tabakalı silikat mineralleri olan mikalar (muskovit, biyotit) tabakalarının
aralanması ile kil minerallerine dönüşürler. Öncelikle fiziksel etkiler sonucu mikalar
parçalanarak kil boyutuna kadar ufalanır. Yüzey alanının artışı kimyasal ayrışmanın
daha da artmasına ve mika yaprakçıklarının kenarlarındaki potasyum (K+)
iyonlarının yerine hidrojen (H+), kalsiyum (Ca++) veya magnezyum (Mg++) gibi
iyonların geçmesine sebep olur. Bu fiziksel ve kimyasal ayrışmaların sonucunda
potasyum (K+) kaybeden mika illite dönüşür. Eğer illitin potasyum kaybı devam eder
ve yaprakçıklar aralanmaya devam ederlerse potasyumun yerine (ortamda varsa)
magnezyum ve kalsiyum geçer. Bu gelişme ile illit, vermikülite veya montmorilonite
dönüşür (Ejraei, 2005: 80).
Ortam şartlarının değişimi ile killerin de yapısında değişiklik olabilir.
Özellikle ortamın asitliğinin artması sonucunda (PH 4.5) Üç ve dört tabakalı kil
mineralleri reaksiyona girerek Potasyum, Sodyum, Magnezyum ve kalsiyum
kaybederek iki tabakalı kil minerallere dönüşürler. Daha sonra iki tabakalı kil
mineralleri de ayrışıp silis kaybederek hidrarjillite (gibsite) dönüşürler. Ortamda
fazla miktarda sodyum bulunmasına bağlı olarak sonucunda kil minerallerinin
yaprakçıklarının bir daha bir araya gelmeyecek şekilde birbirinden uzaklaşırlar (
Carins, 1986: 93 ).
10
2.3. KİL MİNERALLERİNİN KRİSTAL YAPISI
Toprağın iki mikrondan küçük kısımlarını oluşturan kil taneleri, birçok
fonksiyonlara sahip olması nedeni ile kerpiç araştırmaları için çok önemlidirler.
Killerin birçok fonksiyonlara sahip olması, bunların kollaidal özellik göstermeleri
nedeniyledir. Killer nemli iken yapışkan ve jelatin yapıda olmalarına karşılık,
kuruduklarında sert ve birbirine sıkı bir şekilde bağlanabilirler (Chesworth, 2008:
137). Bu nedenle toprakların pratikte gözlenen fiziksel özellikleri, büyük ölçüde kil
tipi ve miktarına bağlı olur.
Kil mineralleri aluminyumsilikatların ayrışması sonucunda ikincil olarak
oluşmuş hidroksilli aluminosilikatlardır, ayrıca alçak basınç ve düşük sıcaklıklarda
oluştukları için yaprakçık ve pulcuk halindedirler ve bu yaprakçıklar iki, üç ve dört
tabakalı olabilmektedir ( Bergaya, v.d. 2006: 87 ).
Yaprakçıkların her biri iki, üç veya dört tetrahedral ve oktahedral yapılardan
meydana gelmişlerdir. Tetrahedraller bir silisyum katyonu etrafında yer almış dört
oksijen anyonundan, oktahedraller ise bir alüminyum katyonunun etrafında yer almış
altı oksijen anyonundan oluşurlar. Tetrahedral ile oktahedrallerin üst üste gelip
aralarındaki oksijen köprüler ile bir birine bağlanmaları sonucunda tabakalı bir
yaprakçık meydana gelir. Yaprakçıkların üst üste gelmesiyle de kil mineralleri oluşur
(şekil 1).
İki tabakalı yaprakçıkların yapısında yer alan tetrahedrallerin oksijenleri
yaprakçığın üst yüzeyinde bir oksijen tabakası oluştururlar. Oktahedrallerin alt
yüzeyindeki oksijenlerin açıkta kalan eksi yükleri (elektronlar) ile hidrojenle
birleşerek bir hidrojen ve hidroksit tabakası oluştururlar.
İki tabakalı kil yaprakçıklarının diğer bir kil yaprakçıkları ile üst üste gelmesi
sonucunda tetrahedrallerin oksijen tabakası ile oktahedrallerin hidroksil tabakası
karşı karşıya gelmiş olur. İki tabakanın arasında yer alan hidrojen iyonları (H+) bir
hidrojen bağı kurulmasını sağlarlar. Böylece iki tabakalı kil minerallerinin
yaprakçıkları arasında elektriksel bir çekim gücü ( hidrojen bağı) meydana gelir. Bu
nedenle iki tabakalı kil minerallerinin yaprakçıkları arasına su molekülleri giremez
11
ve yaprakçıklar birbirinden pek fazla uzaklaşamazlar. Yaprakçıkların su almadan
önce aralarında 2,7 Å angstrom* olan mesafe su alma ile değişmez (şekil 2).
Üç tabakalı kil yaprakçıklarının yapısı ortada bir oktahedron, alt ve üstte birer
tetrahedron tabakası şeklindedir (şekil 1). Tetrahidronlardan dolayı yaprakçığın iki
yüzeyinde de oksijen tabakaları yer alır. Kil yaprakçıklarının üst üste gelmesi ile
oksijen tabakaları da karşı karşıya gelmiş olurlar. Negatif yüklü oksijen iyonlarını
birbirine bağlayan katyon olmadığı için yaprakçıklar birbirine elektriksel olarak
bağlanamaz ve aksine birbirlerini iterler. Bu nedenle üç tabakalı kil minerallerinde
yaprakçık aralığı mesela montmorilonit’te 3,4 Ǻ kadar iken, su alınca yaprakçıkların
arasındaki mesafe 14-18 Ǻ çıkar.
Kil mineralleri yaprakçıklı yapılarından dolayı su alınca şişmeye başlarlar ve
bu yaprakçıklar birbirinden belirli bir mesafeye kadar uzaklaşırlar ve böylece
minerallerin yüzey alanları artmaya başlar. Tabaka sayısına göre kil minerallerinin iç
yüzeyi değişir, iki tabakalı kil minerali olan kaolinitin 1 gramında 80 m2, üç tabakalı
olan montmorilonitin bir gramında 800 m2 yüzey alanı vardır. Su alıp şişen kil
minerallerinin bu iç yüzeylerine bazı katyonlar da girerek yerleşebilirler. Böylece kil
mineralleri toprağın su tutma kapasitesini bir yandan da katyon tutabilme
kapasitesini arttırırlar (Reeves, 2006: 91).
*Å: Angström 1 Å =10-10 m = 0.1 nm (nanometre); 1nm = 10-9 m
12
2.4. KİL MİNERALLERİNİN SINIFLANDIRILMASI
Killer içerdikleri mineralojik bileşimlerine ve minerallerin yapılarına göre
sınıflandırırlar. Kil mineralleri kristal yapılarının yaprakçıklarının kalınlığı, su alıp
şişme yeteneklerini, katyonların izomorf yer değiştirebilme durumunu da etkiler ve
kimyasal bileşimi oluştukları ana materyalin mineralojik bileşimine bağlı olarak
değişiklik gösterir. Kil minerallerinin kimyasal yapısındaki metal elementler ve
bunların oksitlerinin oranları farklı kil mineralleri arasında belirgin bir ayrımın
yapılamayacağını göstermektedir, bu nedenle kil minerallerinin sınıflandırmasında
(tablo 1) daha az değişken olan kristal yapıları esas alınır (Milligan, 1955: 174).
İki tabakalı kil minerallerinin esas kalınlığı 7,2 Å olup bunlardan Kaolinit su
alınca şişmez, halloysit su alınca10,1 Å‘a kadar şişer. Üç tabakalı kil minerallerinin
esas kalınlığı 10 Å olup su aldıklarında kil mineralinin cinsine göre 14-18 Å‘a kadar
şişerler. Dört tabakalı kil minerallerinin esas kalınlığı 14 Å olup, su aldıklarında
şişmezler. Amorf kil mineralleri ise bol su ihtiva eden ve röntgen (X ray) ışınlarında
kristal yapısı göstermeyen alüminyum silikatlardır.
Kil minerallerinde oktahedral tabaka çevresine 6 oksijen toplanabilen kristal
(koordinasyon sayısı) katyonlar tarafından meydana getirilir. Çevresine 6 oksijen
toplanabilen katyonlar alüminyum (Al +3), magnezyum (Mg+2) veya demir (Fe+2)
olabilir. Oktahedral tabakada bu katyonların girebileceği yerlerin 2/3 iki alüminyum
ile doldurulmuşsa bu yapıya dioktahedral, eğer söz konusu yerlerin her üçü de 3
magnezyum tarafından doldurulursa trioktahedral yapı oluşmaktadır (tablo 1).
Tetrahedral ve oktahedrallerde aynı koordinasyon sayısına sahip katyonların yer
değiştirebildiği kil minerallerinde, boşta kalan negatif yüklere karşılıklı iç ve dış
yüzeye yerleşen değiştirilebilir pozitif yüklü iyonlar (katyonlar) bulunmaktadır.
13
2.4.1. İki Tabakalı Kil Mineralleri
İki tabakalı kil minerallerinin yaprakçıkları tetrahedral ve oktahedral
tabakalarının oksijen köprüleriyle birbirine bağlanması sonucunda meydana
gelmişlerdir. Bunların arasında en yaygın olarak bulunanları kaolinit ve halloysit‘tir.
İki tabakalı mineraller 1:1 veya Si:Al (tetrahedrallerdeki silisyumdan dolayı Si,
oktadehrallerdeki alüminyumdan dolayı Al ile belirtilir) olarak gösterilir (Şekil 1).
Kaolinit (Al2O3. 2SiO2.2H2O )
Kaolinit kristalleri üst üste bir alüminyum ve bir silisyumun ince
yaprakçıkların dizilmesinden meydana gelmiştir. Her kristal yapının iki levhası, bu
levhalardaki alüminyum ve silisyum tarafından ortaklaşa tutulmuş olan oksijen ile
bağlanmıştır. Üniteler ise kendi aralarında oksijen ve hidrojen bağları ile sıkı bir
şekilde bağlanmışlardır. Yaprakçıkların arasına su ve diğer katyonların girmesi pek
mümkün olmadığından bu tip killer ıslandığı zaman yaprakçıklar arasında genişleme
görünemez (Akalın, 1988: 195). Bu nedenle kaolinit absorbsiyon yönünden aktif
yüzeyleri sadece dış yüzeyleridir, bundan dolayı da katyon absorbsiyon gücü oldukça
düşüktür. Kaolinit kristalleri genel olarak, altıgen halinde olup kenarları keskindir.
Yaprakçıklar birbirini sıkı sıkıya tuttuklarından, kaolinit killerinin ince levhalar
halinde kırılması kolay değildir. Dolayısıyla diğer silikat guruplarının aksine,
plastiklik, koheziyon, çatlama ve şişme özellikleri zayıftır. Sınırlı dış yüzeyi
genişliğinden dolayı katyon değiştirme kapasitesi çok azdır. Genel olarak kaolinit
yoğun bir kolloidal özellik göstermez. Kaolinitin yoğunluğu 2,61-2,68 g/cm3, Yüzey
alanı 5-20 m2/g arasındadır.
Kaolinitin iki tabakalı olan yaprakçıklarının tetrahedrallerin bulunduğu
yüzeyi oksijen tabakası, oktahedrallerin bulunduğu yüzey hidroksil tabakası ile
kaplıdır. Üst üste gelen yaprakçıkların alt yüzeyindeki hidroksil tabakası (H+ katyonu
arada kaldığı için) birbirini (hidrojen bağı ile) elektriksel olarak çeker. Bu nedenle
esas kalınlığı 7,2 Å, yaprakçık arası açıklığı 2,7 Å olan Kaolinit su alıp şişmez ve
yaprakçıklar birbirinden uzaklaşmaz. Kaolinitin yaprakçıkların arasındaki 2,7 Å
14
aralığa katyonlar giremez. Kaolinit bu özelliğinden dolayı iç ve dış yüzeyi su alma
ile değişmediği gibi içeriğindeki değiştirilebilir katyonları da negatif elektriksel güç
ile pek az bağlayabilir (Irmak, 1972: 81). Kaolinitin katyon değiştirme kapasitesi 3-
15 me†/100 gram arasında olup oldukça düşük sayılır. Kaolinit içeren topraklar su
aldıkları zaman suyu emmedikleri için cıvıklaşırlar ve katyon değiştirme kapasiteleri
de düşük olur.
Halloysit (Al2O3. 2SiO2.2H2O)
Doğada iki tip halloysit bulunur. Bunlardan birinin bileşimi Si4Al4O10(OH)8,
diğerinin bileşimi Si4Al4O4.4H2O(OH)8’dir. İkinci tip düşük ısılarda dehidrate olarak
birinci tipe dönüşür. Halloysit de kaolinit gibi bir tetrahedral, bir oktahedral
tabakasının üst üste gelmesi ile oluşur. Ancak kaolinitin aksine silikat tabakaları
arasında su molekülleri yer almaktadır. Bu nedenle 7,2 Å olan esas kalınlık su alıp
şişerek 10,1 Å kadar artabilir. Yaprakçıklar arasındaki 2,7 Å olan kaolinitte
değişmediği halde halloysit de su alıp şişme sonucunda artar (Kantarcı, 2000: 66).
Halloysitin katyon değiştirme kapasitesi 5-10 me/100g. Halloysit mineralleri tüp
şeklinde kıvrılmaktadırlar. Çünkü silis katmanlarındaki oksijen tabakasının eni 8,93
Å, alüminyum katmanlarındaki hidroksil tabakasının eni 8,62 Å. Bunların karşılıklı
bir araya gelebilmeleri için yapının tüp şeklinde kıvrılması gerekmektedir. Kaolinitte
tüp şeklinde kıvrılma olmaz, çünkü kristal üniteler birbiriyle karşılıklı olarak O—OH
bağları ile bağlanmışlardır (Keefe, 2005: 74)
† Me: miliekivalent
15
2.4.2. Üç tabakalı Kil Mineralleri
Üç tabakalı kil minerallerinin yaprakçıkları bir oktahedral tabakasının altına
ve üstüne iki tetrahedral tabasının birleşmesi sonucunda oluşmuşlardır.
Tetrahedrallerin dış yüzeyleri oksijen tabakası ile kaplı olduğundan yaprakçıkları
arasında bu iki oksijen tabakasını bağlayacak bir katyon bulunmaktadır. Bu nedenle
üç tabakalı kil mineralleri su aldıklarında yaprakçıklar birbirinden uzaklaşır.
Yaprakçıkların arasına katyonlar girerek yerleşir ve iki yandaki negatif elektrik
güçlerine sahip oksijen tabakaları arasında elektriksel bağ ile tutulurlar. Üç tabakalı
kil mineralleri 1:1:1 veya Si:Al:Si olarak gösterilirler. Üç tabakalı kil minerallerinin
önemli olanlar İllit, Vermikülit ve Montmorilonittir. Ayrıca Pirofilit Al2Si4O10(OH)2
ile Talk Mg3Si4O10(OH)2 ender olarak toprakta rastlanan üç tabakalı kil
minerallerindendir (Masud Alam, 2008: 641).
İllit
İllitlerin bir kısmı mikaların (muskovit, biotit) hidratlaşması ile diğer bir
kısmı da silikatların ayrışması ve yeniden bir araya gelmesi sonucunda
oluşmaktadırlar. İllit mineralleri mika yaprakçıklarının aralanması ve bu aralıkların
su alıp şişebilir duruma gelmesi ile oluşurlar. Mika pullarının aralanması önce
kenarlarda su alarak başlayıp iç kesime doğru gelişir. Bu olay mika pullarının ve
özellikle potasyumun hidratlanması sonucudur. Potasyum katyonlarının (su dipolleri
ve hidronyum etkisi ile) hidratlaşması sonucunda mika pulcukları birbirinden ayrılır
(Kantarcı, 2000: 67).
İllitler daha küçük tane çapında oluşları ( < 0.002 mm), pek az kristalleşmiş
olmaları‡, daha az potasyum (%4-6) fakat daha fazla kristal suyu içermeleriyle
mikalardan ayırt edilirler. Buna karşılık diğer kil minerallerinden daha fazla
‡ Hidratlaşma olayı ile su alan ve potasyum iyonu kaybeden mikaların kristal yapıları bozulduğu ve mika giderek illite dönüştüğü için illitler mikalara oranla daha zayıf bir kristalleşme gösterirler.
16
potasyum içerdikleri ve mikalarla aralarında birçok geçiş safhası bulunduğu için
illitler mikamsı kil mineralleri olarak tanınırlar (Kantarcı, 2000: 68).
İllit minerallerinin esas kalınlığı 10 Å olup su alıp şiştiklerinde kalınlığı artar
ve bu kalınlığı artması illitin vermikülite geçiş safhasında 15 Å, montmorilinite geçiş
safhasında 20 Å ulaşır. İllitlerin katyon değişim kapasiteleri 20-25 me/100g,
yoğunluğu 2,6-2,9 g /cm3 ve yüzey alanı 80-150 m2/ g arasındadır.
Vermikülit
Vermikülit, biottiten gelişmiş olan illitin fazla miktarda potasyum kaybetmesi
ve yaprakçıkları arasında potasyum (K+) yerine magnezyum (Mg++) katyonların
girmesi ile oluşur. Vermikülitin esas kalınlığı 10 Å olduğu halde su alıp şişerek
magnezyum (Mg++) veya kalsiyum (Ca++) ile doyurulduğunda kalınlığı 15 Å ulaşır.
Vermikülit mineralleri yüksek konsantrasyon da potasyum veya amonyum (NH4+)
katyonları ile karşılaşırlarsa, bu katyonlar değiştirilebilir durumdaki magnezyum ve
kalsiyum yerine geçerler. Doygun hale gelen vermikülit mineralleri su kaybedip
kururlarsa, kalınlığı 10 Å kadar indiği ve illite dönüştüğü görülür. Vermikülit,
sodyum ile bir araya geldiğinde 15 Å kadar şişebilir. Vermikülitin katyon değişim
kapasitesi 100-200 me/100g ve yüzey alanları 330-500 m2/g arasındadır (Kantarcı,
2000: 69).
Montmorilonit (Smektit) Al2(OH)2 (Si2O4)2
Montmorilonitin çok ince tabakalardan oluşan üniteleri, iki silisyum
yaprakçığı arasında alüminyum yaprakçığının, oksijen bağları ile sıkıca bağlanması
ile oluşmuştur. Bu yüzden montmorilonit 1:1:1 yapılı killer arasına girer.
Montmorilonit kolayca esneyebilen bir kristal yapıya sahip olduğundan su
molekülleri bu yaprakçıklar arasında kolayca hareket edebilirler. Böylelikle
yaprakçıkların dış yüzeyine ilaveten, çok geniş bir iç yüzey toplamları da vardır,
17
buna göre de katyon absorbsiyon güçleri kaolinitten 10-12 kat daha fazladır (Irmak
1972: 97).
Montmorillonit mineralleri vermikülit ve illite benzeyen bir kristal yapıya
sahiptirler, ancak su alıp şiştiklerinde ve magnezyum ile doyduklarında 10 Å olan
esas kalınlık 20 Å, 3.4 Å olan yaprakçık aralığı 14 Å kadar genişler.
Montmorilonitlerde su alıp şişme ve yaprakçıkların birbirinden uzaklaşması
mineralin bağ kurduğu katyona bağlıdır (Reeves, v.d. 2006: 128). Magnezyum veya
kalsiyum ile doyurulmuş montmorilonitler esas kalınlıkları olan 10 Å dan 20 Å
kadar şiştikleri halde, sodyum ile doyurulmuş montmorilinitlerde 160 Å kadar şişme
tespit edilmiştir. Ortamda daha fazla sodyum bulunması montmorilonitin
yaprakçıklarının birbirinden bir daha bir araya gelmeyecek kadar uzaklaşmalarına
neden olmaktadır ( tuzlu topraklarda Na-montmorilonit oluşumu). Montmorilonitler
illitlerden veya bazalt gibi bazik magmatik kayalardaki minerallerden de
oluşabilirler.
Saf montmorilinitler daha çok volkanik tüflerin ayrışması ile oluşurlar
(bentonit’ler). Renkleri sarıdan esmer yeşile kadar değişen montmorilonitlerden
demirce zengin olan nontronit, koyu yeşil ve mor renklidir. Yüksek miktarda
potasyum veya amonyum (NH4+) katyonları ile illite dönüşmez, su kaybedip
kuruduktan sonra tekrar su alıp şişebilirler. Genel olarak montmorilonitler plastik
özelliğe sahipler, kohezyon güçleri fazladır, kurudukları zaman çatlarlar ve su ile
temas ettiklerinde kolayca dispersiyon oluştururlar. Bu sebepten dolayı fazla
miktarda montmorilonit içeren topraklar kerpiç yapımı için uygun değillerdir.
Montmorilonitlerin katyon değişim kapasitesi 80-120 me/100g, yoğunluğu 2-3
g/cm3, yüzey alanı 700-800 m2/g arasındadır (Kantarcı, 2000: 70).
18
2.4.3. Dört Tabakalı Kil Mineralleri
Dört tabakalı kil mineralleri tetrahedral ve oktahedral tabakalarının
tet/okt/tet/okt olarak üst üste sıralanması ile oluşurlar. Bu tip tabakalanma ile oluşan
yaprakçıkların alt yüzeyinde tetrahedrallere ait oksijen tabakası, üst yüzeyinde de
oktahedrallere ait hidroksil tabakası bulunur. Yaprakçıkların üst üste dizilmesi
sonucunda bir yaprakçığın oksijen tabakası ile diğer yaprakçığın hidroksil tabakası
arasında hidrojen Bağı vardır. Benzer durum iki tabakalı kil minerallerde (kaolinit)
söz konusudur. Dört tabakalı kil minerallerinin esas kalınlığı 14 Å olmasına rağmen
su alıp şişme yetenekleri yok gibidir. Dolayısıyla katyon değişim kapasitesi de
düşüktür. Dört tabakalı kil mineralleri 1:1:1:1 veya 2:2 veya Si: Al: Si: Al şeklinde
gösterilir (Chesworth, 2008: 163).
Klorit ( Mg3(AlSi3O10)(OH)2 veya Mg2Al(AlSi3O10)(OH)2 )
Kloritler hidroksilli magnezyum alüminyum silikatlardır. Pullu yapıları ile
mikalara benzerlik gösterseler de esnek olmayışları ve alkali elementler (potasyum
ve sodyum) içermemeleriyle mikalardan ayrılırlar. Kloritler ikincil yapıda olup
kristalin şistlerde özellikle kloritli şistlerde bulunurlar. Renkleri genellikle yeşil,
siyahımsı- mavimsi yeşildir. Kloritler mikaların, piroksenlerin, amfibollerin, olivin
ve benzeri minerallerin sıcaklık etkisi altında ayrışması ve başkalaşımı ile oluşurlar.
Kloritlerin yaprakçıkları dört tabakalı yapıda olup su alıp şişmezler. Esas kalınlıkları
14 Å dur. Su alıp şişemedikleri için iç yüzeyleri genişleyemez ve katyon değişimi
yapamaz. Bu nedenle kloritlerin katyon değişim kapasitesi 10-40 me/100 gram
arasındadır. Asitli topraklarda ayrışma sonucunda klorit yaprakçıklarındaki tabakalar
arasından bir oktahedral tabakasının ayrılması sonucunda Al(OH)3 (gibsit=hidrajillit)
oluşumu ile dört tabakalı klorit yaprakçığı üç tabakalı ikincil klorite dönüşür.
Kloritin sertliği 2,3 Mohs, özgül ağırlığı 2,6-3 g/cm3 ve yoğunluğu 2,6–3,3 g/cm3
arasındadir (Oghda, 2001: 64).
19
2.4.4. Amorf Killer (Alofan)
Kristal özellikleri göstermeyen ve amorf yapıda olan killeri alofanlar temsil
eder. Alofanlar bünye suyu fazla ve SiO2/Al2O3 oranı düşük ikincil alüminyum
silikatlardır (Irmak 1972: 85). Alofanlar genelde volkan külleri arasında yer alır ve
volkanik bir oluşumu işaret ederler. Boyutları iki mikrondan küçük, yuvarlaklaşmış
parçacıklardan oluşan alofanlar amorf yapıda olup alüminyum, demir ve Silisyum
iyonları etrafındaki oksijen ve hidroksil iyonları oktahedral ve tetrahedral halinde
düzenlenmiştir. Alofanların katyon değişim kapasitesi 100 me/100g kadara
ulaşabilmektedir.
20
2.5. KERPİÇ YAPIM YÖNTEMLERİ
2.5.1. Nehir ve Göl Kenarlarından Kesilerek Çıkarılan Kerpiçler
Bu tip kerpiçler nehir ve göl kenarlarında taşkınlar sonucu birikmiş kil, silt ve
ince kumdan oluşmuş katmanlardan doğrudan istenilen boyutlarda kesilerek temin
edilmektedir. Bu katmanlar, bazı özellikleriyle kerpiç yapımında kullanılan toprağa
benzer özellikler taşımaktadır.
Nehir ve göl kenarlarındaki düzlüklere taşkınlar sırasında gelen ve
durgunlaşan suyun içindeki kil, silt ve ince kum tanelerin çökmesi ile oluşan bu
katmanlar üzerinde, suyun çekilmesinden sonra çimen, ayrık otu ve benzeri bitkiler
yeşermektedir. Bu otların çok derine inmeyen ve lifsel katkı görevi üstlenen kılcal
kökleri ağ gibi bu katmanın içinde yayılarak toprağı bir arada tutmakta ve
dağılmasını önlemektedir. Böylece istenilen boyutta bloklar kesildiğinde, bitki
kökleri sayesinde istenilen yere dağılmadan taşınması mümkün olmaktadır. Bu
yöntem, doğu Anadolu’da Van Gölü civarında bahçe duvarları yapımında halen
kullanılmaktadır. Burada kesilerek çıkartılmış bloklar, duvar yapılacak doğrultuda
yere dikilmiş ahşap dikmelere geçirilmek suretiyle yerleştirilmekte ve bu şekilde
duvar yükseltilmektedir ( Dede, 1997: 66).
2.5.2. Pisse Tekniği
Bu teknikte kerpiç çamuru elde biçimlendirilerek kullanılmaktadır. Kerpiç
hazırlamakta kullanılan çamurun su miktarının uygun olması gerekmektedir.
Hazırlanan kerpiç çamuru, topaklar haline getirilir ve üst üste yığılıp sıkıştırılarak
duvar inşa edilir. Neolitik dönemlerden beri kullanılan ve en ilkel konut yapım
tekniklerinden olan bu yöntemde dizilen her sıra topaklar kuruduktan sonra ikinci
sırası dizilir ( Coockson, 2010: 24).
21
2.5.3. Dövme Tekniğiyle Kerpiç Duvar Yapım
Bu teknikte önce duvar yapılacak kısmın etrafı tahta kalıp ile kapatılır. Daha
sonra hazırlanmış olan kerpiç toprağı yukardan kalıpların içine doldurulur ve bir alet
ile çamur dövülerek sıkıştırılır. Bu işlem bütün yapım aşamasında, kademeli olarak
aşağıdan yukarıya doğru devam eder ve duvarlar inşa edilir. Bu teknikte kullanılacak
çamur içinde kil oranı fazla ise kum, taş kırıntısı, ot, saman, keçi kılı, çalı ve dal
parçaları gibi bitki kalıntıları karıştırılarak bu oran düşürülmektedir. Hazırlanan kalıp
içine en fazla 10-12 cm kalınlığında çamur yerleştirilir. Dövülerek sıkıştırıldığında
ise bunun kalınlığı 7-8 cm kadar olur. Çamur bütün duvarlara aynı seviyede
dökülmekte ve ortadan köşelere doğru önce kalıp kenarları sonraları ise orta kısımlar
dövülerek sıkıştırılmaktadır. Dövme işi için kullanılan tokmak genelde 6,2 × 15 cm
boyutlarındadır ve sert ahşaptan veya demirden yapılır (Houben, v.d. 2003: 204).
2.5.4. Omurgalı Kerpiç Duvar Yapımı
Bu teknikte, dövme tekniğinde olduğu gibi duvarın iç ve dış kısmına ahşap
kalıp yerleştirilir. Fakat dövme tekniğinden farklı olarak bu teknikte killi bir toprak
kullanılır ve kalıbın içine enine ve dikine ince ahşap çubuklar konulur. Enine konan
çubuklar duvar kalınlığından 2-3 cm kadar kısa olur ve hepsi tel veya ince esnek
dallar ile birbirine bağlanır. 1 metrelik duvarın enine 20-24 adet, dikine ise 4-6 adet
ahşap çubuk yerleştirilir. Daha sonra balçık haline getirilen killi toprak bu çubukların
üzerine dökülür ve dövülerek sıkıştırılır (Kömürcüoğlu, 1967: 65).
2.5.5. Hatıllı Kerpiç Duvar
Bu teknikte killi toprak kullanılır ve hazırlanan çamur harç içten ve dıştan
tahta kalıplar ile kapatılmış duvara döküldükten sonra dövülerek sıkıştırılır. Ancak
bu tekniği diğer tekniklerden ayıran en büyük farklılık, hazırlanan tahta kalıpların
arasına yerleştirilen taşıyıcı ahşap hatıllardır (Dede, 1997: 69).
22
2.5.6. Yığma Kerpiç Duvar Örme Tekniği
Bu teknikte killi toprak kullanılır. Burada saman ve toprak oranı 1m3 içine 25
kg olup ve su ile iyice yoğrularak çamur harç elde edilir. Bu teknikle hazırlanan
çamur harç kürek ile üst üste yığılarak duvar yükseltilir. Bu yöntem uygulanarak
duvar yapımı üç aşamada tamamlanır. Birinci aşamada duvar pencere seviyesine
kadar yükseltilir ve 5-10 gün bekletilir. İkinci aşamada pencerelerin üst kısmına
kadar duvar yükseltilir. Eğer yapı alçak tavanlı ise bu seviyede bırakılır, eğer tavan
yüksek ise pencerelerin yarısına kadar yükseltilir ve 5-10 gün bekletildikten sonra üst
kısmı tamamlanır. Üçüncü günde duvarın iç ve dış yüzeyindeki toprak ağzı keskin
bir kürek ile tıraşlanarak düzeltilir. Bu işlem ikinci ve üçüncü aşamada da tekrarlanır.
Bu işlem sırasında düz bir tahta “mastar” olarak kullanılır ve böylece duvarların eğri
olması önlenir (Houben, v.d. 2003: 178).
2.5.7. Kerpiç Bloklar İle Duvar Örme Tekniği
Kerpiç blok tekniğinde katkı maddeleri su ile iyice yoğrularak çamur harç
hazırlanır. Çeşitli boyutlarda hazırlanmış kalıplar içine dökülen bu harç ile kerpiç
bloklar yapılır. Kerpiç kalıplar, tek tek döküm yapmaya yönelik veya çok sayıda
bloğun bir defada dökülmesini sağlayacak biçimlerde hazırlanabilmektedir.
Kalıpların uzun süre kullanılabilmeleri önemlidir, bu yüzden kalıpların yapımında
suya dayanıklı ağaç türleri seçilir ve kalıplar kullanılmadan önce yağlanır. Kerpiç
blokların dökülmesinde hazırlanan toprağın ne çok ıslak ne de çok kuru olması
gerekir. Bu yöntemde, kerpiç çamurunun kalıba yapışmasını önlemek ve kalıptan
rahat çıkmasını sağlamak için önce hazırlanan kerpiç kalıp ıslatılmalı ve iç kısmına
talaş veya toprak serpilmelidir. Kerpiç çamuru, kalıplara döküldükten sonra kalıba
iyice oturması için vurularak sıkıştırılmaktadır. Bu işlemden sonra kalıp çıkartılır ve
şekillenen kerpiç blok güneşte kurumaya bırakılır. Kerpiç bloklardan duvar
yapılabilmesi için, kerpiçlerin çok iyi kurutulmuş olmasına dikkat edilmelidir.
Kerpiçlerin kuruma süresi, tamamen bölgenin hava şartlarına bağlıdır.
Normal koşullar altında yeni dökülmüş bir kerpiç blok yaklaşık 14 günde
23
kurumaktadır. Kerpiçlerin hızlı bir şekilde kurumalarını önlenmeli, düzenli
aralıklarla alt üst edilmelidir. Bu işlem, bütün yüzeyler kuruyuncaya kadar devam
etmelidir. Güneşin çok şiddetli olduğu mevsimlerde, doğrudan güneş altında
bırakılan kerpiç bloklarda hızlı kurumadan dolayı çatlamalar meydana gelebilir.
Bunu önlemek için hava koşullarına bağlı olarak, blokların üzerleri örtülerek daha
yavaş ve homojen bir şekilde kurumaları sağlanmalıdır ( Dede, 1997: 70).
Blokların kuruması esnasında dikkat edilmesi gereken diğer önemli konu ise
yerle temas halinde olan blokların içine tuzların girmesinin önlenmesidir. Bloklar,
ıslak halde yere konulduklarında toprakta bulunan çözünebilir tuzlar bloğun içlerine
doğru hareket eder ve içerikte yığılır. Bu soruna çare olarak, blokların kurutulacağı
yere önce bir kat saman serpilir ve bloklar bu saman tabakasının üzerine yerleştirilir.
Böylece blokların yerle teması kesilir, tuzların bloklar içine girmesi engellenir ve
ayrıca saman katmanının arasına hava akımı olacağından kuruma işlemi de daha
sağlıklı olarak gerçekleşir (Price, 1984: 167).
Günümüzde zamandan tasarruf etmek amacıyla seri olarak kerpiç dökümü
yapmayı sağlayacak biçimde hazırlanmış kalıplar kullanılmaktadır. Bu kalıplarda
aynı ölçülere sahip kerpiç blokların döküleceği üniteler hazırlanmıştır. Bu yöntemde
düz bir alana yerleştirilen bu kalıbın içine bütün kısımlar dolacak şekilde çamur harç
doldurulur ve vurularak sıkıştırılır. Daha sonra kalıp kaldırılarak çıkarılır ve çok
sayıda kerpiç blok dökümü tek seferde yapılmış olur.
Yeterince kurumuş olan kerpiç bloklar ve kerpiç harcı kullanılarak duvarlar
örülür. Anadolu da “ana-kuzu” denilen bir duvar örme tekniği kullanılmaktadır.
Kuzu denilen blokların boyutu ana denilen kerpiçlerin yarısı kadardır. Duvarın
örülmesi sırasında her sırada bu kerpiçlerin konumları değiştirilerek (şaşırtılarak)
yerleştirilir ve bu sayede duvarın daha dayanıklı olması sağlanır. (Kömürcüoğlu,
1967: 58).
24
3. GÜVERCİN KAYASI MALZEMESİ VE İÇERİĞİ
3.1. GÜVERCİNKAYASI TARİHÇESİ VE YAPI MALZEMESİ
Aksaray ili sınırları içinde (Çatalsu-Gülağaç) yer alan Güvercinkayası, Orta
Kalkolitik Çağ’a (cal.C14 M.Ö. 4750-5200) tarihlenmektedir (Resim 1).
Araştırmalar, Mamasun barajı gölalanı içinde, Melendiz ırmağının kıyısında tek
başına yükselen bu kayalıkta 1996 yılında başlatılmıştır (Gülçur, v.d. 2005: 111-
124).
Yerleşmenin ana yapı malzemeleri, duvar örgüsünde ve konut içi
taşınmazların iskeletinde çamur harçlı taş örgü, dikmeler ve kapı pervazları ahşap,
çatı örtüsü ise saz demetleri ve sıkıştırılmış topraktır. Mekan içlerinde taban ve duvar
cephelerinin yanı sıra silolar, fırınlar ve benzeri taşınmazların yüzeyleri de çamur
harçlarla sıvanmıştır. Mimari düzen, sokaklar ya da dar geçitler tarafından
birbirinden ayrılan konut adaları içinde, bitişik düzende tutulmuş tek gözlü
konutlardan oluşmaktadır. Her evin sokak ya da geçit yönünde açılan bir kapısı
vardır. Odaların tümünde, kapının yanında içten kubbeli dikdörtgen gövdeli bir fırın
bulunur. Çoğu fırında, oda içine bakan fırın ağzına dikey konumda at nalı biçiminde
bir közlük yerleşmiştir. Gene her evde, odanın ortasında kapı ile aynı aks üzerinde,
kenarları yerden hafifçe yükseltilmiş yuvarlak ocak yer alır. Odanın arka kısmı, ince
bir duvarla ayrılan kiler hücresine ayrılmıştır. Her hücrede bir adet olmak üzere silo,
kiler içinde veya dışında köşe yapan duvarların uçlarına yerleştirilmiştir. Çoğu kap
kacak, sürtme taş alet, öğütme taşları ve benzeri diğer buluntular da bu kiler
hücrelerinin içinde, siloların ve ocakların yakınında ele geçmiştir.
Kazılar ilerledikçe, tarım ve hayvancılığa dayanan kırsal ekonomisinde, artı
ürünün korunması ya da idaresine yönelik bazı ekonomik ve politik gelişmelerin
yaşandığı anlaşılmıştır. Üst teras basamağını alttan çevreleyen destek duvarı ve aşağı
yerleşmeyi yukarı yerleşmeden ayıran, çift kuleyle desteklenmiş kalın duvarlar bu
değişimin göstergeleridir. Yukarı yerleşmede, sur duvarlarının arkasına gizlenmiş
özel yapılar bulunmaktadır. Bu bağlamda, Güvercinkayası’nda sosyal sınıflar arası
ayrışmanın iç kale ve çevresindeki bazı gelişmelerle açıklanabileceği
25
düşünülmektedir. Eş zamanlı ağır bir yangınla sonlanan kale duvarı arkasına
sıralanmış konutlardan ele geçen buluntu topluluklarının aşağı yerleşme konutlarının
buluntu topluluklarıyla karşılaştırılması, bu itici gücün sosyal sınıfları nasıl
ayrıştırdığı hakkında da ipuçları vermiştir ve halen devam eden kazı çalışmalarında
bu kanıyı devam ettirecek buluntular beklenmektedir. Süreç boyunca giderek içe
kapanan ve savunmaya önem veren Güvercinkayası’nda artık bir iç kale ve aşağı
yerleşmeden söz edilmektedir.
Çifte kulesi ile kayalığın zirve düzlüğünü kuzeyden kapatan, yüksekliği yer
yer iki metreyi bulan surun tümü açığa çıkartılmıştır. Sur bedeni, doğal kaya
basamaklarını kullanarak ilerlerken, kulelerin duvarları aşağı yerleşmenin
düzleminden başlatılmış ve bu düzenlemenin dışında tutulmuştur. Birden fazla
yenileme evresi bulunan surun batı kanadının ucu bir kaya kütlesine
dayandırılmışken, doğu kanadı birbirine paralel kuzey güney doğrultuda
yerleştirilmiş iki kalın duvarla dışa kapatılmıştır. Bu kısımda bulunan ve ana kaya
üzerinde sur bedenine dışarıdan bitişen çifte silo, yarı dairesel kalın bir duvarla
üçüncü bir savunma hattı ile korunma altına alınmıştır. Savunma hattı arkasındaki,
13 Numaralı evin silo alanına dönüştürüldüğü evreyi temsil eden tüm konutlar, eş
zamanlı ağır bir yangın ile sonlanmıştır. Bu yangına ait kömürleşmiş dal ve saz
parçalarını da içeren döküntüler, sur duvarının dışında da izlenmektedir. Zamanla
yıkılan duvarların döküntüleri, aşağı yerleşmenin sura yakın alanlarında dört metre
yüksekliğinde yoğun taşlı bir dolgu oluşturmuştur.
Güvercinkayası’nın son tabakasını, kerpiç tuğla örgülü bir teras yapısı temsil
etmektedir (Resim 3). Doğu-batı doğrultusunda, boylu boyunca sur duvarının
üstünden basamaklar halinde ilerleyen kerpiç yapı, yamaç dolgusunu da temel olarak
kullanmaktadır. Bu dolgunun doğu sınırını oluşturan kesiminin önüne, büyük
olasılıkla kaymasını önlemek amacıyla, çok iri taş bloklar kullanılarak eski yapıları
üstten kesen bir destek duvarı inşa edilmiştir.
Kerpiç tuğla kullanımı, Orta Kalkolitik Dönem için bölgeye yabancı bir
malzemedir. Örgüsünde analı kuzulu, tam ve yarım tuğlaların kullanıldığı kerpiç
terasın yaklaşık 30 m uzunluğunda ve 5 m genişliğindeki bölümü açığa
26
çıkarılabilmiştir. Ancak en alt bir kaç sırası saptanan yapının (teras), kuzey kesimi
baraj gölünün neden olduğu dalga erozyonu tarafından tamamen tahrip olmuştur.
Kerpiç teras, yer yer üstten açılmış ve geleneksel Güvercinkayası siyah açkılı malları
ile yeni bir tür olan pembe hamurlu malların doldurulduğu çukurlarla bozulduğu
gözlemlenmiştir. Bu çanak çömlek grupları, değişik plân karelerde ele geçen Geç
Obeyd§ Dönemi, Doğu Anadolu-Kuzey Mezopotamya kökenli beş damga mühürle
birlikte ele alındığında, kerpiç malzemenin de bu bölgelerden iç Anadolu’ya kadar
uzanan bir etkileşime işaret ettiği anlaşılmaktadır.
Kerpiç tuğla teras yapısının önemli bir özelliği de, tam ve yarım tuğlaların
yanı sıra tuğlaları birbirine tutturan çamur harcın renklerinin farklı olmasıdır.
Saptanabildiği kadarıyla, tam tuğlalar çok açık bozumsu, yarım tuğlalar sarımsı,
harçsa mavimsiye dönen renklerdedir (Resim 2).
Özetle, çok zengin ve uçsuz bucaksız tarım topraklarına sahip Anadolu’nun
Hitit’lere kadar geleneksel yönetim modelinin, beylikler, prenslikler, yerel krallıklar
şeklinde olduğu bilinmektedir. Anadolu’nun kentleşmesinde, hiç kuşkusuz bu
modelin büyük etkisi olmuştur. Su kaynaklarına sıkı sıkıya bağlı ve dar bir alanda
kümeleşmek zorunda kalan güney Mezopotamya Kalkolitik çağ tarımcıları, anıtsal
yapıları ile merkezi büyük kent modelini geliştirirken, aynı dönemlerde kuru tarım
yapan Orta Anadolu tarımcıları ise, daha küçük boyutlarda kale kent modelini
geliştirmiştir. Bu bağlamda Güvercinkayası, yerleşmeyi ikiye ayıran ve tümüyle
ortaya çıkartılan sur duvarları ile Geç Obeyd Dönemi öncesinin ilk anıtsal kale
yapısıdır.
3.2. GÜVERCİNKAYASI’NDA BELGELEME ÇALIŞMALARI
Güvercinkayası’nda kazılar, arkeolojinin güncel bilimsel yöntemleri
kullanılarak yürütülmektedir. Kazı alanı, topoğrafik plan üzerine kuzey-güney aksı
esas alınarak aplike edilmiş plan kareler (10m x 10m) olarak düzenlenmiştir ( Şekil
3). Plan kareler, batıdan doğuya büyük harflerle, kuzeyden güneye ise Arap §M.Ö. 4500-3750
27
Rakamları ile tanımlanmaktadır. Her plan karenin güneybatı köşesi, koordinat
sistemine göre sıfır noktası olarak kabul edilmiştir. Buna göre, doğu-batı düzlemi x,
güney kuzey düzlemi ise y olarak işaretlenmektedir. Her açmanın taşınmazları ve
küçük buluntuları kendi içinde numaralandırılmaktadır. Bütün taşınmazlar ve in situ
buluntu toplulukları hem 1/50 ölçekte günlük planlara, hem de 1/20 ölçekte ana
planlara standart bölge koduna göre saptanan yükselti değerleri de belirtilerek
işlenmektedir. Biri açma kazı günlüğüne yapıştırılmak, diğeri ise buluntu ile birlikte
atölyeye gönderilmek üzere iki kopya olarak düzenlenen küçük buluntu envanter
fişleri üzerine eskizi, buluntu yeri, tabakası, koordinatları ve nivoları yazılmaktadır.
Ayrıca çalışmaların her aşamasının ve tüm buluntuların görüntüleri, fotoğraflanarak
arşivlenmektedir.
Bu çerçevede, kazı alanında ortaya çıkartılan dam çökükleri, taban ve duvar
sıvaları ve kerpiç bloklar da, bulundukları yerde günlük planlara işlenip 1/20
çizimleri yapılarak belgeleme çalışmalarına başlanmıştır. Çizimleri tamamlandıktan
sonra, değişik açılardan fotoğrafları çekilmiştir. Fotoğraf çekilirken her örneğin
yanına buluntunun konumunu tanımlayan lejantları içeren bir tabela, kuzey oku ve
bir ölçek yerleştirilmiştir. Fotoğraf çekimlerinde özellikle sabah erken ve akşam
güneş batmadan önceki saatler tercih edilmiştir Öğlen üzeri ve öğleden sonra güneş
ışınlarının çok parlak olması nedeniyle kontrast azaldığından renkler fark
edilmemektedir ( Dorrell, 1994: 127).
Güvercinkayası kerpiçlerini tanımlamak, özelliklerini belirlemek üzere ve
yapılacak çalışma için ilk başta, örnek alınacak parçalar belirlenmiş, fotoğraflanmış,
buluntuların alındıkları tarih, buluntu yeri, koordinatları ve yükselti değerleri
listelenmiştir. Örnekler, eldiven takılarak alınıp, kilitli poşetlere yerleştirilmiştir.
Yukarıda tanımlandığı biçimde, her örnek için hazırlanan bir bilgi fişi, poşetlerin
içine de yerleştirilmiştir. Alınan örnekler, birden itibaren numaralandırılmıştır.
Prensip olarak tarihi eserlerden örnek alımı sırasında eserlerin zarar
görmemesi ve bütünlüğün bozulmaması önemlidir. Bu durum zaman zaman alınacak
olan örneklerin nitelikleri ve miktarlarını kısıtlamaktadır. Bu çalışmada karşılaşılan
28
en önemli sorunlardan biride, örnek miktarlarının bazen yeterli düzeyde
alınamamasıdır.
3.3. TARİHİ ESERLERDE GENEL KORUMA BASAMAKLARI
Kültür varlıklarının değişmeden ve sağlıklı olarak geleceğe aktarılması, yani
korunması farklı disiplinlerin bir araya gelerek oluşturduğu ve uygulama yaptığı
koruma biliminin temel görevidir. Koruma bir nesnenin bütünlüğünü bozmadan
içeriğinin değişmesine engel olmaktır. Bir eserin korunması sadece biçiminin değil,
eserin kökeni hakkında bilgi veren üretim malzemesinin ve yapım teknolojisinin
değiştirmeden bilgi alınabilecek her türlü özelliğinin yaşatılmasıdır (Güleç, 2009:
115). Esere yapılan müdahaleler eğer zaman içinde esere zarar vermiyor, eseri
bütünlüğünü bozmuyor ve eseri sağlıklı hale getiriyorsa doğru uygulamalar olarak
kabul edilir.
Koruma genelde aktif ve pasif olarak ikiye ayrılmaktadır. Pasif koruma, esere
doğrudan müdahale gerektirmeyen, sadece eser için olumsuz olan çevre koşullarını
düzeltilerek uygun hale getirilmesidir. Pasif koruma ile esere yapılacak müdahale
prensiplerini belirleyerek ve uygulamaların düzenli kontrol edilmesini sağlayarak
bozulmalar minimuma indirilebilecek. Aktif koruma ise belirlenen ilkeler dahilinde
eser üzerinde doğrudan yapılan bir dizi uygulamayı kapsamaktadır.
Tarihi eserlerin korunmasında esere yaklaşım koruma basamaklarının doğru
ve sırasıyla uygulanması ile mümkün olmaktadır. Eserler belgeleme aşamasında
bütün yönleriyle kayıt altına alınmış olacaktır. Teşhis aşamasında ise niteliklerini,
problemleri ve problem nedenlerinin belirlenmesiyle uygulama yöntemine kara
verilecektir. Bu karar doğrultusunda gerekli olan en az müdahale ile koruma onarım
uygulaması yapılacak ve en uygun sonuçlar alınmış olacaktır. Periyodik bakımların
devamlı yapılması konusunda da takvimler belirlenip pasif koruma
uygulamamalarıyla eserin bozulma sürecini en aza indirmek olanağı olacaktır.
29
Bazen bu basamaklar sırasıyla yapılmamaktadır. Genelliklede kazı
alanlarında zamanın az olması nedeniyle belgeleme yapılmadan müdahaleler
yapılabilmektedir. Mesela kazı sırasında bulunmuş bir kerpiç duvarların üzerinde
bezeme veya boyalı bir desen varsa eserin çok çabuk dağılabileceğinden önce
temizlik ve sağlamlaştırma yapıp daha sonra belgeleme yapıla bilmektedir.
Koruma basamaklar genel olarak belgeleme, teşhis, uygulama (temizleme,
yapıştırma, dolgu, tümleme, sağlamlaştırma ve diğer koruma uygulamaları) ve bakım
olarak sıralanmaktadır (Güleç, 2009: 42).
3.3.1. Belgeleme
Belgeleme çeşitli ölçeklerde yapılan çizim, fotoğraf ve video gibi diğer görsel
tekniklerle eserle ilgili ayrıntıların saptanması ve kayıt altına alınmasıdır. Belgeleme
aşaması, eserin konservasyon ve restorasyon uygulamaları öncesi genel durumun
teşhisi sırasında elde edilen verilerin, konservasyon uygulamaları aşamasında yapılan
işlemlerin ve uygulamalar sonrasındaki durumun fotoğraf ve çizimle belgelenerek
sonuç raporuyla tamamlandığı tüm çalışmalar boyunca devam eden bir süreçtir. Daha
sonra karşılaşılabilecek sorunlarda konservatörlerin gerek duyacağı tüm bilgiler,
yapılan araştırma ve analizler, uygulamalar ve kullanılan malzemeler tam olarak
rapor haline getirilmeli, mümkünse Venedik tüzüğünde (Mayıs, 1964) belirtildiği
gibi yayımlanmalıdır. Ayrıca bu belgeler zarar görmeyecek koşullarda ve
istendiğinde kolay ulaşılabilecek bir düzen içinde arşivlenmelidir.
3.3.2. Teşhis
Koruma ve onarım çalışmalarında hangi yöntem ve malzemelerin
kullanılacağı, uygulamalara başlamadan önce yapılan teşhisle, yani malzemelerin
içeriklerinin, fiziksel ve kimyasal özelliklerinin, bozulma türlerinin, boyutların ve
nedenlerinin tespitiyle mümkündür. Uygun yöntem ve malzemelerin seçilebilmesi
için bu aşamada elde edilen sonuçlar esas alınarak projelendirilen uygulamaların
30
denemeleri yapılmalıdır. Yeterince araştırma ve deneme yapılmadan alınan karar geri
dönüşümü olanaksız zararlara neden olabilmektedir. Teşhis aşamasındaki görsel
incelemeler, basit laboratuar analizleri veya gerektiğinde daha gelişmiş teknikler
kullanılarak yapılan incelemelerle sorunların türü ve boyutları ile saptanabilecektir.
Teşhis aşamasında elde edilen veriler kaynağına göre birincil ve ikincil olmak üzere
ikiye ayrılır. Birincil kaynak eserin kendisi olup, yapım tekniğinin belirlenmesi için
yapılan teknolojik inceleme ile bozulmaların ve nedenlerinin saptanması için yapılan
genel incelemeler ve laboratuarda yapılan eserlerin içeriğini tespit eden analizlerdir.
Dikkatli bir yerinde inceleme yapılmadan yapılan analizler çok zor yorumlanabilen
sonuçlara neden olabileceği gibi, sadece örneklerin incelenmesi ile bir eserin detaylı
içeriğini anlamak da olanaksızdır.
İkincil kaynaklar ise eski bilimsel araştırmalar, arşiv belgeleri ve yörede
bulunan ve hala eski yapım tekniklerini kullanan insanlardan sözlü olarak alınan
bilgilerdir. Örneğin kerpiç yapımında kullanılan kil ve toprağın nereden alındığı ve
nasıl harmanlanıp kerpiç harçları yapıldığını saptamak amacıyla o yörede bulunan ve
hala kerpiç evlerde yaşayan insanlardan alınan bilgiler, hem yapım tekniği ve hem
malzemenin içeriği hakkında çok önemli bilgiler sağlaya bilmektedir.
İncelemeler ve analizler sonucunda elde edilen verilerin değerlendirilmesi ile
malzemedeki bozulma nedenleri tespit edilebilir, buna göre de bir proje hazırlayıp
esere yapılması gereken müdahaleler aşamalı olarak uygulanabilir.
3.3.3. Uygulama
Koruma uygulamalarında, önceliği bazı durumlarda değişse de, genel olarak
ilk yapılacak uygulama temizliktir. Temizlik eserin yüzeyinde ve yüzeye yakın
yerlerde bulunan toz ve kirlerin veya yanlış uygulamalarla eserin hem estetik
özelliklerinin ve malzemelerinin yapısal bozulmalara neden olan unsurların eserden
31
uzaklaştırılmasıdır. Geri dönüşümsüz olan temizlik uygulaması, eserin yüzeyinde
bulunan detayları korumak için dikkatli ve acele etmeden yapılmalıdır.
Temizlik aşamasından sonra zaman içinde eserde oluşan kırıkların eserlere
zarar vermeyen ve genel olarak ısılgenleşme katsayıları eserle aynı düzeyde olan
doğal veya sentetik malzemelerle yapıştırılması gerekmektedir. Kayıp olan kısımlar
da, gerekli durumlarda eserin üretildiği malzemenin aynısı ve ya benzeri ile dolgu ve
tümleme yapılabilir. Bu işlemlerden sonra genelde sağlamlaştırma işlemi gelir.
Kerpiçlerin sağlamlaştırma konusunda 1970’lerden beri yapılan çalışmalar
var (Price, 1984: 171). Bu çalışmalarda kerpiç yapıların üzerine çeşitli sağlamlaştırıcı
malzemeler uygulanmıştır ama şimdiye kadar hiçbiri istenilen sonuçları
verememiştir.
3.3.4. Bakım
Yukarıda anlatılan koruma basamakların sonuncusu bakımdır. Orijinal
malzemenin değişmesi veya zarar görmesine neden olmaksızın temizlik,
sağlamlaştırma veya tümleme yapılması hemen hemen olanaksız olduğundan, ideal
bir koruma uygulamasında esere olabildiğince az müdahale edilmesi ve orijinal
malzemenin gücünü artırılmasından çok, ortam koşullarının uygun biçimde
düzeltilerek pasif koruma sağlanması önerilmektedir. Özellikle Arkeolojik kazıların
belirli bir süreçte (genellikle yazın) yapılıyor olması, kazılar sırasında ele geçen tüm
eserlerin korunması ve onarımı için yeterli zaman bulunmamaktadır. Bu nedenle
koruma onarım uygulaması yapılıncaya kadar eserlere pasif koruma yöntemleri ile
eserlere müdahale edilmelidir.
Koruma ve onarım uygulamaları tamamlanan eserlerde bakım yapılmadığı
taktirde sorunların tekrarı veya yeni sorunların ortaya çıkması kaçınılmazdır.
Periyodik olarak yapılan bakım ve incelemelerle eserde ortaya çıkan sorunlar erken
fark edilerek ciddi zararların meydana gelmesi önlene bilmektedir. Böylece küçük
32
müdahalelerle sorunlar büyümeden çözümlenirken, ekonomik açısından da avantaj
sağlanacaktır.
Taşınır ya da taşınmaz tüm eserler ait oldukları yerlerde korunmalı, kesin bir
zorunluluk olmadıkça eserlerin yerleri değiştirilmemelidir. Bulundukları ortam
koşulları ideal olmasa da eserler zaman içinde bulundukları ortamla belirli bir uyum
içine girebileceği ve yerlerinin değişmesiyle maruz kalacakları yeni çevre
koşullarının baskıları sonucunda zarar göreceği göz ardı edilmemelidir.
33
4. KERPİÇLERİN BOZULMA NEDENLERİ
Kerpiçlerde görünen bozulmalar genellikle üretim aşamasında kullanılan
malzemelerin yapısı, yapım teknikleri ve içinde bulundukları çevre koşullarıyla
doğrudan ilişkilidir. Bozulmalara neden olan etkenlerin anlaşılabilmesi için bozulma
tipleri ve bozulmalara neden olan etkenlerin araştırılması gerekmektedir. Tarihi
eserlerin bozulmasına neden olan etkenler fiziksel, kimyasal ve biyolojik olmak
üzere üç başlık altında toplanmaktadır.
Kerpiçlerdeki bozulmalara neden olan en büyük etken genelde gaz (nem) ve
sıvı haldeki sudur. Bunun yanı sıra ıslanan kerpiçlerin donma-erime döngüsü,
erozyon, depremden kaynaklanan hasarlar, onarımlarda yanlış malzemelerin
kullanımı, insanlardan kaynaklanan bozulmalar ve biyolojik bozulmalar bazı diğer
bozulma türleridir.
4.1. FİZİKSEL BOZULMALAR
4.1.1. Yükselen Nemden Dolayı Oluşan Bozulmalar
Yağmur ve kar ile kerpiç yapılarının dibinde biriken sular, yapıların
yakınında bulunan nehir veya havuzlar, yanlış drenaj sisteminin olması ve yer altı
sularının seviyesinin yükselmesi bu tür bozulmayı beraberinde getirmektedir.
Yapının çevresinde biriken su, kapilarite ile yükselen nem nedeniyle duvarların
içeriğine katılarak kuruma seviyesine (zonuna) kadar ıslanmalara neden olur. Bu su
nedeniyle kerpiçler aşırı ıslanır veya doygunluğa erişirse bu bölgelerde ayrışmalar
olur. Bunun sonucunda en çok görünen hasar şekli duvarların yere yakın
kısımlarında yüzeyden dökülmelerin (erozyon) olması nedeniyle ve duvar dip
bölümlerinin incelmesidir ( Dehkordi, 2008: 40).
34
4.1.2. Yağmurdan Kaynaklanan Bozulma
Yağmur suyu direkt olarak yapıların üzerine yağmakla birlikte yukarıdan
aşağıya doğru kerpiçlerin içine nüfuz etmektedir. Bunun sonucunda hem çarpma
kuvvetiyle ve hem gereğinden fazla su birikmesiyle kerpiçlerde aşınmaya neden
olmaktadır. Aşınmanın hızı ve miktarı yağan yağmurun hızı ve miktarıyla doğru
orantıdadır. Gereğinden fazla ıslanan duvarların üst tarafında öncelikle kerpiçler su
ile doygunluğa ulaşacak ve dağılarak akmaya başlayacak. Bu akma sonucu
duvarların yüzeyinde yukarıdan aşağıya doğru kanallar açılır ve aşağıya doğru bu
kanallar incelmeye başlar. Oluşan kanalların incelmesinin nedeni, duvardaki kuru
kısımların suyu absorblayıp şişmeleridir. Bu şişme sonucunda malzemedeki mevcut
gözenekler kapanmaya başlar, suyun alt kısımlara ilerlemesi durur ve bunun
sonucunda duvarların üst kısmı testere şeklinde bozulmalar olur (Staff, 2006: 156).
4.1.3. Ortamdaki Nem ve Suda Çözünebilir Tuzlarından
Kaynaklanan Bozulmalar
Kerpiç yapımında kullanılan topraklarda yüksek miktarlarda suda çözünebilir
tuzların bulunması yapısal sorunları da beraberinde getirmektedir (Von konow, 2002:
68). Yağmur miktarının az olması durumunda bile, bu tür topraklar yağmur sularıyla
temas ettiklerinde, hızlı bir şekilde etkilenip dağılmaya başlarlar. Kerpiçlerde ki
dağılma suyun akışıyla derzlerden ve ince kanallardan başlayarak gittikçe artış
gösterir. Eğer kullanılan toprakta bağlayıcı niteliği olmayan silt miktarı gereğinden
fazla olursa bu tür bozulmalar daha fazla olmaktadır. Bu tür bozulmada görünen
hasar, duvar yüzeyinde derin yarıklar ve kanallar şeklindedir.
4.1.4. Sürekli Yağmur ve Rüzgârla Oluşan Bozulmalar
Yağmurun rüzgarla birlikte yağması, su damlalarının hızla duvar yüzeyine
çarpmasına neden olur. Duvarın yüzeyine çarpan su damlacıklarının darbelerin
etkisiyle yüzeyden parçalar kopacak ve aynı zamanda toprağın yıkanması söz konusu
olacaktır. Bu parça kopmaları sonucunda duvar yüzeyinde pürüzlü ve düzensiz bir
yüzey oluşacaktır. Bu tür bozulmalar genelde fırtınalarla birlikte yağmurun yağdığı
mevsimlerde meydana gelmektedir ( Feilden, 2004: 101). 35
4.1.5. Sıcaklık ve Bağıl Nemden Kaynaklanan Bozulmalar
Kerpiçlerdeki bağlayıcı özelliği taşıyan killer su ile temas ettikleri anda
şişerler ve hacimleri genişlemeye başlar. İçeriklerindeki suyun uzaklaşmasıylada
tekrar önceki boyutlarına dönerler. Sıcaklığın artmasıyla killerin aldıkları suyu tekrar
kaybetmeleri sonucu toprak taneleri arasında boşluklar oluşur. Buna göre her ıslanma
ve kuruma döngüsünde bu boşlukların sayısı çoğalır ve gittikçe düzensiz çatlakların
meydana gelmesine neden olur ve bunun devamında killer bağlayıcı niteliklerini
kaybederler. Bu duruma bağlı olarak parçalanmalar ve yüzeyden dökülmeler
meydana gelir. Çatlakların şekli ve miktarı kil minerallerinin çeşidine bağlıdır. İllit
gibi mineraller daha az su tutma kapasiteleri yüzünden yaklaşık 250 mikron
aralıklarla çatlaklar oluşturur, ancak su tutma kapasitesi yüksek olan montmorilonit,
50 mikronluk aralıklarla çatlaklar meydana getirmektedir. Kerpiç yapımında
kullanılan saman gibi katkılar bu çatlakların daha az olmasına neden olur (Calabria,
v.d. 2008: 4).
4.1.6. Sürekli Nemli Ortamlarda Oluşan Bozulmalar
Yapının bazı bölümlerinin doğrudan yağmur suyunun teması, duvar
diplerinde biriken suyun buharlaşmaması ve gün boyunca bu bölümlerin gölge
olması sonucunda yapının içinde sürekli nemin hapsolmasına neden olur. Sürekli ve
yüksek miktarda olan nem, topraktaki suda çözünen tuzların çözünmesine ve kil
minerallerin iyon alışverişine neden olur. Bu da kerpiçlerde yapısal bozulma ve
ayrışmalara neden olur. Yüzeyin sürekli nemli olması, kerpiçlerde çok derin yarıklar
ve yüzeyden büyük parçaların kopmasına neden olmaktadır ( Toracca, v.d. 1972:
287).
4.1.7. Yüksek Sıcaklıktan Kaynaklanan Bozulmalar
Killerin bağlayıcı özellikleri toprağın içeriğinde bulunan nem miktarına
bağlıdır. Toprağın kuruması sırasında absorblanan bir miktar nem genelde doğal
olarak toprakta kalmaktadır. Ancak çok sıcak ve kuru olan iklimlerde toprağın
barındırdığı nemin buharlaşması sonucunda kerpiç duvarlar erozyon ve aşınmaya
36
karşı direncini kaybeder. Bu da kerpiçlerde çok çabuk aşınma ve yüzeylerde büyük
ölçüde dağılmalara yol açabilir (Helmi, 1990: 279).
4.1.8. Düşük Sıcaklıktan (Soğuktan) Kaynaklanan Bozulmalar
Yağmur ve karla kerpiçlerin içine nüfuz eden suyun, havanın soğumasıyla
birlikte yüzeye yakın bölgelerde donmasının ve sıcaklığın yükselmesi ile erimesinin
yarattığı döngüler nedeniyle kerpiç yüzeyinde süngerimsi bir yapı oluşur. Bu tür
bozulma genelde, yüksek yerlerde hava sıcaklığının suyun donma derecesine yakın
olan yerlerde bulunan kerpiç yapılarda gözlemlenmektedir ( Qu, v.d. 2007: 154).
4.1.9. Sürekli Değişen Hava Sıcaklığından Kaynaklanan Bozulmalar
Yüksek kerpiç duvarlarda yapılan incelemelerde genellikle yaklaşık 10 metre
aralıklarla meydana gelen dikey çatlaklar gözlemlenmiştir. Bu tür yarıklar, nemli
duvarlarda sıcaklık farkından dolayı oluşmaktadır. Bu tür bozulmalar senelik sıcaklık
ve nem değişimi yüzünden meydana geldiği ve bu tür hasarlar genelde binalarda
duvarların birbirine eklendiği yerlerde oluştuğu tespit edilmiştir (Robbins, v.d. 1979:
29).
4.1.10. Suda Çözünen Tuzlardan Kaynaklanan Bozulmalar
Kerpiç yapılardaki osmotik basıncın tuğla ve taş duvarlardan daha az
olduğunu ve buna bağlı yükselen nemin 30- 40 cm’ ye kadar ulaşmaktadır. Duvar
diplerinde biriken suların aşağıdan yukarıya doğru çıkışları sırasında suda
çözünebilen tuzların bu sularla hareketi sonucu toprak tanelerini arasına yerleştiği ve
suyun kuruması ile birlikte tuzların çiçeklenmesine neden olmaktadır. Bunun
sonucunda, genelde yumuşak bir yapıda olan kerpiçlerin yüzeyinde tuzların
baskısıyla tozuma meydana gelmektedir. Yüzey, çok sıkı ve gözeneksiz bir doku
yapacak ince elenmiş çamur harçlarla sıvandığında tuzlar yüzeye ulaşamayacak ve
kabuk altı çiçeklenmeler olacaktır. Bu da duvar ile sıva tabakaları arasında
ayrışmalara ve sıvanın yüzeyden dökülmesine neden olacaktır. Bu tür hasar nedeni
kerpiçlerde, diğer etkenlere göre daha hızlı ve şiddetli bozulma ve dağılmalara neden
olmaktadır (Von konow, 2002: 70).
37
4.1.11. Yapım Malzemelerinden Kaynaklanan Bozulmalar
Kerpiçte kullanılan toprakların içeriğinde gereğinden fazla miktarlarda kuvars
ve feldspat gibi bağlayıcı bir özelliğe sahip olmayan minerallerin bulunması,
kerpiçlerin kuruması sırasında, bağlayıcı özelliğinin azalmasından dolayı çatlakların
oluşumuna neden olmaktadır. Diğer bir taraftan kerpiç yapımında kullanılan killerde
yüksek miktarda montmorilonit bulunması (gereğinden fazla su tutma özelliği
yüzünden) kuruma sırasında çok fazla büzülmesine ve dolayısıyla kerpiçlerin
çatlamasına neden olacaktır. Bunun haricinde kullanılan değişik killerden dolayı
yapının her tarafında kuruma hızının eşit olmaması çatlak ve yarıkların oluşmasının
diğer nedenidir. Kerpiç yapımı sırasında hazırlanan harcın belli bir süre dinlenmesi
ve düzgün bir şekilde yoğrulması gerekir. Bu dinlenme ve yoğurma sonucunda kil
mineralleri tamamen suya doyarlar ve homojen bir yapı oluştururlar. Kerpiç
üretiminin doğru yapılmaması, yapıda kullanılan kerpiçlerin dışarıdaki nemden
etkilenmelerine ve genişlemelerine neden olur. Bunun sonucunda, artan hacmin
yaratacağı baskı nedeniyle, değişik boyutlarda çatlak ve yarıklar olmaktadır (
Warren, 1999: 138).
4.1.12. Rüzgardan Dolayı (Erozyon) Oluşan Hasarlar
Binaların etrafındaki rüzgâr akışı binanın şekline ve yüksekliğine bağlıdır.
Yere yakın kısımlarda rüzgâr hızı az, üst kısımlarda daha hızlıdır. Rüzgar hızına
bağlı oluşan hortum ve benzeri hareketler ile rüzgarın taşıdığı parçacıklar yapılarda
parça kopma ve aşınmalara neden olmaktadır. Diğer bir yandan da sert esen rüzgârlar
duvarlar üzerinde hızlı kurumaya neden olarak kerpiç yapıda büzülmelere, çatlaklara
ve yüzeyin aşınmalara yol açar (Dehkordi, 2008: 53).
4.2. KİMYASAL BOZULMALAR
Kimyasal bozulmalar, yüksek miktarda kalsiyum karbonat (CaCO3) içeren
malzemelerin asitlerle girdikleri reaksiyonlar sonucu oluşmaktadır, bu da alçı taşı ya
da kalker oluşumu biçiminde sonlanmaktadır. Ancak bilindiği gibi kerpiçlerde düşük
38
miktarlarda kireç (CaCO3) olduğu için meydana gelen bu tür bozulmalar kayda değer
miktarlarda değildir.
4.3. BİYOLOJİK BOZULMALAR
Biyolojik faktörler genel olarak toprağın canlı kısmını oluşturan ve toprak
içinde yaşayan her türlü canlı organizmayı kapsamaktadır. Kerpiç yapımında
kullanılan saman ve benzeri bitkiler, karınca ve benzeri pek çok canlı için bir besin
kaynağı niteliğindedir. Toprak içinde yaşamını sürdüren sürüngenler, kemirgenler,
böcekler, bakteriler, mantar ve bitki türleri kerpiç yapıların bozulmasında doğrudan
doğruya veya dolaylı olarak etken olabilmektedir. Bunların toprak içinde meydana
getirdiği yuvalar ve kanallar kerpiçte yapısal bozulmalara neden olmaktadır. Kerpiç
duvarları içinde bazı kuş türlerinin yuva yapması veya buralarda yaşayan böcek ve
benzeri organizmalarla beslenmesi kerpiç yapılarda tahribata neden olmaktadır
(Dede, 1997: 78).
Toprağa bağımlı yaşayan bir diğer canlı gurubu ise bitkilerdir. Kerpiç
duvarlar yüzeyinde yaşama olanağı bulan bazı bitki türleri doğrudan veya dolaylı
olarak bu yapı unsurlarının bozulmasına neden olabilmektedir. Örneğin bitki
köklerinin kerpiç içinde büyüyerek gelişmesi sırasında ulaştığı hacim aynı zamanda
kerpiç içinde bu hacim kadar bir kanalın oluşması anlamına gelmektedir. Bitki
köklerinin yol açtığı bu hacim genişlemeleri kerpiç toprağını zayıflatarak daha çabuk
dağılmalarına neden olabilmektedir. Diğer bir taraftan bu bitkilerin köklerinden veya
yapraklarından besinlerini sağlayan canlıların neden olduğu zararlardan söz
edilebilmektedir. Örneğin bu bitkilerin köklerinden beslenen canlılar, bu köklere
ulaşmak için toprak içinde açacağı kanallar kerpiç toprağının yapısını
zayıflatabilecek, dağılmasına neden olabilecek ve dolaylı olarak ta bozulmada etken
rol oynayacaktır ( Gayurfar, 2009: 147).
Diğer bir taraftan bitkilerin toprak dışında kalan kısımlarından besinlerini
sağlayan ot obur hayvanların dolaylı olarak kerpiç yapı unsurlarının bozulmasında
etken rol oynamaktadır. Bitkilerin toprak üstünde bulunan kısımlarının bu tür
39
hayvanlar tarafından koparılması sırasında meydana gelen mekanik baskı bazen
bitkilerin toprak içinde bulunan ve toprağa tutunan köklerinin tutundukları toprakla
beraber dışarıya çıkmasına veya hareket etmesine neden olabilmektedir. Burada
kerpiç yapı unsurlarının dokularında ve özellikle de dış yüzeyini oluşturan kısımlarda
ciddi bozulmalar meydana gelmektedir.
Bitkilerin temizlenmesi için insanlar tarafından bilinçsizce yapılacak olan
müdahalelerinde bozulmada etken rol oynayacağı düşünülebilir. Bu bitkilerin
temizlenmesi amacıyla dikkatsizce koparılması, yukarıda bahsedilen tahribata benzer
bozulmalar oluşabilmektedir.
Kerpiç yapı ve ya duvarların etrafında büyüyen bitkiler nedeniyle bitki
kökleri yüzünden toprağın altındaki nem miktarının yükselmesine bağlı olarak
bitkilerin yakınında bulunan kerpiç duvarın nemden etkilenip bozulmasına neden
olacaktır.
4.4. YANLIŞ MÜDAHALELER SONUCU OLUŞAN
TAHRİBATLAR
Portland çimento bağlayıcılı harçlar, sıvalar ve dolgu malzemeleri, içeriğinde
yüksek miktardaki çözünebilir tuz bulunması, yapısının çok sert olması ve ısıl
genleşme katsayısının farklı olması nedeniyle onarımda kullanıldığı kerpiç
restorasyonunda büyük hasarlar verdiği tespit edilmiştir (şekil 5). Bu tip onarım
malzemeleri, yoğuşmaya ve dolayısı ile yapıda nemlenmeye ve tuzlanmaya neden
oldukları için nemden kaynaklı tüm problemlere ve dolayısı ile duvarda hasarlara
neden olacaktır (Staff, 2006: 52).
4.5. DEPREMLERDEN KAYNAKLANAN TAHRİBATLAR
Yapısal olarak kerpiç binaların çok ağır olması büyük bir dezavantajdır.
Genelde kerpiç kullanılan yörelerde her sene düzenli bakımlar sırasında duvarların
40
dış yüzeyine ve yapının içindeki tabanlarına bir kat çamur harç kaplanmaktadır. Bu
bakımlarla da yapılan sıva ilaveleri nedeniyle, seneler geçtikçe duvarların kalınlığı ve
dolayısıyla ağırlığı artırmaktadır. Ağırlığın bir diğer neden ise kerpiç blokları
kuruduktan sonra bile çok ağır olmaları ve aynı zamanda çatıların da topraktan
yapılmış olmasıdır. Olabilecek depremler sırasında yerin değişik yönlere doğru
hareket etmesi, bu ağırlıktan dolayı binanın ağırlığının taşıyan duvarlarında
dengesinin bozulmasına ve sonuçta yıkılmasına neden olur (Leroy, v.d. 2000: 76).
Bunun en belirgin örneği dünyanın en büyük kerpiç yapı kompleksi olan İran’ın Bam
kentinde meydana gelen depremin verdiği hasardır (Khodabande, 2008: 110).
4.6. YANGINDAN KAYNAKLANAN BOZULMALAR
Kerpiç yapılarda meydana gelen yangınlar, ahşap ve benzeri organik
malzemeleri tutuşturmakta ve hasarlara neden olmaktadırlar. Sıcaklık 200 derecenin
üzerin çıkınca ilk olarak kerpiçlerin içeriğinde bulunan su buharlaşmaya başlar.
Sıcaklık 450-600 derecenin üzerine çıkınca moleküller içinde bulunan su uzaklaşır
ve renk değişimleri olur. Yangındaki oksijen miktarına bağlı olarak kerpiçler açık
kahverengi, turuncu, kırmızı ve pembemsi renklere dönebilmekteler. Kaolinitte
moleküller arasında bulunan suyun buharlaşma süreci çok hızlı bir şekilde
gerçekleşirken, smektit ve illit gibi killerde buharlaşma kademeli olarak gerçekleşir.
Bu aşamada killer yapısal olarak sertleşmeye başlar ancak hala gözenekli yapısını
korumaktadır. Sıcaklık 950 dereceye çıkınca alunimosilikatlarda gözeneklilik azalır
ve camsılaşma süreci başlar. Daha yüksek sıcaklıklarda ise (1000-1400 ◦ C) tridymite
ve kristobalit oluşumu gözlenir. (Berna, v.d. 2007: 360)
41
5. KERPİÇLER ÜZERİNDE YAPILAN ÇALIŞMALAR
5.1.ÖRNEKLERİN GÖRSEL TANIMLAMALARI
Güvercinkayası kazısından alınan dam çökükleri, kerpiç blokları ve taban ve
duvar sıvaları, analiz yapılmak üzere laboratuarımıza getirilmiştir. İlk olarak
örneklerin ağırlıkları tartıldı, fotoğrafları çekildi ve daha sonra görsel tanımları
yapılmıştır.
7F, mekan 4’ün, güneyinden alınan birinci örnek, açık krem renkli, agregaları
gözükmeyen, tek tük kalın kıtıkları görünebilen, bir tarafında saz izleri bulunan,
kendine göre sağlam dam çöküğü örneği.
7F, mekan 4’teki petek üzerinden alınan ikinci örnek, açık krem renkli,
agregaları gözükmeyen, yüzeyi tozuyan, tek tük kalın kıtıkları görünebilen, bir
tarafında saz izleri bulunan, birinci örneğe göre biraz daha zayıf dam çöküğü
örneğidir.
7F, mekan 5’ten alınan üçüncü örnek, açık kahve renkli, bol gözenekli,
agregaları görülmeyen, az miktarda kıtıkları görünen, yüzeyi tozunan sağlam kerpiç
blok örneğidir.
7G, mekan 10’dan alınan dördüncü örnek, Dış cidarları yaklaşık 1 cm
kalınlığında kırmızı, ortası koyu krem renkli, agrega ve kıtıkları görünmeyen, büyük
gözenekli, yangın nedeniyle iki tarafı pişerek tuğlalaşmış duvar sıva örneği.
7F, mekan 5’ten alınan beşinci örnek, açık krem renkli, bol gözenekli,
agregaları gözükmeyen ve kıtık izleri görünebilen yüzeyden tozuyan sağlam kerpiç
tuğla örneğidir.
8F, mekan 10, tandır 10’un önünden alınan altıncı örnek, Kırmızı devetüyü
renkli, gözenekli, agregaları görünen, tek tük kıtıkları görünebilen, pişerek
tuğlalaşmış sağlam duvar sıva örneğidir.
6H, mekan 1’den alınan yedinci örnek, koyu gri renkli, agrega ve kıtıkları
gözükmeyen, tamamen dağılarak toprak haline gelmiş taban sıva örneğidir.
42
6H-6İ, mekan 9, tandır 4’ün yanından alınan sekizinci örnek, krem kahve
renkli, agrega ve kıtıkları gözükmeyen, tamamen dağılarak toprak haline gelmiş
duvar sıva örneğidir.
7F, mekan 4 güneyi ile 8f deki tandıra yapışık yerden alınan dokuzuncu
örnek, krem renkli, az gözenekli, tek tük iri çakıl taşları görünen, saz izi olmayan
sağlam yapıda yanmış taban örneğidir.
7F-7G, mekan 5’ten alınan onuncu örnek, gri renkli, gözenekli, agrega ve
kıtıkları görünen, nispeten sağlam kerpiç blok örneğidir.
5.2. FİZİKO MEKANİK ANALİZLER
Koruma ve onarım çalışmalarında genellikle tarihi eserlerin malzeme içeriği,
bozulma nedenlerini ve bu bozulmalara neden olan etkenlerin belirlenmesi ve
yapılacak olan müdahalelerin doğru ve yerinde olması için çeşitli analizler
yapılmaktadır. Yapılan analizlerin sayısı gün geçtikçe artmakta ve bunların sayesinde
malzemelerin nitelik ve nicelikleri hakkında çok önemli veriler elde edilebilmektedir.
Konservasyon bilimi de Arkeoloji biliminin bir yardımcı dalı olarak çok büyük bir
hızla gelişmekte ve değişik bilim dallarından yararlanarak tarihi eserler hakkında
daha ayrıntılı veriler sağlamamıza neden olmaktadır.
Güvercinkayası kazısından çıkan kerpiçlerin içeriklerini teşhis etmek için dört
ana başlık altında çeşitli analizler yapılmıştır. Bu analizler fiziksel, petrografik, basit
kimyasal ve aletli analizlerdir. Hidrometre analizi İstanbul Üniversitesi toprak
anabilim dalı laboratuarında, BET ve XRD analizleri İzmir yüksek teknoloji
enstitüsünde, SEM-EDX analizi KUDEP laboratuarında, ICP-MS analizi Kanada’nın
Acme Laboratuarında ve tekrarlanan XRD analizi ise İstanbul Üniversitesi Jeoloji
bölümü laboratuarında yapıldı. Diğer analizler ise İstanbul Üniversitesi Taşınabilir
Kültür Varlıklarını Koruma ve Onarım bilim dalı laboratuarında yapılmıştır.
43
5.2.1. Elek Analizi
Elek ile yapılan analizlerde harçların içeriğinde bulunan agrega boyutlarını ve
dağılımlarını elde edebilmektedir. Örneklerden yaklaşık 50 gram alınmış, etüv de
kurutularak tartılıp elek makinesinin içine yerleştirilmiş ve 15 dakika boyunca
üzerinde toplama kabı, 63µ, 125µ, 250µ, 500µ, 1000µ, 2500µ ve 5000µ delik çaplı
elekler bulunan elekli sarsma makinesi çalıştırılmıştır. Daha sonra eleklerin her
birinin üstünde kalan örnek miktarı tartılarak not edilmiş ve yüzdeleri hesaplanmıştır
(Teutonico, 1988: 77). Örnek miktarlarının az olmasından dolayı ıslak elek yapmaya
gerek duyulmamıştır. Elek analizinin sonuçları tablo 2 ve 3’te verilmiştir.
5.2.2.Hidrometre Analizi
Hidrometre analizini yapmadan önce her örnekten yaklaşık 50 gramı önce
suda bekletilerek dağıtılmış ve daha sonra etüv de kurutularak tartılmıştır. Hazırlanan
örnekler iki mm çaplı elekten geçirilmiş ve elek altında kalan örneklere 25 ml kalgon
ve yarım ml hidrojen peroksit (H2O2) eklenmiştir. Daha sonra her biri numaralı olan
şişelerin içine 3/2 kadar su saf su ilave edilerek 24 saat beklemeye bırakılmıştır.
24 saat geçtikten sonra örnekleri KERMAN SH-O-2D karıştırma cihazına
yerleştirip ve iki saat sallamaya bırakılmıştır. İki saten sonra örnekler mezürün içine
boşaltılmış ve hidrometre içine konulup 1000 ml. ye gelene kadar su ilave edilmiştir.
Daha sonra hidrometre çıkartılmış ve karışımı özel bir alet ile bir dakika boyunca
yaklaşık 60 kere karıştırılmıştır. Karışım bir dakikadan sonra süspansiyon haline
gelmiş ve kronometre çalıştırıldı. 4 dakika 48 saniye sonra ilk okuma
gerçekleştirilmiş ve sonrasında hemen termometre 5 dakika Boyunca karışımda
bekletilerek karışımın ısısı belirlenmiştir. Sıcaklık ve hidrometre verileri not
edilmiştir. Karışımın ikinci okuması iki saat sonra yapıldı ve tekrar karışımın
sıcaklığı belirlendi, bu verilere dayanarak kil, silt ve kum boyutlu parçaların
miktarları yüzde olarak hesaplanmış ve sonuçlar tablo 5’te verilmiştir. Yangın
geçirenler örneklere bu analiz yapılmamıştır (Karagöz, 1989: 140).
44
5.2.3. Atterberg Limitleri
Kerpiçlerin su karşısındaki davranışlarını tespit edebilmek için plastik limit
ve likit limitlerinin araştırılması gerekmektedir. Plastik limit toprağın işlenebilmesi
için gereken minimum su miktarı olarak tanımlanır, likit limit ise toprağın sıvı
özellik gösterdiği en az su miktarı olarak tanımlanmaktadır (Kalinski, 2006: 34).
5.2.3.1. Likit Limit
Likit limit toprak örneğinin akıcı hale geldiği anda içerdiği su miktarının,
kuru ağırlığına göre yüzde olarak ifadesidir.
Likit limit analizini yapmak için önce örnekten bir miktar alınarak tartıldı ve
200µ’luk eleğin üzerine yerleştirilip, elekten geçen kısmın yüzdesi hesaplanarak not
edilmiştir. Daha sonra örnek cam plakanın üzerine yerleştirildi ve saf su ilave ederek
homojen bir hale gelene kadar karıştırılmıştır. Örnek hava geçirmez bir kabın içine
yerleştirilerek ve 24 saat süre ile karışım bekletilmiştir.
24 saat süre geçtikten sonra örnek kaptan çıkartılmış ve yaklaşık 10 dakika
karıştırılmıştır. Örnekten bir miktar alınarak Cassagrande aletinin içine
yerleştirilmiş, yüzeyi tabana paralel olarak düzlenmiş ve oluk açma bıçağı
menteşenin ortasından geçen çap boyunca kap içinde hareket ettirilerek örnek ikiye
bölünmüştür**. Böylece örneğin ortasına V kesitli bir oluk açılmış oldu. Aletin kolu
saniyede iki devirlik bir hızla çevrilerek, iki yanda kalan örnek, oluğun dip kısmında
13 mm boyunca birbirine değene kadar kap kaldırılıp düşürülmüştür. Değmenin
sağlandığı kesimin uzunluğu bir cetvelle ölçülmüştür. Oluktaki bu kapanmayı
sağlayan düşüş sayısı da kaydedilerek oluğun kapanmış olan kesimim çevresinden
yaklaşık 10 g ağırlığında bir numune, deney kabına konulmuş ve su miktarı
hesaplanmıştır. Hazırlanan örneğe su ilave edildi ve aynı işlem 5 kere tekrarlandı.
Beş denemenin sonuçları toplandı ve ortalığı alınarak likit limitler hesaplanmıştır.
**** Bıçağın hareketi sırasında bıçak kap yüzeyine dik tutulmalı ve bıçağın yivli yüzü hareket yönüne bakmalıdır.
45
Başlangıçta ilave edilen su miktarı ve deney sırasında ilave edilen su
miktarları elde edilen düşüş sayılarının 10 ile 50 arasında eşit aralıklarla dağılmasını
sağlayacak biçimde ayarlanmalıdır. Deney kesinlikle örneğe su ilavesiyle
yapılmalıdır. Örneğin, su eklemek amacıyla likit limit kabından her çıkarılışında kap
ve oluk açma bıçağı yıkanıp kurutulmalıdır. Yapılan işlemler sırasında örneğin
kurumasını önlemek amacıyla cam plaka üzerindeki örnek porselen bir pota veya
ıslak bir bezle örtülmelidir.
5.2.3.2. Plastik Limit
Plastik limit toprak örneğinin plastik hale geldiği anda içerdiği su miktarının,
kuru ağırlığına göre yüzde olarak ifadesidir. Bu deney toprağın plastik kıvamda
bulunduğu en düşük su miktarının ölçülmesi ile ilgilidir.
40 numaralı elekten geçen 20 gram kadar bir örnek alınmıştır. Örnek homojen
bir duruma gelinceye ve küçük bir top biçimi alabilecek kadar cam plaka üzerinde
saf su ile karıştırılıp yoğrulmuş ve numune yaklaşık iki eşit parçaya bölünmüştür.
Her iki parçadaki küre şeklindeki numune sicim şeklini alana kadar cam plaka
üzerinde yuvarlanmış örneğin çapı 3 mm ye düştüğü anda çatlama ve kopma
meydana gelinceye kadar işlem sürdürülmüştür. Dağılan parçalar toplanıp ve su
miktarı ölçülmüştür. Ölçüm için alınan örneğin yaş ağırlığı en az 5 gram olmalıdır.
Toprağın içinde bulunan su miktarının ortalaması toprağın plastik limiti
olarak kabul edilir ve en yakın tam sayıya yuvarlanarak verilir. Ana malzemenin 40
numaralı elekten geçen yüzdesi de kaydedilir. Örneğin plastisite indisi likit limit
deney sonuçları kullanılarak hesaplanır. Bu verilere dayanarak birde toprak türünün
aktivitesi hesaplanabilmektedir. Toprağın aktivitesini hesaplamak için aşağıdaki
formül kullanılmaktadır.
Aktivite = plastisite indeksi / kil miktarı (%)
46
5.2.4. Nem Miktarı
Örneklerin içeriğinde bulunan nem miktarını ölçmek için 105°C ‘de
fırınlanan beherlerin her biri önce etüv’de soğumaya bırakılmış daha sonra tartılmış
ve içine yaklaşık 25-30 gram kadar örnek ilave edilip tekrar tartılmıştır. Daha sonra
beherlerin hepsi fırına yerleştirilip sıcaklığı 105◦C dereceye ayarlanmış ve 12 saat
süre ile fırında bekletilmiştir. 12 saatten sonra örnekler soğuması için silika jel
bulunan desikatörün içine yerleştirildi ve soğuduktan sonra tekrar tartıldı. Nem
miktarı bu formül ile hesaplanmıştır (Shukla, 2007: 13). Analiz sonuçları tablo 2’de
verilmiştir.
W: W2-W3.100 / W3-W1
W1: boş beher ağırlığı
W2: beher + örnek
W3: 105 derecede beher + örnek
5.2.5. Özgül Ağırlık
Kerpiç örneklerin özgül ağırlık hesaplamaları için önce örnekler öğütülmüş
ve 125 mikron eleğin altında kalan parçaların tartımları yapıldıktan sonra 24 saat
boyunca 85◦ C ta etüvde bekletilmiştir. Cam kavanozu saf su ile doldurduktan sonra
bütün hava kabarcıklarının çıkması için 10 dakika süre ile ispirto ocağı üzerinde
ısıtılmış ve cam kavanoz oda sıcaklığına gelmesi için 12 saat bekletilmiştir. Daha
sonra kavanozun kapağına bir cam şişe yerleştirilmiş ve tartımlar yapılmıştır.
(Shukla, 2007: 21). Bu yöntemle hesaplanan özgül ağırlıkların sonuçları tablo 6’ da
verilmiştir.
5.3.PETROGRAFİK ANALİZLER
Örnekler önce silikon kalıplara yerleştirilmiş ve daha sonra üzerlerine epoksi
ilave edilerek 24 saat reaksiyonun tamamlanması için beklenmiştir. Epoksi tamamen
polimerleştikten sonra, örnekler ince kesit cihazında 2-3 mm kalınlıkta dilimlere
kesilerek hazırlanmıştır. Hazırlanan ince dilimler Lam’a yapıştırılarak 1-2 mm
47
kalınlığa kadar örnekler inceltilmiştir ve genel doku analizi için stereo mikroskop
altında incelenmiş ve detaylı fotoğrafları çekilmiştir. Aynı kesitler tekrar ince kesit
cihazına yerleştirilip 30 mikron’a kadar inceltilmiş ve içeriğindeki mineralleri teşhis
etmek için örnekler polarizan mikroskop altında incelenmiş ve detaylı fotoğrafları
çekilmiştir (Resim 6) (Mackenzie, v.d. 1994: 9). Değerlendirmeler 5. Bölümde
verilmiştir.
5.4. BASİT KİMYASAL ANALİZLER
5.4.1.Asitle Muamele
Örneklere % 10’luk hidroklorik asitle ilave edilerek içeriklerindeki asitle
reaksiyona giren, başta kireç olmak üzere çözünür hale geçen tüm maddeler çözelti
haline getirilmiştir. Asitle reaksiyona girmeyen silikat esaslı maddeler filtre edilerek
çözeltiden ayrılmış, çeşme suyu ve saf su ile yıkanmıştır. Böylece örnek içeriğinde
bulunan silikatlı dolgu maddeleri, varsa bağlayıcılar ve katkı maddeleri dağıtılmıştır.
Dağıtılan parçacıklar 105 ± 5◦ C sıcaklıktaki etüvde kurutulduktan sonra tartılarak
asitte kaybolan ve kalan kısmın miktarları bulunmuştur. Çeşitli boyutta delik açıkları
bulunan sıralanmış eleklerde elenerek boyut dağılımı bulunup ve sonuçları fuller
eğrisi ile karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Ayrıca boyutlarına ayrılmış olan asitte
kalan agregalar, stereo mikroskop altında incelenerek niteliklerine göre (kuvars,
feldspat, tuğla kırığı gibi) yaklaşık oranları ile agrega tiplerine (yuvarlaklaşmış, az
köşeli, çok köşeli gibi) göre değerlendirilmeye alınmıştır (Güleç, 2009: 120). Analiz
sonuçlar tablo 2’de verilmiştir.
5.4.2.Kızdırma Kaybı
1200◦ C sıcaklığa ulaşabilen basit bir laboratuar fırını ve 0,1 mg hassasiyetli
analitik terazi ile yapılan bu analizde örneğin içeriğinde bulunan % nem, % 550◦C de
48
organik madde ve 1050◦ C de yüzde kalsiyum karbonat (CaCO3) oranları tespit
edilmektedir.
Öğütülmüş örnekler (500 mg ) ± 0,10 mg hassasiyette olan tartı ile tartıldı.
Daha sonra örnekler kül fırınında 105 ± 5◦C, 550 ± 5◦C ve 1050 ± 5◦ C sıcaklıklarda
kızdırılarak ve her ısıtma sonrasında desikatörde soğutularak tartılmıştır. Ağırlık
farkından örneklerin % nem, % 550◦C kaybı ve % CaCO3 oranları aşağıdaki
formüllerle hesaplanmıştır (Güleç, 2009: 121). Hesaplamaların sonuçları tablo 6’da
verilmiştir.
W0: Dara
W1: Dara + Örnek
W2: Dara + 105 ± 5◦ C % Nem: ( W1- W2) x 100 / (W2- W0)
W3: Dara + 550 ± 5◦ C % 550 ◦C Kaybı: (W2- W3) x 100 / (W2- W0)
W4: Dara + 1050 ± 5◦ C % CaCO3 : (W3- W4) x 10000 / ((W2- W0) x 44)
5.4.3. Tuz Testleri
Önce toz halinde getirilmiş olan örnek (100 mg) 40-50 ml. saf suda 24 saat
bekletilmiştir. Süzülen ve 100 ml. ye tamamlanarak hazırlanan stok çözeltide
örneklerin anyonları spot test yöntemiyle, kabaca toplam tuz miktarı iletkenlik ölçer
(kondaktometre) ile belirlenmiş ve yapılan hesaplamalar ile kabaca tuz yüzdesi
hesaplanmıştır (Teutonico, 1988: 72). Örneklerin içerdiği tuz yüzdeleri tablo 6’da
verilmiştir.
5.4.3.1. Klorür Testi
Hazırlanan stok çözeltiden 2 ml. örnek alınarak üzerine birkaç damla gümüş
nitrat damlatılmasıyla oluşan beyaz çökelek örnekte klorür tuzunun varlığını gösterir.
49
5.4.3.2. Sülfat Testi
Hazırlanan stok çözeltiden 2 ml. örnek alınarak üzerine birkaç damla baryum
klorür ( BaCl2 ) ilavesiyle oluşan beyaz çökelek veya bulanıklık birkaç damla
hidroklorik asit (HCl) ilavesiyle kaybolmaz ise örnekte sülfat tuzu var demektir.
5.4.3.3. Karbonat Testi
Sülfat testi yapılan tüpe hidroklorik (HCl) ilavesiyle bulanıklık kaybolur veya
kısmen gaz çıkışı olursa karbonat tuzu var demektir.
5.4.3.4. Nitrat Testi
Cam plaka üzerine küçük bir difenil amin kristali ve bir ,iki damla örnek
çözeltisi konulur ve kuruması beklenir. Kuruyan örnek üzerine bir damla sülfürik asit
(H2SO4) ilavesiyle oluşan mavi menekşe renk örnekte nitrat tuzunun varlığını
gösterir.
5.4.4.Yağ ve Protein Analizleri
5.4.4.1. Yağ Analizi
Cam plaka üzerine 10-20 mg katı örnek ve 1-2 küçük kristal bakır sülfat
(CuSO4) konuldu ve üzerine 1-2 damla amonyak ilave edilerek karıştırıldı. Bu
karışım üzerine 1-2 damla hidrojen peroksit (H2O2) ilavesiyle şiddetli bir reaksiyon
meydana gelip, reaksiyon sonunda kalıcı kabarcıklar oluşmuş ise ortamda
sabunlaşabilir yağ var demektir. Sonuçlar tablo 6’da verilmiştir.
5.4.4.2. Protein Analizi
Kapiler bir tüp içine biraz toz örnekten yerleştirip ince bir kama şeklinde
kesilen temiz filtre kağıdının ucu p-difenil amino benzaldhidin içine daldırıldıktan
sonra ıslak ucu kapiler tüpün ağzına yerleştirilir ve tüp ısıtılır. Çıkan dumanın filtre
50
kağıdının ucunda pembe renk oluşturması proteinin varlığını gösterir. (Güleç, 2009:
121). Sonuçlar tablo 6’da verilmiştir.
5.4.5. Organik Madde Analizi
Bu analizde önce 300 ml, yüzde 3’lük sodyum hidroksit (NaOH) çözeltisi
hazırlanır. Yaklaşık 50 g kurutulmuş örnek hazırlanan çözeltinin içine konulur ve
yaklaşık 10 dakika boyunda karıştırılır ve 24 saat süre ile dinlenmeye bırakılır.
Çözeltinin bu süreden sonra kahverengi olması organik maddenin varlığını
göstermektedir. (Houben, v.d. 2003: 66). Sonuçlar tablo 6’da verilmiştir.
5.5. ALETLİ ANALİZLER
5.5.1. SEM- EDX Analizi
Örneklerin içeriğinde bulunan maddelerin detaylı genel ve bölgesel görsel
özellikleri ile bu alanların yarı kantitatif içerik analizleri SEM-EDX (Taramalı
Elektron Mikroskobu ve Enerji Dağılımlı XRD) ile yapılmaktadır.
Epoksiye gömülen örneklerden kalın (2-4 mm) bir dilim parlatılır. Hazırlanan
örneklerin SEM analizi yapılarak örneklerin mineralleri ve dokuları görsel olarak
tanımlanırken, EDX ile içerikleri element veya element oksit olarak belirlenir ve
sonuçları değerlendirilir (Pollard, v.d. 2007:113). Sonuçlar tablo 7’de verilmiştir.
5.5.2. XRD Analizi
Bu analiz yardımıyla petrografik analizlerle tespit edilemeyecek boyuttaki
maddelerin (kil, silt,...) nitelikleri tespit edilebilmektedir (Nayak, v.d. 2007: 236). Bu
yöntemde dikkat edilmesi gereken husus, malzeme içeriğindeki madde oranı % 5 ten
az ise tespit edilmesi güçtür. Dolayısıyla bu yöntemde örnek hazırlama safhası önem
taşımaktadır (Pollard, v.d. 2007:121). XRD grafikleri, şekiller bölümünde verilmiştir.
51
5.5.3. ICP- MS Analizi
Analizi yapmak için yaklaşık 200 mg örnek, 200 numaralı elekten geçecek
şekilde öğütülür, lityum metaborat-lityum tetraborat (LiBO2-LiB4O7) füzyonu ile
çözünürleştirilir. Örneklerin içeriğinde bulunan tüm maddelerden temel maddeler,
yüzde oranlı element oksit olarak, az miktarda bulunan (eser miktarda) maddeler ise
mg/l (ppm) değerli element olarak İnduktif Eşleşmiş Plazma Kütle Spektroskopisi
(Inductively Coupled Plasma Mass Spectroscopy, ICP-MS) cihazı ile tespit edilir ve
analiz sonuçları değerlendirilir (Pollard, 2007: 208). Sonuçlar tablo 4’te verilmiştir.
5.5.4 BET Analizi (Brunauer, Emmett and Taller)
Çok tabakalı adsorpsion teorisi hakkında Brunauer, Emmett veTeller (BET)
denklemini bulmuşlar. Bu denklem yüzey alanı hesaplanmasında ve yaklaşık
adsorpsion ısılarının bulunmasında önemli bir yer alır. Bu yöntemde killerin yüzey
alanını, cezp ettikleri Nitrojen gazı ile ölçülür. Bu işlem tamamen havasız bir
ortamda ve sıvı Nitrojenin kaynama derecesine yakın (-196◦ C) bir ortamda
gerçekleştirilir. Bu anal izle killerin hem yüzey alanı genişliğini ve hem de cezp
ettikleri gaz miktarını hesaplayabiliriz. Sonuçlar tablo 8’de verilmiştir.
Yapraksı yapıda olan kil minerallerinin en büyük özelliklerinden biri çok faal
bir yüzey alanına sahip olmalarıdır. Bu yüzey alanının davranışları da killerin fiziksel
ve kimyasal özellikleriyle örneğin su tutma kapasitesi ve iyon alışveriş ve yüzey
alanı genişliğini gibi parametrelerle doğrudan ilişkilidir. Eğer yüzey alanını ağırlık
bazında tanımlamak istersek m2/g, bu parametreyİ “special surface” olarak
nitelendirebiliriz (Bohn, v.d. 1979: 110).
52
6. ANALİZ SONUÇLARI
Tezin bu kısmında koruma basamaklarından biri olan teşhis aşamasında
belirtilmesi gereken Güvercinkayası kerpiç blokları, dam çökükleri, taban ve duvar
sıvalarının içeriklerinin belirlenmesi üzere yapılan analizlerden elde edilen sonuçlar
açıklanmaktadır.
1.Örnek Analiz Sonuçları
Örneğin yangın geçirmiş ve toprak niteliğini kaybetmiş olması nedeniyle
hidrometre ve atterberg limitleri analizleri yapılmamıştır. Asitle muamele edilen
örneğin % 44.46’si reaksiyona girmiştir. Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre % 1.98
nem, 550 derece kaybı % 4,36 g, Kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı % 27,69 g,
içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı % 0,96 ve özgül ağırlığı 2,45 olduğu tespit
edilmiştir (Tablo 2).
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda az miktarda demir oksit, tek tük
muskovit ve biyotit geri kalan kısım toprak renginde feldspat bulunmaktadır. 125 ile
1000 mikron arasında çok az miktarda kuvars, az miktarda biyotit, tek tük muskovit,
tek tük kıtık, geri kalanı kütle nitelikli açık krem toprak renkli feldspat gözükmekte.
1000 mikrondan daha büyük parçalarda ise az miktarda kuvars ve toz biyotit, tek tük
muskovit, bazı parçalar üzerinde kıtık izleri var ve yer yer yanık kıtıkları bulunan
feldspat kütlelerdir. Sonuç olarak 2mm elek altında yangın nedeniyle kısmen
kütleleşmiş feldspat olup içeriğinde az miktarda biyotit, tek tük muskovit ve çok az
miktarda kuvars bulunan kısmen ateşe maruz kalmış ve kıtıkları yanmış topraktır.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde içeriğinde bol miktarda mikro
boyutlu siyah cüruf veya biyotit bulunan örneğin dokusu homojen olup 1 milimetre
boyutuna kadar gözenekler görülebilmektedir. Agrega olarak yaklaşık 1 milimetre
boyuta kadar % 3-5 oranında tüf nitelikli parçacıklar ile kalsit parçaları vardır. İnce
kesit incelendiğinde killerin içinde kuvars minerali, karbonat kristalleri yanında kil
boyutlu siyah mineraller ve demir oksitler görünmektedir.
53
XRD analizi sonucunda kristobalit, albit, magnesyum, kalsit ve grafit
saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 42,47, Al2O3 oranı %7,89 ve CaO
oranı 17,90 olarak belirlenmiştir (Tablo 4).
EDX analizine göre SiO2 oranı % 47,49, CaO % 26,96, Al2O3 % 12,32, MgO
%8,36 ve FeO oranı % 8,36 olarak belirlenmiştir (Tablo 7). BET analizi sonucunda
ise BET yüzey alanı 36,31 m2/g ve ortalama gözeneklilik boyutu 63.71 Å olarak
belirlenmiştir. (Tablo 8)
2. Örnek Analiz Sonuçları
Örneğin yangın geçirmiş ve toprak niteliğini kaybetmiş olması nedeniyle
hidrometre ve atterberg limitleri analizleri yapılmamıştır. Asitle muamele edilen
örneğin yüzde 41,15 reaksiyona girmiştir. Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre %
0,84 nem, 550 derece kaybı % 2,55 g, Kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı %28,07 g,
içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı % 0,69 ve özgül ağırlığı 2,44 olduğu tespit
edilmiştir (Tablo 2).
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda çok az miktarda siyah cüruf veya
biyotit, kalan kısım açık toprak renkli feldspattır. 125 ile1000 mikron arasında az
miktarda kuvars, tek tük biyotit, iri taneler üzerinde kıtık izi görünen feldspattır.1000
mikrondan daha büyük agregalarda çok az biyotit ve kuvars, kalanı feldspattır. Sonuç
olarak 4mm elek altı kısmen kütleleşmiş ve içeriğinde toz boyutlu biyotit, 1 mm
boyuta kadar kuvars (kütlelerin içinde) karışmış kıtık izleri birinci örnekten daha az
olan yanmış topraktır.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde doku olarak birinci örneğe
benzemekte ama siyah cüruf veya biyotit miktarı daha az. İnce kesit incelendiğinde
bol miktarda kil boyutlu feldspat mineralleri ve biyotitler, örnek bir ile benzer
görüntülü, ortada bir adet küçük kuvars parçası görülmekte. Ayrıca kuvars minerali
ve kalsiyum karbonat gözlenmektedir.
54
XRD analizi sonucunda inciate, bornit ortoklas, kuvars, kalsit, nitratin ve
kristobalit saptanmıştır. BET analizi yapılamamıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı
% 45,90, Al2O3 oranı % 8,67 ve CaO oranı % 17,84 olarak belirlenmiştir (Tablo 4).
3. Örnek Analiz Sonuçları
Hidrometre analizi sonucunda kil boyutlu parçaların oranı yüzde 24,9, silt
boyutlu parçaların oranı yüzde 14,95, kum oranı ise 60,46 olarak belirlenmiştir. Likit
limit oranı yüzde 21,93 olarak belirlenen örneğin likit limitinin normal değerlere
göre çok düşük olduğu için, yapılan plastik limit analizinde doğru verilere
ulaşılamamıştır. Buda plastik limitinin olmaması ve bu toprak türünün none plastik
olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Asitle muamele edilen örneğin yüzde 24,79 reaksiyona
girmiştir. Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre % 2,40 nem, 550 derece kaybı % 6,72
g, kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı %13,7 g, içerikte tespit edilen klor tuzunun
oranı % 3,09 ve özgül ağırlığı 2,40 olduğu tespit edilmiştir (Tablo 2).
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda % 3-5 biyotit, %10-15 kuvars ve
siyah cüruf, tek tük muskovit, geri kalanı koyu toprak renkli feldspattır (koyu renk
biyotit kaynaklı olabilir). 125 ile1000 mikron arası çok az biyotit ve siyah cüruf, %3-
5 kuvars, tek tük muskovit ve kalanı feldspattır. 1000 mikrondan daha büyük
parçalarda çok az siyah cüruf ve biyotit, %3-5 kuvars, %15-20 si feldspat kütleleri,
kalanı volkanik nitelikli çok köşeli topraktır. Sonuç olarak 10 mm boyutunda çakıl,
diğerleri 8mm volkanik kum, 8mm elek altı volkanik kayaç parçacıkların karıştığı
karasal nitelikli topraktır.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde dokusu oldukça heterojen,
içeriğinde 1 cm ye kadar tüf parçaları yanında bol miktarda biyotit, kuvars ve
karbonatlı taş parçaları gözükmekte. Diğer örneklere göre mikro boyutta daha
55
gözenekli ve kıtık boşlukları gözlemlenmektedir (katıklar kaybolmuş). İnce kesit
incelendiğinde plajioglas ve genelde bol miktarda kuvars var (tüfik kuvars da
olabilir). Ayrıca kil boyutunda kuvars, karbonat ve biyotit bulunmaktadır.
XRD analizi sonucunda biyotit, kristobalit, yüksek albit, kalsit ve sanidin
saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 49,31, Al2O3 oranı % 9,90 ve CaO
oranı % 11,67 olarak belirlenmiştir (Tablo 4). EDX analizine göre SiO2 oranı %
50,51, CaO %24,31, Al2O3 % 12,15, MgO % 5,25 ve FeO oranı % 2,95 olarak
belirlenmiştir (Tablo 7). BET analizi sonucunda ise BET yüzey alanı 11,43 m2/g ve
gözeneklilik boyutu 47,86 Å olarak belirlenmiştir (Tablo 8).
4. Örnek Analiz Sonuçları
Örneğin yangın geçirmiş ve toprak niteliğini kaybetmiş olması nedeniyle
hidrometre ve atterberg limitleri analizleri yapılmamıştır. Asitle muamele edilen
örneğin % 11,05 reaksiyona girmiştir. Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre % 0,34 g
nem, 550 derece kaybı % 2,02 g, Kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı % 2,72 g,
içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı % 0,44 ve özgül ağırlığı 2,38 olduğu tespit
edilmiştir.
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda % 3-5 kuvars, az miktarda biyotit,
tek tük muskovit, az miktarda dövülmüş ve kısa kesilmiş kıtık parçaları, %20-25
pişmiş toprak tozu ve kalanı koyu gri renkli feldspattır. 125 ile1000 mikron arasında
tek tük kıtık, az kuvars, %40-45 pişmiş toprak ve kalanı koyu gri renkli feldspattır.
1000 mikrondan daha büyük parçacıklarda hemen hemen yarı yarıya olmak üzere bir
tarafı pişmiş ve kırmızı renkli diğer tarafı yarı pişmiş ve koyu gri renkli kütle halinde
dönüşmüş parçacıklar bulunmaktadır. Sonuç olarak 1mm boyuta kadar kütleler
oluşturmuş, içeriğinde çok az miktarda kuvars bulunan yarı pişmiş toprak örneğidir.
56
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde Bol çatlaklı, içinde pişmiş
toprak parçacıklar (şamut) yanında toz boyutlu kuvars, karbonat ve siyah cüruf ile
kıtıklar bulunmaktadır. İnce kesit incelendiğinde biyotit, karbonat ve pişmiş nitelikli
killi doku ve ortada mermer gibi olan bir karbonat parçası var ayrıca kil boyutlu
biyotit ve tüf kırıkları bulunmaktadır.
XRD analizi sonucunda anortoklas, sanidin, berlinit, etremovit ve kalsit
saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 60,26, Al2O3 oranı % 14,22 ve CaO
oranı 7,15 olarak belirlenmiştir. (Tablo 4) BET analizi sonucunda ise BET yüzey
alanı 1,54 m2/g ve gözeneklilik boyutu 98,95 Å olarak belirlenmiştir. (Tablo 8)
5. Örnek Analiz Sonuçları
Hidrometre analizi sonucunda kil boyutlu parçaların oranı yüzde 26,69, silt
boyutlu parçaların oranı yüzde 10,99 ve kum oranı ise 62,32 olarak belirlenmiştir.
Likit limit oranı yüzde 21,32 olarak belirlene örneğin likit limitinin normal değerlere
göre çok düşük olduğu için, yapılan plastik limit analizinde doğru verilere
ulaşılamamıştır. Asitle muamele edilen örneğin yüzde 25,42 reaksiyona girmiştir.
Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre % 1,40 g nem, 550 derece kaybı % 3,12 g,
Kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı %13,45 g, içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı
% 0,86 ve özgül ağırlığı 2,34 olduğu tespit edilmiştir.
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda %2-3 biyotit,%5-10 kuvars tek tük
muskovit ve kalanı devetüyü renkli feldspattır.125 ile 1000 mikron arasında %3-5
kuvars, az biyotit ve siyah cüruf ve kalanı deve tüyü renkli feldspattır.1000
mikrondan daha büyük parçalarda ise çok az biyotit, tek tük muskovit içeren
volkanik (silikatlı) parçacıklar olup %25-30 kadarı kil kütlesi nitelikli feldspattır.
Sonuç olarak 10 mm elek altı ve çok köşeli kum nitelikli volkanik kayaçların
oluşturduğu (%26,61) ve kalanı(% 73,38) topraktır.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde örnek 3’le benzer olup
gözenekleri daha fazla ve tek tük kıtıkları görünmektedir. İnce kesit
57
değerlendirmesinde ise Kuvars yanında muskovit, Kuvars, feldspat ve tüfik parçalar
ve ayrıca kıtık da görülmektedir.
XRD analizi sonucunda biyotit, karistobalit, yüksek albit, kuvars, kalsit,
hornblend ve hidro biyotit saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 55,81,
Al2O3 oranı % 12,64 ve CaO oranı % 9,02 olarak belirlenmiştir. (Tablo 4) EDX
analizine göre SiO2 oranı % 69,98, CaO % 11,30, Al2O3 % 16,25, MgO % 0,69 ve
FeO oranı % 1,30 olarak belirlenmiştir. (Tablo 7) BET analizi sonucunda ise BET
yüzey alanı 8,68 m2/g ve gözeneklilik boyutu 40,15 Å olarak belirlenmiştir. (Tablo 8)
6. Örnek Analiz Sonuçları
Örneğin yangın geçirmiş ve toprak niteliğini kaybetmiş olması nedeniyle
hidrometre ve atterberg limitleri analizleri yapılmamıştır. Asitle muamele edilen
örneğin % 3,81 reaksiyona girmiştir. Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre % 0,83 g
nem, 550 derece kaybı % 0,35 g, Kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı % 3,90 g,
içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı % 0,3 ve özgül ağırlığı 2,32 olduğu tespit
edilmiştir.
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda %5-10 oranında kuvars az miktarda
biyotit, siyah cüruf ve kalanı pişmiş feldspat’tır. 125 ile1000 mikron arasında tek tük
muskovit, %10-15 oranında kuvars, çok az biyotit ve siyah cüruf, kalanı pişmiş
toprak parçacıklarıdır. 1000 mikrondan daha büyük parçalarda ise %3-5 kuvars,
%25-30 pişmiş toprak, kalanı 8 mm altı köşeli volkanik kayaçtır. Sonuç olarak % 42’
si 8 mm elek altı ve % 58 toprak içeren kara kumudur.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde örnek 4’le benzer bol miktarda
tüf kırıkları bulunmaktadır. İnce kesit değerlendirmesinde ise örnek 2 ile benzer
mineraller ve yanında sanki tüf parçaları var ayrıca Hornblend, kuvars ve diğer opak
mineraller yanında olivin ve biyotit görülmektedir.
58
XRD analizi sonucunda kuvars, kristobalit, anortoklas ve tananitit
saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 66,78, Al2O3 oranı % 14,85 ve CaO
oranı % 1,97 olarak belirlenmiştir. (Tablo 4) BET analizi sonucunda ise BET yüzey
alanı 5,61 m2/g ve gözeneklilik boyutu 49,11 Å olarak belirlenmiştir. (Tablo 8)
7. Örnek Analiz Sonuçları
Hidrometre analizi sonucunda kil boyutlu parçaların oranı yüzde 35,31, silt
boyutlu parçaların oranı yüzde 17,28 ve kum oranı ise 47,41 olarak belirlenmiştir.
Örnek miktarının az olduğundan dolayı Atterberg limitleri analizi yapılamamıştır.
Asitle muamele edilen örneğin yüzde 16,33 reaksiyona girmiştir. Kalsinasyon analizi
sonuçlarına göre % 4,18 nem, 550 derece kaybı % 4,65 g, Kalsiyum karbonat
(CaCO3) oranı %21,30 g, içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı % 1,25 ve özgül
ağırlığı 2,31 olduğu tespit edilmiştir.
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda % 3-5 biyotit, %10-15 kuvars,
kalanı toprak renginde feldspat’tır. 125 ile 1000 mikron arasında tek tük muskovit, az
miktarda biyotit ve siyah cüruf, %3-5 kuvars kalanı kütle biçiminde felspat’tır.1000
mikrondan daha büyük parçacıklarda %20- 25 toprak, kalanı 5 mm elek altı olmak
üzere volkanik kayaç parçalarıdır. Sonuç olarak 5 mm elek altı olmak üzere %10,93
köşeli volkanik kaya içeren topraktır.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde 4mm boyuta kadar bol
miktarda tüf kırığı içermekte. Ayrıca 1mm kadar toz boyutlu kuvars ve kalsit
parçacıkları içermektedir. Kalın kesiti incelendiğinde 4mm boyuta kadar bol
miktarda tüf kırığı, ayrıca 1mm kadar toz boyutlu kuvars ve kalsit parçacıkları
içermektedir. İnce kesit değerlendirmesinde ise olivin, kuvars, biyotit, hornblend ve
sanki killeşmiş olivin de var.
59
XRD analizi sonucunda kristobalit, biyotit, kalsit, kuvars, albit, andezin,
zeolit ve piroksen saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 52,87, Al2O3 oranı
% 10,76 ve CaO oranı % 10,57 olarak belirlenmiştir. (Tablo 4) BET analizi
sonucunda ise BET yüzey alanı 14,79 m2/g ve gözeneklilik boyutu 34,29 Å olarak
belirlenmiştir. (Tablo 8)
8. Örnek Analiz Sonuçları
Hidrometre analizi sonucunda kil boyutlu parçacıkların oranı yüzde 15,31, silt
boyutlu parçacıkların oranı yüzde 28,69 ve kum oranı ise 56,10 olarak belirlenmiştir.
Toprak türü üçgenine göre bu örnek killi balçık türündendir ( Şekil 4). Likit limit
oranı yüzde 31,21 olarak belirlenen örneğin plastik limiti 21.61, plastisite indeksi
9.60, aktivitesi 0.63 olarak hesaplanmıştır. Asitle muamele edilen örneğin % 6,91
reaksiyona girmiştir. Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre % 3,26 nem, 550 derece
kaybı % 1,36 g, Kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı % 4,20 g, içerikte tespit edilen
klor tuzunun oranı % 0,82 ve özgül ağırlığı 2,38 olduğu tespit edilmiştir.
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda %3-5 biyotit ve siyah cüruf, %5-10
kuvars ve kalanı toprak renkli feldspattır. 125 ile1000 mikron arası parçacıklarda tek
tük muskovit, %30-35 toprak feldspatı kalanı ise kuvarstır. 1000 mikrondan daha
büyük parçacıklarda agregaların tamamı toz boyutlu biyotitli, biraz daha büyük
boyutlu parçalar kuvars olup 10 mm elek altı ve köşeli volkanik kayaç parçalarıdır.
Sonuç olarak10 mm elek altı % 45’i kadar volkanik kayaç karışmış topraktır.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde örnek 3’le benzeşen ancak çok
daha bol kıtıklı ve gözenekli bir örnektir. İnce kesit değerlendirmelerinde ise olivin,
çok ufak boyutta klorit ve biyotit görülmektedir.
XRD analizi sonucunda montmorilonit, klorit, albit, kristobalit, hidro biyotit
ve sanidin saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 63,28, Al2O3 oranı %13,81
ve CaO oranı % 3,56 olarak belirlenmiştir. (Tablo 4) BET analizi sonucunda ise BET
60
yüzey alanı 14,39 m2/g ve gözeneklilik boyutu 35,43 Å olarak belirlenmiştir. (Tablo
8)
9. Örnek Analiz Sonuçları
Örneğin yangın geçirmiş ve toprak niteliğini kaybetmiş olması nedeniyle
hidrometre ve atterberg limitleri analizleri yapılmamıştır. Asitle muamele
analizinden sonra yüzde 36,28 oranında reaksiyona girmiştir. Kalsinasyon analizinde
ise nem miktarı % 1,20 g, 550 derecede % 1,80 kayıp ve % 30,73 oranında kalsiyum
karbonat (CaCO3), içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı % 0,59 ve özgül ağırlığı
2,44 olduğu tespit edilmiştir.
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda tek tük muskovit, çok az biyotit ve
siyah cüruf, %5-10 kuvars içeren geri kalanı açık krem renkli topraktır. 125 ile 1000
mikron arasındaki parçacıklardır tek tük muskovit ve biyotit, az miktarda kuvars
içeren ve geri kalanı feldspat kütleleridir.1000 mikrondan daha büyük parçacıklarda
tek tük muskovit ve biyotit, çok az miktarda kuvars içeren feldspat kütleleridir.
Sonuç olarak tamamı agregasız toprak nitelikli örnektir.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde örnek 7 ile benzer ancak
dokusu daha sıkı ve daha az gözenekli. İnce kesit değerlendirmelerinde ise biyotit,
opak tüf mineraller ve belki bir miktar karbonat, bol miktarda Olivin ve kuvars
gözükmektedir.
XRD analizi sonucunda kuvars, kalsit, albit, schafarnikit ve calcian
saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 45,02, Al2O3 oranı %9,47 ve CaO
oranı % 17,18 olarak belirlenmiştir. (Tablo 4)BET analizi sonucunda ise BET yüzey
alanı 7,50 m2/g ve gözeneklilik boyutu 54,72 Å olarak belirlenmiştir. (Tablo 8)
10. Örnek Analiz Sonuçları
Hidrometre analizi sonucunda kil boyutlu parçaların oranı yüzde 16,70, silt
boyutlu parçaların oranı yüzde 15,35 ve kum oranı ise 67,95 olarak belirlenmiştir.
61
Likit limit oranı yüzde 20,86 olarak belirlenen örneğin likit limitinin normal
değerlere göre çok düşük olduğu için, yapılan plastik limit analizinde doğru verilere
ulaşılamamıştır. Asitle muamele edilen örneğin yüzde 25,69 reaksiyona girmiştir.
Kalsinasyon analizi sonuçlarına göre % 2,35 nem, 550 derece kaybı % 2,70 g,
Kalsiyum karbonat (CaCO3) oranı %19,05 g, içerikte tespit edilen klor tuzunun oranı
% 0,76 ve özgül ağırlığı 2,42 olduğu tespit edilmiştir.
Yağ ve protein bulunmayan örnekte asitle muamele sonucunda kalan ve elek
analizi ile boyutlarına ayrılan örneklerin stereo mikroskop değerlendirmeleri
sonucunda, 125 mikrondan daha ufak parçalarda %5-10 biyotit ve siyah cüruf (kıtık
yanıkları), bir miktar kıtık ile tek tük muskovit, %5-10 kuvars içeren ve kalanı toprak
renkli feldspattır. 125 ile1000 mikron arası parçacıklarda % 3-5 kıtık yanığı, % 2-3
kuvars ve kalanı feldspat kütleleridir. 1000 mikrondan daha büyük parçacıkla
aralarında % 10-15 pişmiş feldspat, toprak kütleleri karışmış çok az yuvarlaklaşmış
volkanik kayaç parçaları olup köşeli ve 8 mm elek altıdır. Sonuç olarak tek tük dere
ya da göl agregası karışmış % 20,31 kara kumu içeren topraktır.
Örneğin hazırlanan kalın kesiti incelendiğinde örnek 3 ile benzer ayrıca
pembeye yakın renkte parçacıklar var. İnce kesit değerlendirmelerde ise Olivin,
kuvars ve opak tüf minerali ve ufak boyutta karbonatlar, küçük boyutta tüfik feldspat
mineralleri, Kil boyutlu mineraller görülmektedir.
XRD analizi sonucunda kuvars, albit, kalsit, kristobalit, biyotit, feldspat
saptanmıştır. ICP-MS analizinde SiO2 oranı % 51,74, Al2O3 oranı %10,07 ve CaO
oranı % 11,54 olarak belirlenmiştir. (Tablo 4) BET analizi sonucunda ise BET yüzey
alanı 15,20 m2/g ve gözeneklilik boyutu 44,23 Å olarak belirlenmiştir. (Tablo 8)
62
7. KORUMA VE ONARIMA YÖNELİK ÖNERİLER
Şimdiye kadar kerpiç koruma ve onarımı hakkında yapılan uluslar arası
sempozyumlarda kerpiç yapıların korunmasına dair birçok bildiri yayınlanmış, ama
maalesef bu bildirilere konu olan koruma yöntemlerinin hiç biri uygulamaya
konulmamıştır. Kerpiç yapıların bozulma nedenleri daha önce (bölüm 5) anlatıldığı
gibi, kerpiçlere en çok hasarı veren su ile kerpiçlerin yapısında bulunan tuzlardır.
Kerpiç yapıları korumak için yapılan çalışmalarda Genelde iki değişik
yöntem uygulandığı görülmektedir. Birinci yöntemde hazırlanan kerpiç harcının
içine organik ve ya inorganik katkı maddeleri katılarak blokları sağlamlaştırma
amaçlanmıştır.(Kacar, 2006: 34) ikinci tip çalışmalarda ise kerpiçlere kimyasal
maddeler uygulanarak sağlamlaştırma yoluna gidilmiştir. İlk araştırmalardan birinde
onarım amaçlı üretilen kerpiçlere tuğla kırığı, uçucu küller ve kireç katarak deneyler
yapılmış ve kerpiç blokların daha dayanıklı oldukları tespit edilmiştir (Baradan,
1990:149). Çin de yapılan bir çalışmada ise potasyum silikat kullanılarak kerpiçler
sağlamlaştırılmış ve yapılan gözlemler sonucu kerpiç duvarların çevresel koşullara
dayanıklılığının arttığı tespit edilmiştir (Zuixiong, 1990: 297 ). İran da bulunan
Choga Zanbil Zigguratında†† yapılan çalışmalarda, nişasta fabrikasının atıklarını
kullanarak kerpiç çamuru hazırlanmış ve kalıplara dökülerek bloklar üretilmiştir.
Bloklar kuruduktan sonra değişik testlere tabi tutulmuş ve gözlemler yapılmıştır. Bu
testlerde, yeni bloklar 48 saat süre ile suda bekletilmiş olmalarına karşılık hiç bir
dağılma ve aşınma gözlemlenmemiş ancak renklerinin orijinallerine göre biraz daha
koyu kaldığı tespit edilmiştir. Bu yöntemin en zayıf yönü, blokların rüzgar erozyona
karşı dayanıksız olmasıdır (Ebrahimi, 2003: 135). Çin halk cumhuriyetinin kuzey
doğusunda yapılan bir çalışmada örnekler donma–erime testine tabi tutulmuş ve aynı
zamanda rüzgar tünelinde denemeler yapılmıştır. Bu çalışmada, üretim aşamasında
kerpiçlerim içeriğine 5% lityum silikat ve 10% potasyum silikat ilave edilmiş ve
eskitme deneyleri yapılmıştır. Sonuç olarak yapılan çalışmalarda donma–erime ve
rüzgar erozyonuna karşı kerpiçlerin direncinin arttığı rapor edilmiştir (Qu, v.d. 2007:
158).
†† Ziggurat: Mezapotamya ve İran’da, terası bulunan ve piramitlere benzeyen tapınak kulesidir.
63
İkinci tip çalışmada ise açık alanda bulunan kerpiç duvarlara etil silikat
uygulanmış ve kısa dönemde başarılı sonuçlar alınmış olmasına karşılık uzun
dönemde istenilen performansı gösterememiştir ( Chiari, 1990: 267). Yapılan bir
diğer çalışmada Latex ve kum karışımı ince bir kat halinde kerpiçler üzerine
uygulanmış ama uzun sürede istenilen başarıyı sağlayamamıştır ( Ferm, 1989: 275).
Mısırda yapılan bir diğer çalışmada ise tetraetoksisilan, metiltrimetoksisilan ile
metilmetakrilat-butil akrilat, kerpiçler üzerine uygulanmış ve sonuçlar SEM-EDX ile
gözlemlenmiştir. Bu çalışma sonucunda tetraetoksisilan ve metiltrimetoksisilan
yeterince sağlamlaştırma yapamamış ve süngerimsi bir yapı oluşturmuş,
metilmetakrilat-butil akrilat ise bir süre sonra çatlaklara neden olmuş ve istenilen
uyumu sağlayamamıştır ( Helmi, 1990: 277).
Yapılan bu çalışmaların yanı sıra kerpiçlerin bulunduğu ortamlardaki
koşulların daha iyi kontrol edilebilmesine yönelik olan çalışmalar da gereklidir.
Arkeolojik kazılarda bulunan kerpiç yapıların korunmasına yönelik öneriler, kazı
alanında bulunan kerpiçlerin tekrar gömülmesi, çatı ile kerpiçlerin koruması, çamur
harçlarla koruma yöntemleridir.
7.1. Kazı Alanında Bulunan Kerpiçlerin Tekrar Gömülmesi
Arkeolojik kazısı yapılan yerlerin civarında bulunan akarsu, göl ya da yağış
nedeniyle kazılan alanlarda su birikmesi söz konusu ise, kerpiç yapıları korumak için
önerilen en iyi yöntemlerden biri yapıların tekrar gömülmesidir. Gömülme
işlemlerinden önce, bitkilerin filizlenip yeşermelerini önlemek amacıyla, eserlere
zarar vermeyecek kimyasallar (Gliposat) ile ilaçlama yapılmalıdır. Bu işlemden
sonra, duvar ve tabanların üzeri bir kat geotekstil ile kapatılmalıdır. Kullanılan
geotekstilin eni eğer kapatılacak bölgenin eninden daha dar ise, iki geotekstil
parçasını dikerek birbirine eklemek mümkündür. Dikiş sırasında köşelerin üst üste
gelmesine izin verilmemelidir. Geotekstil serilmek istenirken, yapı ile direkt olarak
teması sağlanmalı, buruşukluklar oluşturmadan serilmelidir. Bu işlemden sonra
tuzdan arındırılmış ince bir kat çakıl ve kum karışımı, geotekstilin üzerini tamamen
64
örtecek ve aralarında boşluk kalmayacak biçimde serilmeli ve ilaçlanmalıdır (Price,
1984: 168).
7.2. Çatı İle Kerpiç Eserlerin Korunması
Kazı alanlarında çıkan kerpiç yapıların en sağlıklı ve doğru koruma yöntemi,
üzerlerinin çatı ile kapatılmasıdır. Kerpiç yapıların en büyük düşmanı yağmur ve kar
suyudur. Doğru bir çatı uygulamasıyla yağmur sularının ve karın büyük bölümü
kontrol altına alınabilecek, sular olukların yardımıyla uzaklaştırılıp yapıya zarar
vermeyecek bir bölgeye drene edilebilecektir.
Çatı olarak kullanılacak malzemelerin türü ve cinsi büyük önem taşımaktadır.
Çatı yapımında kullanılan malzemeler yangın ve yıldırım düşmesi gibi afetlere,
zaman içinde paslanma, çatlama kırılmalara vb problemlere karşı da dirençli
olmalıdır (Warren, 1999: 181).
Bir diğer önemli konu ise çatıların estetik açıdan bulunduğu çevreye uyum
göstermesi ve görsel olarak eserin önüne geçmemesidir. Çatılar aynı zamanda
deprem ve yer sarsıntılarına da dayanıklı olmalıdır. Aksi takdirde olası depremlerde
çatının eserler üzerine yıkılması, geri dönüşümü olmayan zararlar verip eserlerin
tamamen dağılmasına neden olabilir.
Bazı kazı alanlarında, geçici çatı yöntemiyle koruma gerçekleştirilmektedir.
Kazı alanlarının etrafı geçici olarak paslanmaz çelik, fiberglas veya şişebilen plastik
duvarlarla çevrilmektedir. Bu düzeneklere en iyi örnek, plastik tabakalardan oluşan
hava ile şişebilen çatılardır. Bu tür konstrüksiyonlar, kompresörler yardımıyla hava
ile tamamen dolduktan sonra hem yapıların bulunduğu yerin etrafı, hem de çatılar bu
yöntemle örtülebilmektedir (Weaver, 1973: 91). Bu tür konstrüksiyonlar, geçici
olarak kazı süresinde çalışmaların daha rahat yapılabilmesi ve ortaya çıkartılan
malzemelerin güneş ile direkt temaslarını da engellemektedir.
65
7.3. Çamur Harçlarla Koruma
Kerpiç yapılarda yaşamayı sürdüren insanların oturdukları binaları korumak
için yaptıkları en yaygın koruma yöntemi, periyodik olarak veya gerektiğinde kerpiç
taban ve duvarların üzerlerini bir kat çamur harcıyla sıvamaktır. Bu işlem her sene
yağmur mevsimi bittikten sonra, duvar yüzeylerinde bağlayıcı özelliğini kaybeden ve
dökülen sıvaların yerine yeni çamur harçla tekrar sıvanmasıdır. Bu yöntemin eski
dönemlerde de kullanıldığı, Güvercinkayası kazısında bulunan taban döşemeler ve
duvar sıvalarının birkaç kat üst üste olmasından anlaşılmaktadır (Resim 4). Bu
yöntem kazı alanlarında çıkan kerpiç yapıların korunmasında da kullanılabilirse de
dikkat edilmesi gereken konu, hazırlanan yeni harç ve sıvaların orijinal kerpiç
duvarlarla aynı nitelikteki malzemelerle yapılmasıdır (Torraca, v.d. 1972: 276 ).
Bunun için de kerpiç yapılardan örnekler alınarak tane boyu dağılımı, kil ve silt
oranları ve kil çeşitlerinin araştırılması gerekmektedir. Bu işlemlerin, civarda
bulunan kil yataklarından alınan örnekler üzerinde yapılması, kazılardan elde edilen
malzemelerin kaynakları konusunda da bilgi verecektir.
Yukarıda önerilen yöntem doğrultusunda, onarım işlemi periyodik olarak
tekrarlanmalı ve her sene kerpiç yapıların bakımı gerçekleştirilmelidir. Kültür tarihi
açısından önem taşıyan kerpiç yapılarda, bu yöntemin kullanılması gereğinden fazla
müdahale olarak nitelendirilebilir. Senelik bakımları yapılan kerpiçlerin üzerinde çatı
yoksa bu işlemin her sene tekrarlanması gerekir. Bu tekrarlar sonucunda, kerpiç
yapıların özgün görünümü ve nitelikleri kaybolabilmektedir.
7.4. New Mexico da Yapılan koruma denemeleri
1985 yılında, New Mexico’nun güneyinde yer alan Fort Selden State
Monument’te yapılmış olan bazı koruma çalışmalarında gerek kerpiç yapı
korumasında gelenekselleşmiş bazı malzemelerin, gerekse modern yapı endüstrisinde
geliştirilmiş bazı iç ve dış yüzey koruyucularının doğal koşullar altında terk edilmiş
kerpiç yapılar üzerindeki koruma etkilerini test edilmiştir. Bu çalışmalar için biri
Kuzey – Güney, diğeri ise Doğu - Batı doğrultusunda iki duvar seçilmiştir. Bunun
66
nedeni, değişik yönlerde bulunan yapıların bozulma oranlarını saptanmasıdır.
Duvarlar, 13 bölüme ayrılmış ve her bölüme önlü arkalı olarak farklı malzemeler
uygulanmıştır. İki bölme arasında, referans amaçlı boş alan bırakılmıştır. Yapılan
denemelerde, El Rey Süperior 200, Soil Seal Concentrate, Daraweld-C, Asfalt
emisiyonu, Acryl 60, K&E Penetrating and Hardening mineral Sealer, Silicon Resin,
Seal- Krete, Thorocoate, Acrysol WS ve Latex maddeleri kullanılmıştır (Dede,
1997: 84). Bu malzemeler fırça yardımıyla yukarıda bahsedilen duvarın yüzeyine
uygulanmış ve 52 hafta gözlemlenmiştir. Gözlemlerden sonra bu malzemelerin hiç
biri istenilen sonucu verememiş ve geri dönüşümü olmayan malzemeler olduğu için
kullanımı yaygınlaşmamıştır.
7.5. Güvercinkayas’ında Yapılan Deneysel Uygulamalar
Güvercinkayası kazısında kerpiç blokların ve dam çöküklerin bulunmasıyla
elde olan olanaklarla bazı koruma deneyleri yapılmıştır. Bu denemelerde uygulama
yöntemi olarak fırça ile yüzeyden tatbik etmek ve püskürtme yöntemi kullanılmıştır.
Daldırma yöntemi, mimari elemanlar için uygulama olanağı bulunmadığından,
kullanılmamıştır.
7.5.1. Paraloid B 72 İle Yapılan Sağlamlaştırma denemesi
Paraloid B 72‡‡ sentetik bir reçinedir. 1970’lerden beri çeşitli tarihi eserlerin
konservasyonunda kullanılmaktadır. Paraloid B 72 genelde kireç taşları ve mermerde
sağlamlaştırıcı olarak kullanılmaktadır. Kerpiç yapılarında kullanımı ise pek fazla
yaygın değildir. Güvercinkayası’nda 2004 yılında yapılan kazı çalışmalarında
bulunan saz izli dam çöküklerinin sağlamlaştırılması sırasında, bir örneğin üzerinde
bir parça saz kalıntısı saptanmıştır (Resim 5). Dam çöküğünü ve saz parçasını
sağlamlaştırmak amacıyla % 5’lik Paraloid B 72 çözeltisi fırça ile uygulanmıştır.
Paraloid B 72 çözeltisinin çözücüsünün hızla buharlaşmaması ve kerpicin iç ‡‡ Paraloid B 72 bir Metil Metakrilat/etil Akrilat kopolimeridir.
67
kısımlarına daha iyi nüfuz edebilmesi için Toluen ile hazırlanmıştır. 2003 yılında
Paraloid B72 ile sağlamlaştırılan parçanın 2010 yılı çalışmalarına kadar yapılan
senelik gözlemlerinde, depoda sağlam olarak durduğu ve doku ve renginde her hangi
bir değişiklik gözlemlenmemiştir.
7.5.2. Polyvinil Asetat (PVA) ile Sağlamlaştırma Çalışmaları
Polyvinil asetat, ucuz olması ve her yerde kolayca bulunması nedeniyle
birçok kazıda eserleri sağlamlaştırmak amacıyla kullanılmıştır. 2003 yılında
Güvercinkayası kazısında bulunan bazı kerpiç parçaların sağlamlaştırılması amacıyla
denemeler yapılmıştır. PVA bazlı tutkalı su ile seyrelterek %10’luk bir çözelti
hazırlanmış ve fırça yardımıyla dairesel hareketlerle örneklerin üzerine tatbik
edilmiştir. Uygulamadan 24 saat sonra örneklerin yeterince sert oldukları
gözlemlenmiştir. Dış etkilerden korunarak depoda saklanan bu örnekler, hiçbir
bozulma ve çatlama belirtisi göstermeden, nerdeyse bir tuğla kadar sertleştiği
gözlemlenmiştir.
Güvercinkayası kerpiçlerinin korunmasında olumlu sonuç vermesine karşılık
PVA’nın ısıya ve neme karşı değişik davranışlarda bulunduğu ve zamanla geri
dönüşümsüz hale geldiği bilinmektedir. Bu nedenle, doğa koşullarına açık ve çatısız
alanlarda uygulandığında, büyük sorunların meydana gelmesi kaçınılmazdır. Bu
yüzden PVA’nın kerpiç ve diğer malzemeli eserlerde (duvar resmi, mozaik vs)
sağlamlaştırma amaçlı kullanılması tavsiye edilmemektedir.
7.5.3. Etil Silikat İle Sağlamlaştırma
Etil Silikat, Wacker fabrikası tarafından Wacker O, Wacker H ve Wacker
OH-100 olmak üzere üç değişik ürün olarak üretilmiştir. İlk kez, Alman bir bilim
adamı olan Wilhelm von Hoffman tarafından 1861 yılında mimarlar toplantısında
68
Londra Parlamento Binası’nda bulunan taşların sağlamlaştırılması için önerilmiştir.
Ancak bu dönemde bu maddenin çok nadir olarak üretilmesi yüzünden yaklaşık
yarım asır sonra, 1926 da kendi adına tescil ettirilmiş ve yaygın olarak kullanılmaya
başlanmıştır (Warren, 1999: 157). Etil Silikat, 1970’lerden beri kum taşı ve kerpiç
eserlerin sağlamlaştırılmasında yaygın olarak kullanılmaktadır. Wacker OH 100
diğer iki ürüne göre alev alma derecesi 40o C daha yüksek, kokusu daha az ve diğer
iki ürüne göre Etil Alkol ve Metil Etil Ketonda seyreltilebilmektedir.
Amorf bir yapıya sahip olan bu malzeme, silisik asit ve Etil Alkol’un
karışımından oluşmaktadır. Malzeme esere uygulandıktan sonra alkolün
buharlaşmasıyla silikat kısmı, Silika Jel olarak çökmektedir.
Etil Silikatın en büyük özelliği, toprağın yapısını değiştirmemesi, gözeneklere
çok iyi nüfuz edebilmesi ve aynı zamanda gözenekleri tıkamamasıdır. Etil silikatın
dezavantajlar ise geri dönüşümsüz olması ve inorganik malzemelere göre genleşme
katsayısının daha fazla olmasıdır (Warren, 1999: 158). Uygulamada dikkat edilmesi
gereken hususlar ise uygulamadan 2-3 gün eserin yağmurdan korunmasının ile uygun
buharlaşmanın 25◦ C üstünde olması gerekliliği ve reaksiyonun çok yavaşlaması
sonucunda yüzeyde bir tabaka oluşturabileceği için -5◦ C altında uygulama
yapılmamasıdır. Reaksiyonun tamamen sonlanması, havadaki nem ve sıcaklığa bağlı
olarak 2-3 hafta kadar sürebilmektedir. Buna göre de eser üzerinde yapılacak başka
bir uygulama için en az 1 hafta beklenmelidir. Uygulanmak istenen eserin hiç bir
koşulda ıslak olmaması gerekir.
Güvercinkayası’nda 2005 yılında yapılan çalışmada, bir adet kerpiç bloğun
üzerine püskürtme yöntemiyle Etil Silikat uygulanmıştır (Gülçur, v.d. 2007: 252).
Uygulamadan 48 saat sonra kerpiç bloğun hiçbir renk değişimine uğramadan ve
nerdeyse bir tuğla kadar sertleştiği gözlemlenmiştir. Eğer kerpiç eserlere Etil Silikat
uygulanacak ise önce eserin yüzeyi yumuşak fırçalarla ve puar yardımıyla
temizlenmeli ve daha sonra her metre kareye 1 litre olmak üzere uygulanmalıdır.
Sonucun başarılı olabilmesi için uygulamaya tabi tutulan kerpiç yapıların üzeri
önceden bir çatı ile kapatılıp yağmura ve neme karşı korunması, yani kuru olması
sağlanmalıdır. Dikkat edilmesi gereken bir diğer konu ise uygulama yapılmak istenen
69
kerpiç veya kum taşı içeriğinde tuz barındırmamasıdır. Malzeme içeriğinde suda
çözünebilir tuz bulunduğu takdirde, uygulanan etil silikat, bu tuzlarla reaksiyona
girerek çökecek, gerekli sağlamlaştırma işlemini gerçekleştirmediği gibi içerikte çok
sert ve çözünmez olan sodyum silikat, potasyum silikat gibi zararlı yan ürünlerin
oluşmasına neden olacaktır.
7.5.4. Primal AC 33 ile Sağlamlaştırma Denemeleri
Güvercinkayas’ında 2003 yılında gerçekleştirilen bir deneyde, bir kerpiç
bloğun üzerine fırça yardımıyla ve dairesel hareketlerle %10’luk Primal AC 33
uygulanmıştır. Primal’in içerdiği su tamamen buharlaştığında örneğin sertleştiği
gözlemlenmiştir. Günümüze kadar yapılan yıllık gözlemler, kapalı alanda bir sorun
yaşanmadığını göstermiştir. Primal AC 33, Paraloid B72’nin emülsiyon hali ve tindal
etkisi yüzünden sütümsü beyaz bir yapıya sahiptir.
Primal AC 33’ün, bazı kazı alanlarında kerpiç duvarların yüzeyinde bulunan
boya tabakalarını sağlamlaştırmak amacıyla kullanıldığı bilinmektedir. İran’daki
Konar sandal (Jiroft) kazısında kerpiç’ten yapılmış ve üzerinde sarı - kırmızı renkli
desenleri olan heykeli sağlamlaştırmak amacıyla kullanılmıştır. Ayrıca Çatal Höyük
kazısında duvarda bulunan kabartmaların üzerindeki boya tabakaları sağlamlaştırmak
amacıyla kullanıldığı da rapor edilmiştir.
Yukarıda bahsedilen koruma ve onarıma yönelik çalışmalarda en çok dikkat
edilmesi gerek konu, tarihi nitelik taşıyan kerpiç kalıntıların sağlamlaştırma ve
korumasında orijinal malzemenin nitelik ve niceliklerinin değiştirilmemesidir. Bu
yöntemlerin birçoğu kerpiçlerin içeriğini değiştirmekle birlikte, orijinal yapısını da
bozmaktadır. Bu doğrultuda korumaya yönelik yapılması gereken ilk uygulama
kerpiçlerin üzerini bir çatı ile kapatmak olmalıdır. Bu işlem doğru ve çevresel
koşullara uygun bir şekilde yapıldığı takdirde korumaya yönelik çok büyük ve
başarılı bir adım atılmıştır demektir. Çatı yapıldıktan sonra eğer bir sağlamlaştırıcı ve
koruyucu uygulanacak ise kerpiçlerin içeriğini tespit edip daha sonra uygulama
yapılmalıdır. Çünkü kullanılan sağlamlaştırıcı ve su itici malzemelerin kerpiçler
70
üzerindeki başarısı doğrudan kerpiçlerin içerdikleri malzeme ile doğrudan ilişkilidir
(Agnew, v.d. 1990: 424,).
71
8. SONUÇ
Dam çöküğü olan 1 ve 2 numaralı örneklerin ICP-MS sonuçlarına bakınca
SiO2, Al2O3, Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O oranları hemen hemen aynı olduğu
görülmektedir. Özgül ağırlık oranları da aynı, asitle muamele analizi sonuçlarında da
kayıp yüzdeleri çok yakın olduğunu görmekteyiz. Ayrıca 1. Örnekte grafitin
bulunması, dam çöküğü olmasını da göz önüne alındığında ve çatı sisteminde ahşap
ve saz kullanıldığını bildiğimize göre, alınan örnekte ahşap kalıntıların olduğu da
anlaşılmaktadır. Bu verilere göre her iki örneğin içeriğinin birbirine çok benzeştiği
anlaşılmakta ve her iki örnekte de bağlayıcının kireç olduğu ve yaklaşık aynı
karışımlardan yapıldığı tespit edilmiştir.
3, 5 ve 10 numaralı örneklerin asitle muamele sonrasındaki veriler
karşılaştırıldığında hemen hemen aynı veriver görülmekte, kızdırma kaybı analizinde
ise veriler birbirine çok yakın olduğu görülmektedir. Her üç örnekte organik madde
izine rastlanmıştır, özgül ağırlıkları ve hidrometry sonuçlarının da birbirine çok
yakındır. 3, 5 ve 10 numaralı örneklerin ICP-MS sonuçlarına bakınca SiO2, Al2O3,
Fe2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O oranları hemen hemen aynı olduğu görülmektedir.
BET sonuçlarına göre her üç örneğin yüzey alanı ve gözeneklilik boyutları da
birbirine yakındır. XRD sonuçlarına göre, örneklerin içeriğinde bulunan çoğu
minerallerin tüf nitelikli olması ve diğer bir taraftan likit limitinin normlara göre çok
düşük olması ve örneklerin plastik limit vermemesi, kireç oranının yüksek olduğunu
ve içeriklerinde kil bulunmadığını göstermektedir. Buna göre kalsit miktarının fazla
olması ve tüf nitelikli maddelerin de bulunmasıyla, bu örneklerdeki bağlayıcı
maddenin kireç olduğu söylenebilir.
4, 6 ve 8 numaralı örneklerin asitle muamele ve kızdırma kaybı analizinin
veriler karşılaştırıldığında hemen hemen aynı ve diğer örneklere göre çok düşük
olduğu görülmektedir. Bu örneklerin ICP-MS sonuçlarında, SiO2, Al2O3, Fe2O3,
MgO, CaO, Na2O, K2O oranları da birbirine çok yakın olduğu saptanmıştır. BET
analizine göre 4 numaralı örnek diğer örneklere göre daha çok gözenekli bir yapıya
sahiptir. Aynı zamanda CaO ve CaCO3 oranlarının diğer örneklere göre çok düşük
olması ve 8 numaralı örnekte (montmorillonit ve klorit) kil bulunması, 4 ve 6
72
numaralı örneklerin de kil içerdiğin anlaşılmaktadır, ancak bu iki örnek geçirdiği
yangın yüzünden minerallerinin içeriği değiştiği için XRD analizinde kil izine
rastlanmamıştır. Bu örneklerin duvar sıvası olduğu bilindiğinden, bu üç örneğin diğer
örneklerin farklı bir yerden alındığı ve farklı bir karışımdan yapıldığı (diğer
örneklerde kireç oranının çok yüksek olması ve hiç kil olmaması) anlaşılmaktadır.
7 ve 9 numaralı örneklerin ikisinin de CaCO3 oranlarının yüksek olduğu ve
her iki örneğin taban sıvası olduğu bilinmektedir. ICP sonuçlarında veriler birbirine
yakın ancak asitle muamelede 9. Örneğin kaybı 7 numaralı örneğin yaklaşık iki
katıdır. Kızdırma kaybı verilerinde de 9. örneğin CaCO3 miktarı yaklaşık % 30 daha
fazla olduğu görülmektedir. Ayrıca 7 ve 9 numaralı örnekte kil minerallerinin
bulunmaması, yine bu örneklerinde 1,2,3,5, ve 10 numaralı örnekler gibi
bağlayıcısının kireç olduğu söylene bilmektedir.
Bütün bu sonuçlar değerlendirildiğinde Güvercinkayası kazısında kullanılan
duvar sıvalarında (4, 6 ve 8 numaralı örnekler) kil içeren bir çamur harç kullanıldığı,
dam çökükleri, kerpiç bloklar ve taban sıva (1,2,3,5,7,9 ve 10) harçlarının içinde
yüksek miktarda kireç ve tüf olduğu ve hiç kil minerallerinin bulunmadığı tespit
edilmiştir.
KAYNAKÇA
73
74
KAYNAKÇA
Ahmadi, sh., 2008 Adobe Conservation, “Evaluation of
Silicone and Acrylic Consolidants”, A
Thesis Submitted to the Art
Conservation Program in the Department
of Art, Queen’s University, Canada.
Akalan, I., 1988 Toprak Bilgisi, Ankara Üniversitesi
Ziraat Fakültesi Yayınları, Üniversite
Yayın No: 1058, Ders Kitabı No: 309,
Ankara Üniversitesi Basımevi, Ankara.
Akman, A., 1996 Yapı Biyolojisi, Yapı Ekolojisi ve
Yapıların İnsan Sağlığı Üzerindeki
Diyagnostik Araştırma, Yapı Biyolojisi
ve Ekolojisi Enstitüsü, Araştırma Tezi,
İstanbul.
Agnew, N., Coffman, R., 1999 Adobe Mineralogy, “Characterization of
Adobes From Around the World”, 6th
Internetional Conference on
Conservation of Earthen Architecture,
October, 424-429. New Mexico, U.S.A.
Avrami, E., Guillard, H., 2008. Terra Literature Review, “An Overview
of Research in Earthen Architecture
Conservation”. Getty Conservatiom
İnstitute, California, U.S.A.
Baradan, B., 1990 A New Restoration Material for Adobe
Structures, 6th İnternetional Conference
on Conservation of Earthen Architecture,
October, 149-152, New Mexico, U.S.A.
75
Bergaya, F., Theng, G., 2006 Handbook of Clay Science, Elsevier,
New York.
Berna, F., Behar, A., 2007 Sediment exposed to high temperatures,
“Reconstructing Pyrotechnological
Processes in Late Bronze Age and Iron
Age Strata at Tel Dor (İsrael)”, Journal
of Archaological Science, 34, 385-373.
Bohn, H. L., Mc Niel, L., 1979. Soil Chemistery, John wiley and sons
publishing.
Burt, R., 2009 Soil Survey Field and Laboratory
Methods Manual, “Soil Survey
İnvestigations”, Report no.51 Version
1.0, Natural Resourses Conservation
Service U.S. Department of Agriculture,
Lincoln, Nebraska, U.S.A.
Calabria, J., Vasjonjelos, W.L., 2008 Microstructure and Chemical
Degradation of Adobe and Clay Bricks,
1-7, Ceramics İnternational.
Caneva, G., Nugari, P. M., 2008 Planet Biology for Cultural Heritage,
“Biodeterioration and Conservation”,
Getty Conservation İnstitute, California,
U.S.A.
Carins-Smith, A.G., 1986 Clay Minerals and the Origin of Life,
Cambridge University Press, U.K.
Chen, W.F., 2008 Limit Analysis and Soil Plasticity, J.
Ross Publishing.
Chesworth, W., 2008 Encyclopedia of Soil Science, Springer,
New York.
76
Chiari, G., 1990 Chemical Surface Treatments and
Capping Techniques of Earthen
Structures, “A Long Term Evaluation”,
6th İnternetional Conference on
Conservation of Earthen Architecture,
267-273, New Mexico, U.S.A.
Coockson, B. C., 2010 Living in Mud, Ege Yayınları, İstanbul.
Dede, Y., 1997 Aşıklı Höyük Kerpiç Yapılarının
Korunması Üzerine Çalışmalar,
Yayınlanmamış Yüksek Lisans Tezi,
İstanbul Üniversitesi Fen Edebiyat
Fakültesi, İstanbul.
Değirmenci. N., 2005 The Use of İndustrial Wastes in Adobe
Stabilization, Gazi Üniversitesi, Journal
of Science, Vol 18, No 3, 501-515.
Ankara.
Dehkordi, M. H., 2008 Application of Scientific İnvestigations
in Conservation and Restoration of
Historical Buildings. University of
Tehran Press, İran.
Dorrell, G. P., 1994 Photography in Archaeology and
Conservation, Second Edittion,
Cambridge University Press, U.K.
Ebrahimi, A., 2003 Researches of Mud Bricks and Straw
Clay Plaster in Chogha Zanbil, 9th
İnternational Conference on the Study
and Conservation of Earthen Structure,
133-140, Yazd, İran.
77
Ejraei, S., 2005 Annual Report of Arg-e Bam Research
Fondation, "Soil Mechanics Laboratuary,
“Methods and Techniques”, 123-140.
Kerman, İran.
Eriç, M., 1980 Kerpiç Eski Eserlerin Onarımı ve
Korunmasında Bir Araştırma, 3th
International Conference on Mud Bricks,
79-86, Ankara.
Feilden, B. M., 2004 Conservation of Historic Buildings,
“Climate Causes of Decay”, 93-118.
Ferm, R., 1989 Synthetic Latex-Soil Slurry, “A New
Adobe Preservation Technique”, The
Internetional Foundation for Earth
Construction, 274-276 California, U.S.A.
Garrison, J. W., 1983 Practical & Technical Aspects of Adobe
Conservation, Heritage Foundation of
Arizona, U.S.A.
Gayurfar, R., 2009 İnjurious Biological Agents in Historical
Buildings, Hampa Publishing, Tehran,
İran.
Gülçür, S., Noei, S., 2006 “Güvercinkayası 2005 Yılı Kazısı Ön
Raporu”, XXVIII. Kazı Sonuçları
Toplantısı 2.Cilt, 29 Mayıs-2 Haziran,
111-124. Çanakkale.
Güleç, A., 2009 Koruma Sempozyumu, Taşınmaz Kültür
Varlıklarını Tespit ve Belgeleme
Yöntemleri,“Basit ve İleri Analiz
78
Yöntemleri ile Tarihi Harçların Analizi”,
1-3 Ekim, 115-128, Mersin.
Helmi, F., 1990 Deterioration and Conservation of Some
Mud Brick in Egypt, 6th İnternetional
Conference on Conservation of Earthen
Architecture, 277-282, New Mexico,
U.S.A.
Hoseini, S., Seyed, H., 2003 Studying Role of Admixture in Order to
Stabilization Muddy Mortar Against of
Different Humidity Behavior in Historic
Site of Chogha Zanbil, 9th İnternational
Conference on the Study and
Conservation of Earthen Structure, 271-
292, Yazd, İran.
Houben, H. Guillaud, H., 2003 Earth Construction, “A Comprehensive
Guide”, CRATerre-EAG, ITDG
Publishing, London, U.K.
Irmak, A., 1972 Toprak İlmi, Taş Matbaası, İstanbul
Jackson, M. L., 2005 Soil Chemical Analysis, Parallel Press,
University of Wisconsin, U.S.A.
Jiyao, H., Weitung, J., 1990 Earth, Culture, Architecture, “The
Protection and Development of Rammed
Earth and Adobe Construction in
China”, 6th İnternetional Conference on
Conservation of Earthen Architecture,
October, 72-75, New Mexico, U.S.A.
Kacar, B., 2009 Toprak Analizleri, Nobel Yayın
Dağıtım, İstanbul.
79
Kalinski, M., 2006 Soil Mechanics Laboratuary Manual,
John wiley & Sons, U.S.A.
Kantarcı, M. D., 2000 Toprak İlmi, İstanbul Üniversitesi
Orman Fakültesi Toprak İlmi ve Ekoloji
Anabilim Dalı, İstanbul.
Karagoz, Ö., 1989 Toprakların Su Ekonomisine İlişkin Bazı
Fiziksel Özelliklerin Laboratuarda
Belirlenmesi Yöntemleri, İstanbul
Üniversitesi Orman Fakültesi Dergisi,
Seri B, Sayı 2, 133-144. İstanbul.
Keefe, L., 2005 Earth Buildings, “Methods and
Materials”, Taylor&Francis publishing.
U.S.A.
Khodabande, N., 2008 Symposium of Bam Earthquake
Recovery and Reconstruction, “Quality
of Earthen Material Used in Bam”, 101-
121, Saba Publishing, İran.
Knobel, P., 1998 Earth Manual, U.S. Department of the
İnterior Bureau of Reclamination.
Colorado. U.S.A.
Kömürcüoğlu, E. A., 1967 Yapı Malzemesi Olarak Kerpiç ve
Kerpiç İnşaat Sistemleri, İstanbul Teknik
Üniversitesi Mimarlık Fakültesi,
İstanbul.
Leroy- Tolles, E., 2000 Siesmic Stabilization of Historic Adobe
Structures, Getty Conservation İnstitute.
California, U.S.A.
80
Licciardi, C., Binda ,L., 2008 Annual Report of Arg-e Bam Research
Fondation, “Protecting Earthen
Structures From Rainfall Water İn Arg-e
Bam”, Vol 2, 40-44, Kerman, İran.
Mackenzie, W. S., Adams, A.E., 2007 Rock and Minerals in Thin Section,
Manson Publishing, London.
Masud Alam, A.K., Xie, S., 2008 Clay Minerology of Archaeological Soil,
“An Approach to Paleoclimate and
Environmental Reconstruction of the
Archaeological Sites of the Paharpur
Area”, Environment Geology, No 53,
639-650, Bangladesh.
Milligan, W. O., 1955 Clay and Clay Minerals, Proceedings of
the 3th National Conference on Clays
And Clays Minerals, National Academy
of Sciences, National Research Council,
Washington, D.C.
Nayak, P.S., Singh, B.K., 2007 Instrumental Characterization of Clay
bye XRF, XRD and FTIR, Bullitin of
material science, Vol 30 No 3, 235-238.
Ninov, J., Donchev, I., 2008 Lime Stabilization of Clay From the
Mirkovo Deposit, Journal of Thermal
Analysis And Calorimetry, Vol, 91, 487-
490.
Oghda, M. F., 2001 Soil Mechanics, Negaresh publishing,
Shiraz, İran.
81
Pansu, M., Gautheyrou, J., 2006 Hand Book of Soil Analysis,
“Minerological, Organic and İnorganic
Methods”, Springer, New York.
Pollard, M., Batt, C., Stern, B., 2007 Analytical Chemistery in Archaeology,
Cambridge University Press. U.K.
Price, N. S., 1984 Conservation on Archaeological
Excavations, ICCROM, Rome, İtaly.
Qu, J., Cheng, G., Zhang, K., 2007 An Experimental Stydy of the
Mechanisms of Freeze/Thaw and Wind
Erosion of Ancient Adobe Buildings in
North West China, Bulletin of
Geological Environment, Vol, 66, 153-
159.
Reeves, M.G.,Cripps,C.J., 2006 Clay Minerals Used in Construction,
The Geological Society of London.
Robbins, C. R., Brown, P., 1979 Factors Affecting the Durability of
Adobe Structures, Studies in
Conservation, Vol, 24, No 1, 23-39, IIC.
Shukla, J. P., 2007 Soil Testing for Engineers. Khaana
Publishers, İsfahan, İran.
Sibilia, J.P., 1996 A Guide to Materials Characterization
and Chemical Analysis, Whiley
Publishing, U.S.A.
Staff, S. C., 2006 Adobe Coservation, “A Preservation
Handbook”, Cornerstones Community
Partnerships, Texas, U.S.A.
82
Teutonico, J. M., 1988 A laboratory Manual for Architectural
Conservators. ICCROM, Rome, Italy
Torraca, G., Gullini, G., 1972 Report on Mud Brick Preservation,
Mesapotamia, 7, 287-295.
Von konow, T., 2002 The Study of Salt Deterioration
Mechanisms, “Decay of Brick Walls
İnflueneced by İnterior Climate
Changes”, Suomenlinnan hoitokunta,
Helsinki, Finland.
Warren, J., 1993 Earthen Architecture, “The Conservation
of Brick and Earth Structures”,
ICOMOS.
Warren, J., 1999 Conservation of Earthen Structures,
Butterworth-Heinemann,U.K.
Weaver, M. E., 1973 The Use of Inflatable Air- Dome to
Produce Controlled Condition for an
Archaeological Sites, Studies in
Conservation, Vol, 18, No 2, 88-93. IIC.
Zuixiong, L., 1990 Consolidation of a Neolithic Earthen Site
Whit Potassium Silicate, 6th Internetional
Conference on Conservation of Earthen
Architecture, New Mexico, U.S.A.
TA
BL
OOL
AR
Tab
lo1:
: Kil
min
eral
lerri
nin
sını
flandırrılm
ası
83
2. A
sitle
Mua
mel
e, K
alsi
nasy
on v
e K
alsi
nasy
on so
nrası E
lek
Ana
lizi S
onuç
ları
Örn
ek
Kız
dırm
a K
aybı
(%)
Asi
tte (%
)
Ele
kte
Kal
an (%
, μ)
No
Nem
55
0OC
C
aCO
3K
ayıp
K
alan
50
00
2500
10
00
500
250
125
65
<65
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
1.98
0.84
2.40
0.34
1.40
0.83
4.18
3.26
1.20
2.35
4.36
2.55
6.72
2.02
3.12
0.35
4.65
1.36
1.80
2.70
27.6
9
28.0
7
13.7
0
2.72
13.4
5
3.90
21.3
0
4.20
30.7
3
19.0
5
44.4
6
41.1
5
24,7
9
11.0
5
25.4
2
3.81
16.3
3
6.91
36.2
8
25.6
9
55.5
4
58,8
5
75.2
1
88.9
5
74.5
8
96.1
9
83.6
7
93.0
9
63.7
2
74.3
1
0,00
0.00
4.97
13.1
4
12.4
0
15.2
2
1.85
25.1
5
0.00
17.5
9
1.20
1.69
5.39
5.71
9.39
14.1
0
5.82
10.4
2
1.03
6.02
11.9
8
14.1
6
7.06
23.5
0
5.62
13.3
8
3.26
8.89
4.76
6.70
7.94
10.4
7
7.75
13.7
8
7.07
15.5
0
11.2
6
6.11
19.9
1
12.5
5
30.4
5
19.4
3
15.3
2
10.9
9
10.9
6
14.0
2
6.80
8.58
15.0
3
13,1
5
19.3
6
17.4
3
16.8
5
7.86
15.1
3
10.0
6
8.54
7.21
15.8
9
15.3
5
15.3
2
18.4
0
17.8
7
9.00
17.1
0
8.79
19.8
0
8.77
17.3
8
15.9
0
13.7
5
18.4
0
24.7
9
16.0
2
22.3
2
8.95
42.6
6
24.8
7
25.9
9
22.7
3 3.
Ele
k A
naliz
i
Örn
ek
Ele
kte
Kal
an (%
, μ)
No
5000
25
00
1000
50
0 25
0 12
5 65
<6
5
3 5 7 8 10
1.00
13
.77
8.46
9.
08
7.79
3.86
7.
97
7.10
12
.57
6.17
2.58
3.
74
6.55
9.
71
3.84
3.41
1.
76
5.06
5.
87
2.24
20.6
9 11
.69
15.6
2 16
.38
13.2
6
19.6
6 22
.11
21.4
8 15
.32
23.5
2
25.5
7 28
.93
20.6
7 15
.72
23.8
1
23.1
9 9.
99
15.0
3 14
.93
19.3
4
84
4. IC
P A
naliz
i Son
uçla
rını
n K
arşı
laştırılm
ası.
E
LE
ME
NT→
Ö
RN
EK
LE
R↓
SiO
2 %
A
l 2O3
%
Fe2O
3 %
M
g O
%
C
a O
%
N
a 2O
%
K
2O
%
TiO
2 %
P 2
O5
%
MnO
%
C
r 2O
3 %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
42.4
7 45
.90
49.3
1 60
,26
55.8
1 66
.78
52,8
7 63
.28
45.0
2 51
.74
7.89
8.
67
9.90
14
.22
12.6
4 14
.85
10.7
6 13
.81
9.47
10
.07
3.00
4.
79
3.12
5.
72
3.84
3.
85
3.36
3.
49
3.39
0,
08
3.87
4.
10
2.94
3.
33
2.14
1.
45
2.20
1.
64
2.87
3.
07
17.9
0 17
.84
11.6
7 7.
15
9.02
1.
97
10.5
7 3.
56
17.1
8 11
.54
1.18
1.
19
2.06
1.
97
2.31
2.
56
1.87
2.
52
1.39
1.
73
3.78
3.
78
3.35
2.
56
3.02
4.
02
2.76
3.
64
2.59
3.
66
0.32
0.
33
0.38
0.
60
0.47
0.
43
0.41
0.
41
0.40
0.
36
0.23
0.
27
0.63
0.
25
0.19
0.
12
0.61
0.
12
0.17
0.
67
0.06
0.
08
0.07
0.
11
0.08
0.
08
0.07
0.
07
0.06
0.
07
0.01
2 0.
017
0.01
3 0.
014
0.02
2 0.
014
0.01
5 0.
013
0.01
7 0.
014
85
86
EL
EM
EN
T→
Ö
RN
EK
LE
R↓
Cu
ppm
B
a pp
mZ
n pp
mN
i pp
mC
o pp
mSr
pp
mZ
r pp
mC
e pp
m
Y
ppm
Nb
ppm
Sc
ppm
LO
I%
SU
M%
T
OT
-C
%
TO
T-
S %
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
38
111
24
123
20
315
27
24
49
158
326
401
404
457
449
586
434
511
369
420
69
127
72
132
79
229
74
78
86
137
40
43
36
55
50
44
35
40
51
40
27
30
30
43
36
41
32
36
29
32
554
680
482
406
380
226
381
235
540
521
83
98
122
155
153
173
136
167
121
126
<30
33
31
53
46
55
34
44
34
43
12
13
20
16
15
14
14
14
13
7
7 6 10
13
9 13
10
12
7 12
6 6 7 12
8 7 7 7 8 6
19.1
12
.8
16.4
3.
6 10
.3
3.7
14.4
7.
3 17
.0
15.0
99.9
499
.94
99.9
699
.96
99.9
899
.99
99.9
999
.99
99.9
999
.96
3.94
2.83
0.
53
1.95
0.
15
2.56
0.
62
3.96
3.
01
0.14
0.39
0.
04
0.04
0.
02
0.11
0.
35
0.05
0.
05
4. IC
P A
naliz
i
5. H
idro
met
ry A
naliz
Son
uçla
rı
Ö
rn.
3 5
7 8
10
% k
um
60.4
6 62
.32
47.4
1 56
.10
67.9
5 %
silt
14.9
5 10
.99
17.2
8 28
.69
15.3
5 %
kil
24.5
9 26
.69
35.3
1 15
.21
16.7
0
6. Tuz, Yağ, Protein, Özgül Ağırlık ve Organik Madde Test Sonuçları Örnek→ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Klorür - - - + - - - - - - - Sülfat - - - - - - - - - -
Karbonat - - - - - - - - - - Nitrat - - - - - - - - - -
İletkenlik 172 124 551 78 153 54 223 146 105 136 % Tuz 0.96 0.69 3.09 0.44 0.86 0.30 1.25 0.82 0.59 0.76 Yağ - - - - - - - - - -
Protein - - - - - - - - - - Gs 2.45 2.44 2.40 2.38 2.34 2.32 2.31 2.38 2.44 2.42
Org. Madde
- - + - + - + + - +
Yok:- , Var:+, Var Yok: +-- 7. SEM-EDX Sonuçları
Örnek, Bölge →
Element% ↓
1 – 1. 1- 2. 3 – 1. 3- 2. 3- 3. 5 – 1. 5- 2.
CaO 26.96 17.00 23.36 24.31 17.53 1.94 11.30 SiO2 43.80 47.10 47.49 46.37 50.51 69.98 62.75 Al2O3 9.24 12.32 11.50 12.15 14.50 16.25 14.49 FeO 3.17 4.67 4.10 2.70 2.95 1.30 1.14 MgO 8.36 6.86 5.58 5.25 4.96 0.69 0.97 K2O 5.2 8.62 3.33 3.99 3.77 5.75 5.40 Na2O 1.72 1.85 2.08 2.73 2.88 4.03 3.76 SO3 1.48 1.67 0.99 0.56 1.33 0.05 0.19
P2O5 - - 1.27 1.12 1.29 - - TiO2 - - 0.41 0.68 - - - Klor - - 0.30 0.14 0.53 - -
Fosfor - - 0.55 0.49 0.30 - -
87
88
8. Bet Analiz Sonuçları Tablosu
Örnek
BET Yz. Aln.
m2/g
Langmuir Yz. Aln.
m2/g
17- 3000 Ǻ Göz.Yz.Aln
m2/g.
17-3000 Ǻ Göz. Mk.
m2/g
Göz. Boy. Ǻ
1 36,3147 281,6959 62,625 0,099752 63,714
3 11,4370 74,6572 20,549 0,024590 47,866
4 1,5401 8,7934 1,076 0,002663 98,956
5 8,6875 53,1645 13,651 0,013704 40,153
6 5,6164 35,3576 8,351 0,010255 49.118
7 14,7910 95,3230 27,450 0,029709 34,292
8 14,3947 90,0045 26.180 0,023193 35,436
9 7,5094 49,8529 12,218 0,016714 54,721
10 12,2007 96,0215 25,801 0,028532 44,236
RESİMLEER
Resim 1. Güvercin
Resim 2.
nkayası gen
Kerpiç blok
nel görünüm
klar
mü
89
Resi
m
Resim 3: Ç
m 4. Taban sı
Çıkan kerpiç
ıvasının per
ç blokların
riyodik bakı
fotoğrafı
ımlarla kat kkat oluşumu
u
90
Resim
R
5. Üzerinde
Resim 6. 8.
e saz izleri v
Örneğin po
ve saz bulu
olarizan mik
unan dam çö
öküğü örneğ
kroskop fot
ği
oğrafı
91
Resim 7
Resim 8
7. Örnek 1, 1
8. Örnek 1, 2
1. Bölge SE
2. Bölge SE
EM Görüntü
EM Görüntü
üsü
üsü
92
Resim. 9
Resim 10
9. Örnek 3,
0. Örnek 3,
1. Bölge SE
2. Bölge SE
EM Görüntü
EM Görüntü
üsü
üsü
93
ŞEKİLLEER
Aras
Ş
sına Su Mol
Şekil 1
Şekil 2: Kil
leküllerinin
1: Kil Miner
Mineralleri
n Girişinin M
.
rallerinin Y
inin Yaprak
Mineralin T
Yapısı
kçıklarının
abakalı Yappısı İle İlişkkisi
94
Şekil 3. Güvercinkayası’nın Basitleştirilmiş Pilanı
95
Şekil 4. Kil, Silt Ve Kum Miktarına Göre Toprak Türleri Üçgeni (Kantarcı, 2000)
Şekil 5. Yanlış Malzeme Kullanımından Dolayı Kaynaklanan Bozulmalar
96
Şekil 6.1. Örnek XRD Grafiği
Şekil 7. 2. Örnek XRD Grafiği
97
Şekil 8. 3. Örnek XRD Grafiği
Şekil 9. 5. Örnek XRD Grafiği
98
Şekil 10. 6. Örnek XRD Grafiği
Şekil 11. 8. Örnek XRD Grafiği
99