close

Enter

Log in using OpenID

Malzemelerin Genel Özellikleri

embedDownload
1. Bölüm
Malzemelerin
Genel
Özellikleri
YAPI MALZEMELERĐ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
_________________________________________________________________________________________________
2
Bölüm 1
MALZEMELERĐN GENEL ÖZELLĐKLERĐ
1.1 Giriş
Kendi başına kullanılabilen, insanların oturma çalışma, dinlenme, ulaşım ve ibadet
etmelerine yarayan, hayvanların ve eşyaların korunmasını sağlayan, karada ve suda daimi
ve geçici, yeraltı ve yerüstü inşaatı ile bunların tamirlerini içine alan tesislere yapı denir.
Yapıların inşasında kullanılan malzemelere de Yapı Malzemeleri denir.
Teknik elamanlar kullandıkları malzemeleri seçerken, belirli standartlara uymak
zorundadırlar. Günümüzde malzemelerin bütün özelliklerinin bilinmesi, yapılan işe uygun
malzeme seçimi ve kullanımı yapı maliyetlerini azaltmakta, yapı ömrünü arttırarak uzun
zaman kullanabilme imkânı sağlamaktadır.
Malzeme seçiminde ise Emniyet, Ekonomi ve Estetik gibi unsura dikkat
edilmelidir. Bu malzemeler ile inşa edilen yapılar fonksiyonel olmalıdır.
1.2. Yapı Malzemelerinde Kullanılan Ulusal ve Uluslararası bazı Standartların
Kısaltmalar ve Anlamları
TS
: Türk Standartları
DIN
: Alman Standartları (Deutsche Ing. Norm.)
BS
: Đngiliz standartları (British Standarts)
ISO
:
Uluslararası
Standardizasyon
Organizasyonu
(International
Standarts Organization)
ASTM
: Amerika Deney ve Malzeme Kurumu (American Society for
testing and materials)
AASHTO
: Amerikan Devlet Karayolları Şartnameleri (American Association
of state highway and traffic wardens assoc.)
ÖNORM
: Avusturya Standartları
RĐLEM
: Malzemeler ve Yapılar için Deney ve Araştırma Laboratuarları
Uluslararası Birliği.
2
YAPI MALZEMELERĐ
3
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
_________________________________________________________________________________________________
1.3. Yapı Biliminde Malzemenin Önemi
Teknik elemanların amacı, yaptıkları işe en uygun malzemeyi seçmek, seçtikleri
malzemeyi standartlara uygun olarak kullanmak, böylece inşa edilen yapılardan
faydalanacak olanlara ideal bir ortam hazırlamaktır.
Malzeme özellikleri bilinmeden değişik malzemelerin özellikleri karşılaştırılmadan
amaca uygun malzemenin seçimi elbette zor olacaktır. Bir yapının maliyeti sadece ilk
yapım maliyeti olarak düşünülmemelidir.
Çünkü yapı ömrü süresince uygun malzeme kullanılmadığı için yapılan masraflar
yapı maliyetine eklenerek maliyeti arttıracaktır.
Yapılarda kaliteli malzeme kullanımı yanında kaliteli işçilikte çok önemlidir!
Malzemelerin aşağıdaki özelliklerinin bilinmesinde yarar vardır.
Teknolojik Özellikler
Aşınma
Şekil Değiştirme ve Kırılma
Çarpma Dayanımı
Sertlik
Yorulma
Sünme
Fiziksel Özellikler
Birim Ağırlık
Özgül Ağırlık
Porozite (Boşlık oranı)
Kompasite (Doluluk)
Su Emme
Doyma Derecesi
Geçirimlilik
Rötre ve Şişme
Kapilarite (kılcal Su Emme)
Kimyasal Özellikler
Kimyasal Bileşimi
Çözülme kabiliyeti
Paslanmaya Dayanıklılık
3
YAPI MALZEMELERĐ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
_________________________________________________________________________________________________
4
Mekanik Özellikler
Basınç Dayanımı
Çekme Dayanımı
Kesme Dayanımı
Geometrik Özellikler
Tanelerin Biçimi
Yüzey durumu (pürüzlülük)
Özgül alan
Granulometrik bileşim
Termik Özellikler (Isıl Özellikler)
Akustik Özellikler (Ses absorbsiyonu)
Elektriksel Özellikler (Đletkenlik, yalıtkanlık v.b.)
1.4. Yapıda Malzeme Seçimi
Kullanım Ömrü ve sağlayacağı konfor düşünülerek, kalitesi aynı olanlardan UCUZ
olan tercih edilmelidir.
Malzemenin YAKINDAN temin edilmesi, nakliye masraflarını etkileyecek, dolayısı
ile toplam maliyeti azaltacaktır.
Malzemede
aranan
özellikler
bulunmalı
ayrıca,
boyut
vb.
özellikleri
STANDARTLARA uygun olmalıdır.
Kullanım şekline göre işlenmesi kolay ve ÖZELLĐKLERĐ değiştirilebilir olmalıdır.
ĐHTĐYAÇTAN fazla alınan malzeme maliyeti arttırır, az alınan ise işçilik kaybına
sebep olur.
1.5. Yapı Malzemelerinin Gruplandırılması
Ahşap yapı malzemesi
: kereste, kontrplak, sunta
Kagir yapı malzemesi
: Beton, tuğla, taş, agrega, seramik, kiremit vb.
Bağlayıcı-birleştirici yapı mlz.: Alçı, kireç, çimento, tutkal, çivi, kaynak, bulon
Metal Yapı mlz.
:Çelik, Alüminyum ve alaşımları, bakır, çinko vb.
Camlar
: Renkli, saydam, yarı saydam camlar.
Çeşitli sanayi ve suni mlz. : Plastikler, seramik malzemeler
4
YAPI MALZEMELERĐ
5
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
_________________________________________________________________________________________________
Bitümlü malzemeler
: Asfalt vb.
Yalıtkan malz.
: Katran, asfalt, keten vb.
Boyalar
: Yağlı ve plastik boyalar.
1.6. Malzemelerin Fiziksel Özellikleri
Birim Ağırlık : Malzemenin boşlukları dahil olmak üzere birim hacim ağırlığıdır.
Özgül ağırlık : Malzemenin boşlukları çıkarıldıktan sonra ki birim hacmidir.
Porozite
: Malzemedeki boşluk oranıdır.
Kompasite
: Malzemedeki doluluk oranıdır.
Su Emme
:
Malzemenin birim ağırlık veya hacminin emmiş olduğu su
yüzdesidir.
Doyma Derecesi: Malzemenin boşluklarının hangi oranda su ile dolu olduğunu
gösteren değerdir.
Geçirimlilik :
Basınç altında akışkanların boşluklu malzemelerin içinden
geçmesi olağandır.Ayrıca basınç olmaksızın doğal koşullarda kılcal etki ile boşluklu
malzemelerde su geçirimliliği oluşabilir.Uygulamada rastlanılan gaz halindeki akışkan su
buharı, sıvı haldeki akışkan da su dur.
Kapilarite(Kılcal su emme): Çok küçük çaplı boşluklarda suyun yukarı
yükselmesine verilen isimdir.
1.7. Akustik Özellikler
Ses emilmesi: Đnsanların yaşadıkları yapılarda akustik yönden konfor sağlamak için
malzeme ve yapı düzeni ile ilgili iki önemli etken vardır. Bunlardan biri;
Sesin yansıması (Yankı) diğeri; Ses Đletimi veya yalıtımıdır.
Ses enerjisi çok küçüktür. Desibel (dB) adı verilen birimle ölçülür.
Ses dalgası havada ilerlerken bir cisme çarptığında bir kısmı cisim tarafından yansıtılır, bir
kısmı ise emilir.
Açık havada yansıma yoktur, ses zor duyulur. Kapalı yerlerde ise yansıma fazla olur.
Sesler karışarak anlaşılmaz hale gelebilir. Bir kaynaktan çıkan ses duvarlara çarpıp tekrar
tekrar yansırsa sesin sönmesi gecikir. Buna yankılanma (reverberasyon) denir. Sesin ilk
şiddetinin milyonda birine düşmesi için geçen süreye de reverberasyon süresi denir.
Odadaki yüzeylerin emme yeteneği çok yüksek ise bu süre kısa olur, ses çabuk kaybolur ve
5
YAPI MALZEMELERĐ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
_________________________________________________________________________________________________
6
duyulması güçleşir. Bu süre yüksek ise sönme gecikir. Yansıyarak uğultu oluşturur, işitme
bozulur. Oda duvarlarına ve döşenecek yüzeylere uygun emme sayısına sahip malzemeler
kullanılarak bu süre 1-2 sn gibi uygun sınırlara getirilir.
Ses Yalıtımı: Ses dalgalarının yansıdıktan sonra geri kalan kısmı malzeme içinden
geçerken yutulur ve öbür tarafa zayıf olarak çıkar. Normal konuşma sesi 40 dB olduğuna
göre bir duvarın ses yalıtım veya söndürme sayısı en az 40 dB in üzerinde olursa ses arka
bölmede duyulmaz. Beton duvarlarda bu 15 cm, dolu tuğlalarda ise en az 20 cm kalınlığa
karşılık gelir. Anlatılan sesin yalıtılması ve emilmesi özellikleri havada iletilen ses
dalgaları ile ilgilidir. Ayrıca yapıdaki malzemelerde ayak sesi, çarpma ve vurma ile ses
oluşursa çok daha hızlı ve etkili yayılır. Bunu önlemek için halı, PVC gibi yumuşak
döşeme malzemesi kullanılır.
1.8. Termik Özellikler
Cisimler sıcaklık değişimlerinde hacimlerinde değişim olur. Bir cismin sıcaklığının
1 ºC artması ile birim boyunda meydana gelen artmaya genleşme denir özellikle
demiryolları raylarında, beton yol ve pistlerde meydana gelir.
Bir malzemenin iki tarafında farklı bir sıcaklık varsa sıcaklığın yüksek olduğu
taraftan az olan tarafa doğru bir sıcaklık akımı (difüzyon) meydana gelir. Buna ısı iletimi
denir. Birim zamanda geçen ısı miktarı ısıl iletkenlik katsayısı ile orantılıdır.
6
YAPI MALZEMELERĐ
7
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
_________________________________________________________________________________________________
1.9. Malzemelerin Fiziksel, Mekanik ve Kimyasal Özelliklerinin Belirlenmesi
Malzemelerin fiziksel özelliklerinin tespiti için Düzgün şekilli ve düz şekilli olmayan
numuneler üzerinde;
• birim ağırlık,
• su emme,
• özgül ağırlık,
• ve kılcallık deneyleri yapılır.
Ayrıca elde edilen sonuçlara göre porozite, kompozite, ve doyma dereceleri de hesaplanır.
Mekanik özelliklerinin tespiti için;
• Sertlik Ölçme
Malzemeler üzerinde yapılan en genel deney, sertliğinin ölçülmesidir. Bunun başlıca
sebebi, deneyin basit oluşu ve diğerlerine oranla numuneyi daha az tahrip etmesidir. Diğer
avantajı ise, bir malzemenin sertliği ile diğer mekanik özellikleri arasında paralel bir
ilişkinin bulunmasıdır. Örneğin çeliklerde, çekme mukavemeti sertlik ile doğru orantılıdır;
dolayısıyla, yapılan basit sertlik ölçmesi neticesinde malzemenin mukavemeti hakkında bir
fikir edinmek mümkündür.
• Çekme
Çekme deneyi malzemelerin mukavemeti hakkında esas dizayn bil¬gilerini saptamak ve
malzemelerin özelliklere göre sınıflandırılmasını sağlamak amacı ile geniş çapta kullanılır.
Çekme deneyi standartlara gö¬re hazırlanmış deney numunesinin tek eksende, belirli bir
hızla ve sabit sıcaklıkta koparılıncaya kadar çekilmesidir. Deney sırasında, standart
numuneye devamlı olarak artan bir çekme kuvveti uygulandığında, aynı esnada da
numunenin uzaması kaydedilir.
• Basma
Basma deneyi işlem itibarı ile çekme deneyinin tamamen tersidir. Basma deneyi de çekme
deneyi makinelerinde yapılır. Basma kuvvetlerinin uygulandığı malzemeler genellikle
basma deneyi ile muayene edilir. Tatbikatta basma kuvvetlerinin uygulandığı yerlerde
kullanılan malzemeler genellikle gevrek malzemelerdir. Gri dökme demir, yatak alaşımları
gibi metalik ve tuğla, beton gibi metal dışı malzemelerin basma mukavemetleri, çekme
mukavemetlerinden çok daha yüksek olduğundan, bu gibi malzemeler basma kuvvetlerinin
uygulandığı yerlerde kullanılırlar ve basma deneyi ile muayene edilirler.
Basma deneyi ile de malzemelerin mekanik özellikleri tespit edilebilir. Basma deneyi
sırasında numunenin kesiti devamlı olarak arttığından, çekme deneyinde görülen «Boyun»
teşekkülü problemi yoktur. Basma deneyi bilhassa gevrek ve yarı gevrek malzemelerin
sünekliğini ölçmede çok faydalıdır, zira bu malzemelerin sünekliği çekme deneyi ile hassas
olarak ölçülemez. Bu malzemelerin çekmede % uzama ve % kesit daralması değerleri
hemen hemen sıfırdır.
7
YAPI MALZEMELERĐ
Yrd.Doç.Dr. Orhan ARKOÇ
_________________________________________________________________________________________________
8
• Kırılma Tokluğu
Malzemelerin gerilme altında iki veya daha fazla parçaya ayrılmasına KIRILMA denir.
Kırılmanın karakteri malzemeden malzemeye değişir ve genellikle tatbik edilen gerilmeye,
sıcaklığa ve deformasyon hızına bağlıdır. Kırılma başlıca iki safhadan oluşur. Birinci safha
«çatlak teşekkülü», ikinci safha ise «çatlağın ilerlemesi»dir. Yani kırılma, karakteri ne
olursa olsun çatlak teşekkülü + çatlağın ilerlemesi ile oluşur. Malzemelerin kırılması,
çeşitli şekillerde sınıflandırılabilir. Malzemelerin kırılma öncesi durumuna ve kırılmaya
sebep olan yükleme şartlarına bağlı olarak kırılma aşağıdaki şekilde sınıflandırılabilir.
1. GEVREK KIRILMA
Çok az veya hiçbir plastik deformasyon bırakmadan malzemenin kırılmasına gevrek
kırılma denir. Genellikle camlar, seramikler ve bazı metaller gevrek olarak kırılırlar.
Birçok hallerde gevrek olarak kırılan malzemelerde, yalnız kırık yüzeyi civarında az
miktarda plastik deformasyon meydana gelir.
2. SÜNEK KIRILMA
Kırılma öncesi malzemede plastik deformasyon meydana gelirse bu tip karılmaya sünek
kırılma denir. Sünek kırılmanın meydana gelebilmesi için cisimde belirli bir miktarda
plastik deformasyonunda meydana gelmesi gerekir, çünkü sünek kırılmayı oluşturmak için
plastik deformasyon gereklidir. Bu sebeple de sünek kırılmayı meydana getirmek için
uygulanan gerilmenin, malzemede plastik deformasyonu sağlayacak seviyede olması
gerekir.
3. SÜRÜNME KIRILMASI
Yüksek sıcaklıklarda, sabit gerilme veya sabit yük altında malzemelerin sürünme
deformasyonu sonucunda kırılmasına, sürünme kırılması denir. Makroskopik açıdan
bakıldığında, sürünme kırılması "malzemede plastik deformasyon sonucunda oluşur, bu
sebeple sünek kırılmaya benzer. Mikroskopik açıdan ise, sürünme kırılması, düşük
sıcaklıklarda meydana gelen sünek kırılmadan farklıdır.
4. YORULMA KIRILMASI
Malzemelerin elastik limit veya çekme dayanımı altındaki alternatif yükler altında
kaldıklarında zamanla kırılma gösterirler, bu olaya yorulma kırılması adı verilir. Yorulma
kırılmaları genel olarak plastik deformasyon meydana gelmeden de olabilir. Bazen
yorulma kırılmaları sünek kırılmalara benzerse de yorulma kırılmasında çatlak ilerlemesi
sünek kırılmadan farklı olup, çatlak her bir yükleme periyodunda ancak belirli bir miktar
ilerler.
Kimyasal özelliklerin tespiti için her malzemeye ait onlarca deney vardır. Ders
konuları içinde değinilecektir
8
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
40
File Size
121 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content