Kerpiç Malzemenin Test Edilmesi
Kerpiç, killi ve uygun toprağın içine saman veya saz türünden bitkiler katılması, su ile yoğurulması, sonrasında kalıplara dökülerek şekillendirilmesi, açık havada kurutulması ile elde edilen yapı malzemesidir.
Yapılarda taşıyıcı, dolgu elemanı ve kaplama malzemesi olarak kullanılmaktadır. Kerpicin hammaddesinin toprak ve su olması eski çağlardan günümüze kadar tercih edilmesini sağlamıştır. Kerpiç, 19. yüzyıla kadar yaygın olarak kullanılmış ancak sonrasında tuğla, betonarme ve çelik gibi endüstriyel ürünlerin ortaya çıkması ve gelişmesi ile birlikte kullanımı azalmıştır. Günümüzde dünya nüfusunun %30’nun hala kerpiç yapılarda yaşadığı belirtilmektedir. Hammaddeye yakınlık, kolay işlenebilirlik, düşük maliyet ve çevre dostu olması bu durumun başlıca sebeplerindendir.
Anadolu ve çevresinde bağlantılı olduğu Mezopotamya, İran ve Akdeniz havzası ile birlikte erken tarihli kerpiç buluntuların, yapıların ve yerleşim bölgelerinin barındığı ve belli ölçüde korunduğu bir bölgedir. Ülkemizde bulunan Çatalhöyük (Konya), Aşıklı Höyük (Aksaray), Alacahöyük (Çorum), Hattuşaş Kalesi (Çorum), Sargon Sarayı (Malatya) ve Harran Kümbet Evleri (Şanlıurfa) kerpiç ile inşa edilmiş yapılara örnek olarak gösterilebilir. Çatalhöyük ve Hattuşaş aynı zamanda insanlığın ortak kültür mirası olarak UNESCO Dünya Mirası Listesi’nde yer almaktadır. Listede dünyanın farklı yerlerinden kerpiç mimariye sahip yerleşim alanları da bulunmaktadır. Bem (İran), Cenne ve Timbuktu (Mali), Şibam ve San’a (Yemen) özgün kerpiç mimarisi ile göze çarpan kentlerdendir.
Kerpiç yapılar bulunduğu coğrafyaya göre farklı yapım tekniklerine sahiptir. Anadolu’nun kurak iklime sahip ve ağaç oranı düşük orta ve doğu kesimlerinde yığma kerpiç; ılıman ya da yağışlı bir iklime sahip ve özellikle ormanlık alanların yoğun olduğu kuzey, batı ve güney kesimlerinde ise ahşap karkas arası kerpiç dolgu duvar görülmektedir. Bu yapım sistemi geç ortaçağdan itibaren hem kentsel hem de kırsal alandaki konut yapımında yoğun olarak kullanılmıştır. 17. yüzyıl ve sonrasında ise Anadolu ve Balkanlar’ın birçok bölgesinde sivil mimarisini oluşturmuştur. Ülkemizde ahşap ve kerpiç yapım sistemine sahip çok sayıda geleneksel konut örneği bulunmaktadır.
Kerpiç doğal bir malzeme olması sebebiyle çevre ve iklim koşullarından etkilenmektedir. Rüzgâr, yağmur gibi atmosferik hava koşullarının aşındırıcı etkisine maruz kalmaktadır. Pişmemiş toprak malzemenin dayanımını artırmak için neolitik dönemden itibaren farklı yöntemler geliştirilmiştir. Bunlar içinde en eski ve yaygı olanı, güneşte kurutulmak üzere hazırlanan çamura saman, saz, küçük taşlar, çanak çömlek parçaları ve başka organik malzemeler katılmasıdır.
Teknolojinin gelişmesi ve farklı hammaddelerin kullanılması ile birlikte kerpicin sağlamlaştırma yöntemleri çeşitlenmiştir. Bunları mekanik, fiziksel ve kimyasal olarak sınıflandırabiliriz. Mekanik sağlamlaştırma, toprağın seçimi ve blok üretiminde yapılacak müdahaleleri; fiziksel ve kimyasal sağlamlaştırma ise harca eklenecek katkı maddelerini kapsamaktadır. Kullanılacak toprağın granülometrisinin iyileştirilmesi ve harcın kalıba dökümünde basınç uygulayarak sıkılaştırılması mekanik; organik lifli bitki atıkları (saman, bitki sapları, testere talaşı vb.), çimento, kireç, alçı, alçı ve kireç (Alker), puzolan (pomza, silis dumanı, tüf, yüksek fırın cürufu, uçucu kül vb.), yün, bitüm, çeşitli endüstri atıkları (reçineler, elektrolitler ve selüloz), cam elyaf, hava sürükleyici ve plastik fiber gibi hem geleneksel hem de yenilikçi malzemelerin katkı maddesi olarak kullanılması ise fiziksel ve kimyasal sağlamlaştırma yöntemleridir. Bunların birlikte ya da ayrı ayrı kullanılması kerpicin özelliklerini etkilemekte ve özellikle dış etkenlere karşı dayanımını arttırmaktadır.
Kerpicin malzeme karakterizasyonun yapılması ve durabilite özelliklerinin belirlenmesi amacıyla laboratuvar ortamında fiziksel, kimyasal ve mekanik testler yapılmaktadır. İncelemeler kerpiç yapımında kullanılacak toprağın seçimi ve üretilen kerpicin özelliklerinin tespiti olarak ikiye ayrılmaktadır. Numuneler laboratuvar ya da şantiye ortamında oluşturulabileceği gibi tarihi yapılardan da elde edilebilmektedir. TS 2514 ‘Kerpiç Bloklar Yapım ve Kullanma’ standardına göre kerpiç toprağının tayini için standart kıvam deneyi, çekme dayanımı deneyi, rötre deneyi, çamurlaşma deneyi ve basınç dayanımı deneyi; kerpiç içinse basınç deneyi ve su etkisiyle dağılma deneyi yapılmaktadır. İptal standart olmakla birlikte araştırmalarda kullanılmaya devam etmektedir. Bunun yanında kullanılacak toprağın tane çapı dağılımı ile silt ve kil oranlarının belirlenmesi için granülometrik (elek analizi) ve hidrometri (çökelme analizi) analizleri de tercih edilmektedir. Kerpiç numunelerde ise elde edilmek istenen veri ve teknik olanaklar doğrultusunda çok çeşitli deneyler yapılmaktadır. Fiziksel özellikler için birim hacim ağırlığı, doluluk oranı, rutubet oranı, rötre miktarı, kılcal su emme miktarı, ısıl iletkenlik katsayısı ve erozyon direnci belirlenmektedir. Kimyasal ve petrografik özellikler için suda çözünür tuzlar, protein ve yağ analizleri, kızdırma kaybı, asitle muamele ve elek analizleri yapılmakta olup kerpice ait agregaların ve kesitlerin stereo ve polarizan mikroskop altında görüntüleri incelenmektedir. Mekanik özellikler için basınç dayanımı, eğilme dayanımı, elastisite modülü ve diyagonal kayma dayanımı deneyleri yapılmaktadır.
Laboratuvar ortamında yapılan araştırmalara ek olarak ileri analiz teknolojileri de kerpicin malzeme karakterizasyonunda tercih edilmeye başlamıştır. Mineralojik analizler için XRD (X-Ray Diffraction), mikro-strüktürel ve kimyasal inceleme için SEM-EDS (Scanning Electron Microscopy-Energy Dispersive Spectroscopy) ve gözenek boyut dağılımının tayini için MIP (Mercury Intrusion Porosimetry) kullanılan ileri analiz yöntemleridir.
