Pomza-1

Türkiye gibi kalkınma çabasında olan ülkelerin sınırlı olan ekonomik

kaynaklarını en iyi sekilde degerlendirip sektörlere ait yatırımların ayrıntılı, çok

yönlü arastırmalara dayalı ve uzun vadeli planlamalara baglı olarak yapılması

herkesçe kabul edilen bir husustur. Bunun içindir ki, kaya mühendisligi biliminde

kaydedilen hızlı gelismelerin paralelinde, bazı kaya kütlesi türlerinin farklı endüstri

alanlarında kullanımı da giderek yaygınlasmaktadır. Özellikle insaat sektöründe hafif

yapı malzemelerinin kullanımı gerek depreme karsı yüksek bir mukavemet saglaması

gerekse diger kayaç türlerine göre mühendislik özelliklerinin uygun olması, bu tür

kayaçlarının kullanımını arttırmaktadır.

nsanoglu eski çaglardan beri kayaçları barınma, iş

ve diger sosyal

faaliyetlerin olusturulabilecegi birçok mekânın yapılmasında ana yapı malzemesi

olarak kullanmıstır. Zamanla yüksek binaların temel üzerinde olusturdugu statik

yükler, ülkemizin deprem kusagında yer alması ve önlem amaçlı zorunlulukların

artması ile birlikte hafif kaya malzemelerinin kullanımı artmaktadır. Yapı ve

kaplama sektöründe ana hammadde olarak degerlendirilmeye baslanmış

olan hafif

kayaçların kendilerine has bazı özellikleri dikkate alınarak, yapı endüstrisinde konfor

amaçlı ana malzeme olarak sıkça kullanılmaya baslanmıstır. Bu tür kayaçların

genellikle dogal gözenekli ve hafif kayaç olusumları oldugu bilinmektedir.

Bu amaçla, çalısma kapsamında dogal yapı ve kaplama malzemesi olarak

asidik ve bazik pomza taşılar seçilmiş

ve ülke ekonomisine endüstriyel hammadde olarak

sunulması amaçlanmıstır.

Sertligi 5-6 (Mohs) ve özgül agırlıgı 1-2 gr/cm³ olan pomza taşı, makro ve mikro

boyutta olmak üzere gözenekli bir yapıya sahiptir. Gözenekler arası genellikle

baglantısız ve bosluklu oldugundan geçirgenligi düsük, ısı ve ses yalıtımı ise oldukça

yüksektir. Bu üstün fiziksel özellikten dolayı pomza taşı, günümüzde birçok endüstride

geniş

kullanım alanına sahiptir. Dünya’da insaat sektöründen, tekstil sanayisine,

tarımdan kimya alanına kadar birçok farklı alanda kullanım olanagı bulunan

pomza taşıların endüstriyel hammadde olarak tanıtılması ve endüstrinin pomza taşı

1

madenciligine olan ilgisinin arttırılması da çalısmanın diger bir amacını

olusturmaktadır (Yasar ve Erdogan, 2001).

Yapı amaçlı olarak kullanılan malzemelerde ısı ve ses yalıtım konforunun

saglanması, günümüzde temel olarak aranan özelliklerin basında gelmektedir. Bu

bakımdan dogal yapı taslarının fiziko-mekanik özelliklerinin yanı sıra, ısı

iletkenlikleri ve ses akustiginin de belirlenmesi detaylı bir çalısma gerektirmektedir.

Yapılarda ısısal konfor hesaplamaları, bina ısı yalıtım analizlerinde, günümüz

ısı yönetmelikleri bakımından önemli bir konu olmustur. Özellikle 8 Mayıs 2000

tarihinde Bayındırlık ve skan Bakanlıgı tarafından yürürlüge konan “Binalarda Isı

Yönetmeligi” ve 14 Haziran 2000 tarihinde revize edilerek yürürlüge giren “TS 825

Isı Yalıtım Standardı”, yeni yapılan konutlarda, ısısal konforun saglanma prensip ve

uygulama kriterlerini tanımlamakla birlikte, ısısal konfor açısından malzemelerde

aranan özellikleri de belirtmektedir.

Yapılarda ısı yalıtımını saglayan baslıca etken, kullanılan yapı malzemesi ve

malzemenin ısısal özellikleridir. Bu özelligi sagladıgından dolayı, insaat

sektöründeki uygulamalarda gözenekli pomza taşıların ısı yalıtım malzemesi olarak

kullanılması giderek yaygınlasmıstır (Gündüz, 2001). Aynı sekilde içerisinde

yasanılan belirli ölçülerde sınırlandırılmış

kapalı mekanlarda akustik yönden konfor

saglamak için, malzeme ve yapı düzeni ile ilgili olarak iki önemli etken vardır.

Birincisi sesin yansıması veya yankı, digeri de ses iletimi veya bunun tersi olan ses

yalıtımıdır (Gündüz vd, 1998a).

Dogal yapı ve kaplama taslarının, fiziksel ve yapısal özelliklerine bagımlı

olarak, farklı akustik ve ses absorpsiyon özellikleri gösterdikleri bilinmektedir.

Ancak, konu üzerinde kullanım amaçları dogrultusunda detaylı inceleme ve

arastırma bulgularına yeterince rastlanılmamaktadır. Bu bakımdan dogal kayaç

olusumlarının, ses absorpsiyon özelliklerinin detay ve hassasiyetle incelenmesi

gerekmektedir (Ugur, 2001). Bu amaçla çalısmanın diger bir içerigi de pomza taşıların

ses absorpsiyon ve akustik özelliklerinin deneysel normlarla incelemelerini yaparak

endüstriye sunmaktır.

Çalısmada, asidik ve bazik kökenli pomza taşıların yapı sektöründe hafif beton

agregası olarak kullanılabilirliginin tespiti için yapılan deneysel çalısmalara da

2

deginilmistir. Çalısmaya asidik pomza taşıların temsili için Nevsehir bölgesinden, bazik

pomza taşının temsili için ise Toprakkale (Osmaniye) bölgesinden numunelerin alınması

ile baslanmıstır. Hafif beton yapımında kullanılması düsünülen pomza taşıların

avantajlarının daha iyi anlasılabilmesi için, yapı sektöründe pomza taşıların birbirlerine

göre ve beton yapımında en çok kullanılan kireçtası agregalarından elde edilen beton

örneklerinin fiziksel ve mekanik özellikleri belirlenmiş

ve pomza taşıdan üretilmiş

beton

numuneleri ile karsılastırılmıstır. pomza taşı ocaklarından alınan numuneler TS 1114

“Hafif Agregalar – Beton için” standartlarına uygun olacak sekilde kırılıp elendikten

sonra sınıflandırılması yapılmıstır. Daha sonra asidik, bazik ve normal agrega türleri

depreme dayanıklı ve hafif olma özelligi göz önünde bulundurularak agrega tane

boyutları ile su/çimento oranları ayarlanmış

ve optimum agrega tane boyut ve

su/çimento oranları belirlenerek en uygun islenebilirlik sartlarında küp ve silindirik

numuneler hazırlanmıstır. Hazırlanan beton numunelerin fiziksel ve mekanik

özellikleri tespit edilmiş

ve agregaların Türk Standartlarına uygun bir sekilde hafif

beton üretiminde kullanılabilirligi belirlenmistir.

Hammadde olarak Nevsehir Bölgesi asidik pomza taşıları ile Osmaniye,

Toprakkale Bölgesi bazik pomza taşıları seçilmistir.

Bu pomza taşıların genel jeolojik özellikleri belirlenerek rezerv analizleri

yapılmıstır. Daha sonra ince kesitleri alınarak petrografik ve mineralojik özellikleri

incelenmiş

ve kimyasal analizleri yapılmıstır. Asidik ve bazik pomza taşı agregaları

hammadde olarak hazır beton üretiminde kullanılabilirligi arastırılmış

ve TS’ye

uygun olup olmadıgı belirlenmistir.

Agregaların, elek analizleri, birim hacim agırlık degerleri, su emme ve

doluluk oranı tayini, poroziteleri, ince madde oranı tayini, kızdırma kaybı, organik

madde içerigi ve ince madde oranı analizi gibi betona uygunluk deneyleri

yapılmıstır.

Hammadde olarak beton üretiminde uygunlugu belirlenen bu pomza taşıların

beton üretimi için en uygun karısım miktarları belirlenmeye çalısılmış

ve NK-1, NK2

ve NK-3 adı altında Nevsehir asidik pomza taşısı için TK-1, TK-2 ve TK-3 adı altında

Toprakkale bazaltik pomza taşısı için ayrı ayrı degerler içeren su, çimento ve agrega

karısım miktarları belirlenmistir.

3

Belirlenen optimum karısım oranlarında hazırlanan beton örnekler 7, 14, 28

ve 90 günlük kür süreleri sonunda betonların fiziksel ve mekanik özellikleri

belirlenmistir. Bu deneylerin sonucunda en uygun karısım oranı belirlenmistir.

Ayrıca bu karısım oranlarında olusturulan beton örneklerinde en yüksek dayanım

süresi belirlenmistir.

Beton numunelerin laboratuar ortamında olusturulan ses ve ısı izolasyonu

laboratuarında denemeleri yapılarak ısı iletim katsayıları ile 11 farklı frekansta

ölçümü yapılan ortalama ses geçiş

kaybı degerleri bulunmuş

elde edilen verilerden

grafikler olusturulmustur.

Hazır beton uygunluk deneylerinden sonra bimsblok üretiminde birim hacim

agırlık degerinin düsük olmasından ötürü Nevsehir asidik pomza taşısının uygun oldugu

belirlenerek deneme yanılma yöntemiyle en uygun bimsblok karısım oranı

belirlenmistir.

Daha sonra bimsblok üretimi için 4 farklı tip, boyut, sekil ve agırlıkta

bimsblok tasarımı yapılmış

ve bunların seri üretimine geçilmistir. Belirlenen

tasarımda hazırlanan bimsblok örneklerinin fiziksel ve mekanik özellikleri ile ısı ve

ses yalıtım degerleri belirlenmistir. Son olarak bimsblokların dayanım ve birim

hacim agırlıgına baglı olarak kalite faktörü analizleri yapılmıstır.

Tez çalısmasında kullanılan yapı malzemesine ait literatür bilgiler, Önceki

Çalısmalar ile Beton ve Bimsblok adlı bölümde verilmistir. Çukurova Üniversitesi

Maden Mühendisligi Laboratuarında yapılan deneysel analizler için kullanılan

yöntem ve gelistirilen deney düzenegi ile ilgili bilgiler ise Materyal ve Metot

bölümünde verilmistir. Yapılan deneysel çalısmaların sonucunda elde edilen

bilgilerde tezin Arastırma ve Bulgular bölümünde ayrıntılı olarak verilmistir.

Tüm bu çalısmaların sonucunda elde edilen veriler ise Sonuçlar kısmında

sunularak tezin tamamlanması saglanmıstır.

4

2. ÖNCEK.

ÇALISMALAR

2.1. pomza taşının Tanımı ve Genel Yapısı

pomza taşı, dünya endüstrisinde yeni olmamakla beraber, ülkemiz endüstrisi son

yıllarda girmeye baslamış

ve degeri yeni anlasılan volkanik kökenli bir malzemedir.

pomza taşı terimi talyanca bir sözcük olup, degisik dillerde farklı sözcüklerle

adlandırılmaktadır. Fransızca’da Ponce, ngilizce’de (ri taneli olanına) Pumice, (ince

tanelisine) Pumicite, Almanca’da (iri tanelisine) Bims, (ince tanelisine) Bimstein adı

verilmektedir. Türkçe’de ise sünger tası, köpüktası, hısırtası, nasırtası, küvek, kısır

gibi adlarla anılmaktadır. Diger dillerin ve teknoloji ithalinin etkisiyle Türkçe’ye

pomza taşı, Ponza, Bims, Pumis ve Pumisit terimleri yerlesmistir.

pomza taşı bosluklu, süngerimsi, volkanik olaylar neticesinde olusmus, fiziksel

ve kimyasal etkenlere karsı dayanıklı, gözenekli camsı volkanik bir kayaçtır. Bir

baska deyisle, pomza taşı çok poroz olan volkanik taş

camıdır da denilmektedir.

Olusumu sırasında, bünyedeki gazların, ani olarak bünyeyi terk etmesi ve ani soguma

nedeniyle, makro ölçekten mikro ölçege kadar sayısız gözenek içerir. Gözenekler

arası genelde (özellikle mikro gözenekler) baglantısız bosluklu oldugundan

permeabilitesi düsük, ısı ve ses yalıtımı oldukça yüksektir. pomza taşı kendine özgü bazı

özellikleri ile benzer volkanik camsı kayaçlardan (perlit, obsidyen, peks-tayn) ayrılır.

Bunlardan rengi, gözenekliligi ve kristal suyunun olmaması ile pratik olarak

ayrılmaktadır. En çok renk benzerligi ve kimyasal bilesimi bakımında perlit ile

karıstırılmakta olup bazı durumlarda perlitten ayırt edilmesi zorlasabilmektedir.

pomza taşılı perlit veya perlitik pomza taşı olarak adlandırılan geçisli kayaçlarda gözenek

yapısı ve petrografik analizler neticesinde ayrılabilmektedir. pomza taşıda gözenekler

genelde birbirleriyle baglantılı degildir. pomza taşının içerdigi gözenekler camsı bir zarla

yalıtılmış

olup gözle görülebilecek boyutlardan, mikroskobik boyutlara kadar sayısız

miktarda degisim göstermektedirler. Bu sebepten dolayı, suda bile yüzme özelligi

olan, izolasyonu yüksek, hafif bir kayaçtır. Sertligi Mohs sertlik ölçegine göre 56’

dır. Kimyasal olarak % 75’e varan silis içerigi bulunabilmektedir. Asidik ve bazik

pomza taşıların genel olarak, kimyasal bilesiminde;

5

% 40-75 SiO2

% 5-17 Al2O3

% 1-15 Fe2O3

% 1-10 CaO,

% 7-8 Na2O-K2O, ve

Az miktarda TiO2 ve SO3 bulunmaktadır.

Kayacın içerdigi SiO2 oranı, kayaca asındırıcılık özelligi kazandırmaktadır.

Bu yüzden çeligi rahatlıkla asındırabilecek bir kimyasal yapı sergileyebilmektedir.

Al2O3 bilesimi ise atese ve ısıya yüksek dayanım özelliligi kazandırır. Na2O ve K2O

tekstil sanayinde reaksiyon özellikleri veren mineraller olarak bilinmektedirler.

TS 3234 standartlarına göre pomza taşı; birbirine baglantısız bosluklu, sünger

görünümlü silikat esaslı, birim hacim agırlıgı genelde 1gr/cm³’den küçük, sertligi

Mohs skalasına göre yaklasık 6 olan ve camsı doku gösteren volkanik bir madde

olarak tanımlanmıstır. Ayrıca pomza taşının kırma ve eleme suretiyle beton yapında

elverisli hale getirilmissekline de pomza taşı agregası veya bims agregası adı

verilmektedir.

2.1.1. pomza taşının Olusumu

Volkanik olusumlarda asidik magma bazik magmaya nazaran daha viskoz

olup yüksek miktarda silis içerir. Bazik magmanın sıvı oldugu sıcaklıklarda asidik

magma katı halde bulunur. Bu nedenle volkanik aktivitelerin durdugu zamanlarda

magma akısı da durarak asidik kayaç ve kütleler olusur. Bu olay, bir volkanın genel

aktivite karakteristigini sergiler (Gündüz vd, 1998a).

Basıncın artmasıyla asidik malzeme ile birlikte magmadaki erimiş

gazlar

patlamalar seklinde bacadan püskürmeye baslar. Ani basınç serbestlesmesi ve ani

genlesmeleri olusturur. Bu esnada bünyede uçucu bilesenlerin ani olarak kaçmasına

neden olur. Uçucuları takiben, arkada kalan erimiş

küresel parçalar, atmosferle temas

eder etmez hızla sogurlar. Böylelikle pomza taşı olusur ve volkan aktivitesi sonrasında

genellikle volkan krateri zamanla bir krater gölü sekline dönüsebilmektedir. Burada

pomza taşı olusumunu kontrol eden faktörler,

6

Püskürme süresi,

Ara süreler,

Magma ısısı,

Magmadaki erimiş

gaz miktarı,

Püsküren malzemenin soguma zamanıdır.

Bu olusan pomza taşı parçaları, volkan bacaların yakınından itibaren uzaklara

dogru hava akımının etkisiyle, eski yüzey sekline uygun olarak depolanır. Bu

durumdaki pomza taşı yatakları olusmuş

olup, bu yataklar zamanla akarsular tarafından

tasınarak uygun havzalarda depolanabilir. Bu sekilde olusan yataklar içinde % 1-3

oranında andezit, traki-andezit, bazalt, obsidyen gibi volkanik kayaç parçaları

bulunur. kincil durumda olusan pomza taşı yataklarında ise, yabancı maddeler daha

fazla olabilmektedir (Gündüz vd, 1998a).

pomza taşı tasınma mekanigi, basitlestirilmiş

olarak 3 ana grupta ele

alınabilmektedir.

1. Düsme (buluttan çökelme) ile yıgılma,

2. Fırlatma ile yıgılma,

3. Akma ile yıgılma.

Düsme ile yıgılmada sınıflandırma iyi bir degisim sergilemekte, tane

büyüklükleri de dar aralıklarda kalmaktadır. pomza taşı olusum tabaka kalınlıkları çok

ince olup santimetre mertebeleri ile simgelenebilmektedir. Ayrıca, tabaka kalınlıkları

tepelerde ve düzlüklerde aynı kalınlıgı göstermektedir.

Fırlatma ile yıgılma seklinde olusmuş

pomza taşı olusumlarında ise, bazen

düzgün ve yer yer birbiri içine itilmiş

tabakalar ve arada bazaltik kayaç sokulumları

ve patlama-çarpmanın etkisi ile yapıda parçalanma ve sıkısma görülür.

Akma ile yıgılma seklinde olusmuş

pomza taşı yataklarında ise, genel olarak

masif strüktür, tabakalarda yogun kötü bir ayrısma ve boyut sınıflandırması yok

denilecek kadar az bir olgu izlenebilmektedir. Bu olusumun en açık göstergesi ise,

gang minerallerinin alt katmanda kaldıgı, pomza taşının ise serbest halde üst katmanda

yer almasıdır.

Üzgünüz, yorum formu şimdilik kapalı.