Impacts of natural additives on the properties of earth plasters
Doğal katkı maddelerinin toprak sıvalar üzerindeki etkileri
- Tez No: 776340
- Danışmanlar: PROF. DR. SOOFİA TAHİRA ELİAS-ÖZKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mimarlık, Architecture
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mimarlık Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilgisi Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 578
Özet
Geleneksel toprak sıva yapımı, insanların kültür ve iklim tarihlerine uyarlanmış şekilde uzun bir geçmişe sahiptir. Toprak sıvalar uygulandıkları binalarda güzel görünüm, koruyuculuk ve rahatlık sağlar ve aynı zamanda yerel malzemeler kullanılarak yerel işçilikle yapıldıkları için binanın çevresel ayakizini azaltır ve sahibinin sosyal sorumluluğuna katkı sağlar. Bununla birlikte, toprak sıvalar inşaat sanayiinin standartlarına yükseltilmeye muhtaçtır ve bir yandan kullanım kolaylığı, düşük çevresel etki ve rahatlık sağlayıcı özellikleri karşılarken diğer yandan kullanıcıların, kuvvetli ve uzun ömürlü malzeme beklentilerini karşılamak durumundadır. Bu şekilde, sıvaların geliştirilmesi, daha önceki özellikleri muhafaza eden malzemelerin kullanılması yanında dayanıklılığın geliştirilmesi, su direnci ve kohezyonun artırılması gibi konularla da ilgilenmelidir. Bu araştırma, bir taraftan toprak sıvanın korunması konusundaki geleneksel bilgileri ortaya koyarken aynı zamanda doğal ve yerel malzemelerin kullanımı vasıtasıyla toprak harç stabilizasyonu ve onun çağdaş inşaat standartlarına uyarlanması konusunda en son teknolojileri araştırmaktadır. Bu kapsamda, geleneksel toprak harcı yapımında kullanıldığı bilinen bir toprak türü ele alındı ve toprak harcı üzerinde yararlı etkileri olduğu bilinen veya söylenen çeşitli kum, lif ve biyopolimerler, bu özelliklerine binaen mevcut malzeme çeşitliliği içinden seçildi. Toprak sıva konusunda mevcut standartların minimum koşullarını sağlayan bir referans harç üretildi ve bundan sonra, geleneksel olarak kullanılan kum ve liflerin yerine benzer miktarlardaki alternatifleri uygulandı veya melas, bezir yağı, yumurta akı gibi biyopolimerler toprak harcına farklı miktarlarda ilave edildi. Karışımdaki değişikliklerin sıva özellikleri üzerindeki etkilerini ve standarta uygun sıvaların üretimi için seçilen katkı maddelerinin kullanım ihtimalini tespit etmek amacıyla, bütün nümuneler tamamen kurutulduktan sonra fiziksel, mekanik, dayanıklılık, su ve nemle ilgili özellikleri için testlerden geçirildi. Eğilme ve basınç testlerinden elde edilen mekanik özellikler, aşınma ve daldırma testlerinden elde edilen su direnci özellikleri, sürtünme ve aşındırma testlerinden elde edilen kohezyon özellikleri, alternatif kum ve lif kullanımının geliştirici etki yarattığını, hatta bezir yağı, un lapası, inek dışkısı veya kazein gibi biyopolimerlerin eklenmesinin çok daha geliştirici sonuçlar yarattığını ortaya koymuştur. Bütün bu geliştirmeler, un lapasının, kazeinin ve samanın dekompozisyonu sonucu oluşan sıvının katkı maddesi olarak kullanıldığı numunelerde, buhar geçirgenliği ve buhar emilimi testleri sonucunda elde edilen nem özelliklerinde olumsuz bir etki oluşturmadan elde edilmiştir. Sonuç olarak, şurası görülmüştür ki, yüksek buhar emilimini düşürmeksizin toprak sıvaların kuvvet ve direncini yükseltmek ve böylece toprak sıvaların özelliklerini geliştirmek mümkündür. Ancak, burada elde edilen sonuçlar, sadece seçilen özel toprak ve test edilen özel katkı maddeleri için geçerlidir. Bu çalışmada elde edilen sonuçları toprak malzemelerinin tüm çeşitlerine genelleştirebilmek amacıyla özelliklerin geliştirilmesinin arkasındaki prensipleri anlayabilmek için daha fazla çalışma yapmak gereklidir.
Özet (Çeviri)
Traditional earth plasters and renders have a long history of usage adapted to the climate history and culture of the population. They procure aesthetics, protection and comfort in the building they are applied on and they are made of local materials and with local workmanship reducing the environmental footprint of the construction and enhancing the social responsibility of the owner. However, earth plasters need to be upgraded to the standard of the construction industry and they need to fulfil the expectations of the users by becoming a strong and long-lasting material while retaining its ease to use, low environmental impact and comfort procuring properties. Thus, the improvement of plasters should be made with materials which will allow the former properties to be conserved while dealing with the issues of strength improvement, water resistance and cohesion enhancement. This research explores the traditional knowledge on earth plaster and investigates the state-of-art of earth mortar stabilization through the usage of natural and local materials and their adaptation to modern construction standards. Accordingly, a type of soil, known to be used for the production of traditional earth mortar was selected and ten types of sands, eleven types of fibres and thirteen types of biopolymers were chosen amongst the diversity of the material available according to their known or expected beneficial impacts on earth mortars. A reference mortar corresponding to the minimum requirements of the existing standards on earth plaster was produced and after that, the traditionally used sand and fibre were substituted with alternative ones in similar quantities or biopolymers such as molasses, linseed oil or egg white were added in different quantities to the earth mortar. Once fully dried, all specimens were tested for their physical, mechanical, durability, hydric and hygric properties to determine the impact of the changes in the mix on the plaster properties and the possibility to use the selected additives for the production of up-to-standard plasters. Mechanical properties obtained from flexural and compressive tests, water resistance properties obtained from erosion and immersion tests and cohesion properties obtained from abrasion tests were improved by the substitution of sands and fibres with alternative ones but even better results were obtained by the addition of biopolymers such as linseed oil, flour paste, cow dung or casein. Such improvements were obtained without impacting the hygric, properties found from the vapour permeability and vapour sorption tests for flour paste or liquid from the decomposition of hay or casein. In conclusion, it was determined that it is possible to improve the properties of earth plasters and increase their resistance and strength without decreasing their high vapour sorption property. It should be noted that, the results obtained here are only valid for the specific soil chosen with the specific additives tested and more work is necessary to understand the principles behind the improvement of the properties in order to generalize the conclusions of this study for all kinds of earthen materials.
Benzer Tezler
- Determining the thermal conductivity of earth plaster samples with mortar mixes suitable for African architecture
Afrika mimarisine uygun harç karışımlarıyla hazırlanmış toprak sıva örneklerinin ısıl iletkenliklerinin belirlenmesi
BENARD ALUMA
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
MimarlıkOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SOOFIA TAHIRA ELIAS ÖZKAN
- Restorasyon uygulamalarında kullanılan çağdaş teknikler
Contemporary techniques in architectural restoration practice
LORY ZAKAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2013
Mimarlıkİstanbul Teknik ÜniversitesiRestorasyon Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KEMAL KUTGÜN EYÜPGİLLER
- Yapı biyolojisi bilimi açısından toprak yapı malzemesi: Arkeolojik örnekler üzerinden bir irdeleme
Earthen building material from the perspective of building biology: A study on archaeological samples
FİKRİYE PELİN KURTUL VACEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Arkeolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEDEN ACUN ÖZGÜNLER
PROF. DR. ŞEBNEM SEDEF ÇOKAY KEPÇE
- Kumlu zeminlerin kayma direncine bazalt fiberin katkısı
Contribution of basalt fiber to shear strength of sand soils
MELİKE ÖZTOPRAK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
İnşaat MühendisliğiSakarya Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTAN BOL
- Bio-based rheology modifying agents for cement-based materials
Başlık çevirisi yok
AYCA GİSU GÜLDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
İnşaat MühendisliğiÖzyeğin Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ZEYNEP BAŞARAN BUNDUR