horasan harcı malzemeleri

SİLİSLİ MİL KEREÇ YUMURTA AKI BAZI MADENLERİN TOZLARI İLE MERMER KARIŞIMINDAN ELDE EDİLEN BİR ÇEŞİT YAPI İŞLERİNDE KULLANILAN MALZEMEDİR.
BU HARCIN İÇİNE BOYADA KATILA BİLMEKTE BÖYLECE PARÇALAR HALİNDE BULUNAN KAYALARI BİR BÜTÜN YAPMAK MÜMKÜN OLMAKTADIR.
İYİ BİR USTA ELİNDEN ÇIKAN YAMA İŞLEMİNİ ORJİNALİNDEN AYIRT ETMEK MÜMKÜN DEĞİLDİR.

Horasan harcı, eski dönemlerde yapı ustalarının, kullandıkları malzemelerin mukavemetini arttırmak için; malzemenin içine yumurta akı, kan, peynir, reçine, pişmiş toprak gibi katkı maddeleri katarak meydana getirdikleri harçtır.

Bazı uygulamalarda saman, bitkisel lifler, insan kılları vb. bağlayıcı maddeler karıştırılmış ve mukavemetin artması amaçlanmıştır.

Horosan harcı olarak bilinen harç, içine pişirilmiş ve öğütülmüş toprak ürünleri katılan bir malzemedir. Bazı uygulamalarda kireç, kum ve çakıl karışımıda gözlenmiştir.

Dayanımı yüksek olan bu harç, birçok Türk yapısında kullanılmıştır. Bizans, Selçuklu ve Osmanlı eserlerinde geniş ölçüde kullanılmış olan Horosan harcı, özellikle 15. yüzyıldan sonra kullanım alanını genişletmiştir.

Günümüzde restorasyon çalışmalarında, restorasyonun aslına uygun olarak yapılması için, modern Horasan harcı kullanılmaktadır.
TARİHİ YAPILARDA KULLANILAN HORASAN HARCININ ÖZELLİKLERİ


Tuğla kırığı ve kireç kullanılarak hazırlanan horasan harcı ve sıvaları tarihi yapıların inşasında kullanılan en önemli bağlayıcı malzemelerdendir. Tarihi yapıların korunmasına yönelik yapılacak müdahalelerden önce bunların özelliklerinin bilinmesi ve bu özelliklere sahip harç ve sıva üretilerek koruma çalışmalarının yürütülmesi gerekmektedir. Çimento gibi bilinçsizce seçilen malzemelerle yapılan müdahaleler, tarihi yapıların bozulma sorunlarını artırmaktadır. Bu nedenle, çok sayıda araştırmacı tarihi yapılarda kullanılan harç ve sıvaların özellikleri üzerine çalışmıştır. Bu çalışmalar Eric Hansen ve arkadaşları (2003) tarafından toplanmış ve sınıflandırılmıştır. Bu bibliyografya, konu ile ilgili araştırma yapanlar için önemli bir kaynaktır.

Burada sunacağımız çalışma, tarihi horasan harcı ve sıvalarının en temel özelliklerini tanımlamaya yöneliktir. Bilindiği gibi, horasan harcı ve sıvaları, kireç harçları içinde tanımlan maktadır. Bu nedenle, bu yazıda öncelikle kireç harcı ve sıvalarının hammadde kompozisyonları ve elde edilmeleri konularında özet bilgi verilecek daha sonra horasan harcı ve sıvalarının özellikleri tanımlanacaktır.

Kireç Harcı ve Sıvaları

Kireç kullanılarak elde edilen harç ve sıvalar, Eski Yunan, Roma ve onu izleyen dönemlerden, çimentonun bulunmasına kadar geçen sürede yapıların inşalarında kullanılmıştır. Kireç harcı ve sıvaları, bağlayıcı olarak kireç ve dolgu malzemesi olarak agregaların karıştırılması ile elde edilir. Kireç harçlarının hazırlanmasında kirecin veya harcın özelliklerini geliştirmek amacı ile kirece veya harca organik ve inorganik maddelerin katıldığı da bilinmektedir. Aşağıda kireç harç ve sıvaları oluşturan bu hammaddeler tanımlanmaktadır.

Kireç: Kirecin hammaddesi, kalsiyum karbonat (CaC03) minerallerinden oluşan kireç taşlarıdır. Bu taşlar ısı ile kalsine olup karbondioksit gazının (C02) yapıdan ayrılması sonucunda kalsiyum oksite (CaO) dönüşürler. Elde edilen bu ürün sönmemiş kireç olarak adlandırılır. Kalsiyum karbonatın kalsinasyon sıcaklığı, 100 % C02 ortamında ve
<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="760 mm" w:st="on">760
mm</ST1:METRICCoNVERTER> civa basıncında <ST1:METRICCoNVERTER
ProductID="900 ﾰC" w:st="on">900 °C</ST1:METRICCoNVERTER> dır
(Boynton, 1980). Bu sıcaklık, C02 derişiminin azalması ile birlikte düşmektedir.
Kalsinasyon sonucunda elde edilen sönmemiş kireç (CaO), su veya havada bulunan nem ile reaksiyona girerek kalsiyum hidroksite dönüşmektedir (Ca(0H)2). Bu ürün, sönmüş kireç olarak adlandırılmaktadır. Kirecin sönmesi için havada % 15 oranında nisbi nemin olması yeterlidir (Boynton, 1980; Oates, 1998).

Kirecin kalitesini etkileyen birçok etken bulunmaktadır. Kireç taşlarının, yumru büyüklüğü, gözenekliliği, gözeneklilik dağılımı gibi fiziksel özellikleri ve kalsiyum karbonat kristallerinin büyüklüğü sönmemiş kirecin reaktifliğine etki eden en temel etkenlerdir (Mc Clellan ve Eades, 1970). Bu etkenlerin yanısıra su/kireç oranları, sönmemiş kirecin saflığı, parçacık büyüklüğü, sıcaklık, karıştırma, söndürmede kullanılan suyun saflığı da kirecin özellliklerini etkilemektedir.

Gözenekli, saf ve çok yüksek sıcaklıklarda kalsine edilmemiş kireç taşından elde edilen sönmemiş kireç, suyla daha çabuk reaksiyona girmektedir (Boynton, 1980). Öğütülmüş sönmemiş kireç de su ile daha hızlı bir şekilde sönmektedir (Boynton, 1980). Söndürülme işleminde kullanılan suyun saflığı da söndürülme işlemine etki etmektedir (Covvper, 1998; Hassibi, 1999). Eğer su içinde 500 mg/L sülfat veya sülfit iyonları varsa, bu su söndürülme işlemi için uygun değildir (Hassibi, 1999). Sülfit veya sülfat iyonları kirecin yüzeyini kaplayarak söndürülme işlemini geciktirmektedirler. Su içinde bulunan şeker ve klorür iyonları ise kirecin söndürülme işlemini hızlandırmaktadırlar. Deniz suyu, içerdiği klorür iyonlarından dolayı kirecin daha çabuk sönmesini sağlamakla birlikte tuzlanmaya yol açtığı için kullanılmazlar. Söndürülme işlemi sırasında yapılan karıştırma, söndürülme hızını artırarak daha yüksek oranlarda sönmüş kireç elde edilmesini sağlamaktadır (Boynton, 1980).

Söndürme işleminde kullanılan suyun sıcaklığı da elde edilen kirecin kalitesine etki etmektedir. Bu işlem, sıcaklık arttıkça hızlanmakta, ancak yüksek sıcaklık kirecin topaklanmasına neden olmaktadır. Bu ise kirecin plastik olmasını engellemektedir (Covvper, 1998). Bundan kaçınmak için soğutma işlemini hızlı bir şekilde gerçekleştirmek gerekmektedir (Hedin, 1963).

Söndürülmüş kirecin uzun yıllar hava ile temas etmeden bekletildikten sonra kullanılması, Roma ve onu izleyen dönemlerden bu yana bilinmektedir. Roma döneminde kirecin en az üç yıl bekletildikten sonra kullanılması gerektiği ileri sürülmüştür (Peter, 1850). Kirecin bekletilme süreci uzadıkça, plastik özelliği ve su tutma kapasitesi artmaktadır (Covvper, 1998). Bu süreçte, kireç kristallerinin (portlandit) boyutları küçülmekte ve havanın karbondioksiti ile reaksiyona girecek yüzey alanı artarak karbonatlaşma daha hızlı gerçekleşmektedir (Rodriquez ve diğerleri, 1998).

Agregalar: Kireç harcı ve sıvalarının yapımında dolgu malzemesi olarak agregalar kullanılmaktadır. Agregalar, kireç ile reaksiyona girmeyen (etkisiz) ve reaksiyona giren (puzolan) agregalar olarak sınıflandırılabilir (Lea, 1940). Etkisiz agregalar; taş ocağı, dere ve denizlerden elde edilen agregalardır. Puzolanik agregalar kireç ile reaksiyona girerek harç ve sıvaların nemli ortamlarda hattâ su altında da sertleşmesini sağlayan amorf silikatlar ve alüminatlardan oluşan agregalardır. Puzolanlar doğal ve yapay olarak iki grupta incelenebilir (Lea, 1940).


Doğal puzolanlar (tüf, tras, opal vb.) genelde volkanik küllerden oluşmaktadır (Lea, 1940). Tuğla, kiremit vb. pişirilmiş malzemeler ise yapay puzolan olarak birçok tarihi yapının harç ve sıvalarında kullanılmıştır (Buna ilişkin örnekler, "Horasan Harcı ve Sıvaları" başlığı altında verilecektir). Yapay puzolana bir başka örnek de, pirinç kabuğunun yakılması ile elde edilen küllerdir (James ve Rao, 1986).
Katkı Malzemeleri: Kireç harçlarının hazırlanmasında kirecin veya harcın fiziksel özelliklerini geliştirmek, karbonatlaşmayı hızlandırmak amacıyla kirece veya harca organik ve inorganik maddelerin katıldığı bilinmektedir. Bunlardan bazıları; kan, yumurta, peynir, gübre, arap zamkı, hayvan tutkalı, bitki suları, kazein gibi malzemelerdir (Sickels, 1981).

Katkı malzemelerinden arap zamkı, hayvan tutkalı ve incirin sütlü suyu yapışkan olarak kullanılmıştır. Çavdar hamuru, domuz yağı, kesik süt, kan ve yumurta beyazı kirecin daha çabuk sertleşmesini sağlamaktadır. Arpa, idrar ve hayvan tüyleri dayanıklılığı artırmaktadır. Şeker, suyun donma erime periyodlarında meydana getirdiği bozulmaları yavaşlatmaktadır. Balmumu, harçtaki büzülmeyi önlemektedir. Yumurta akı, hayvan tutkalı, şeker, süt, mineral ve keten tohumu gibi yağlar ise kirecin plastik özelliğini artırıp kırılganlığı azaltarak, harcın çalışılabilirliğini artırmaktadırlar. Günümüz malzemelerinden polyaminophenoller de kirecin karbonatlaşmasını hızlandırarak daha çabuk sertleşmesini sağlamaktadır (Medici ve diğerleri, 2000).

Kireç Harç ve Sıvaların Sertleşmesi: Harç ve sıvaların sertleşmesi, kirecin havada bulunan karbondioksit gazı ile karbonatlaşması sonucu gerçekleşmektedir. Karbonatlaşma, gaz-sıvı-katı reaksiyonu ile açıklanabilir (Moorehead, 1986). Gaz halindeki karbondioksit (C02) kirecin yüzeyindeki veya gözeneklerindeki yoğuşmuş su (H20) içinde çözünür. Bu çözünmede, hidrojen iyonu (H+), bikarbonat (HC03) ve karbonat (CGy2) iyonları oluşarak su asidik hale gelir. Oluşan asidik suda kireç (Ca(0H)2) çözünürek kalsiyum (Ca+2) iyonları oluşur. Ca+2 iyonları ile C03 = iyonları ile birleşerek kalsiyum karbonatı (CaC03) oluşturur.

Kirecin karbonatlaşmasına etki eden birçok etken bulunmaktadır. Bunlardan en önemlileri su miktarı, karbondioksit gazının derişimi ve kirecin gaz geçirgenliğidir (Van Balen ve Van Gemert, 1994).

Karbondioksit derişiminin artması ile karbonatlaşma artmaktadır. Suyun yokluğunda veya aşırı miktarda varlığında karbonatlaşma çok yavaş olmaktadır. Ortam bağıl nemi de karbonatlaşmaya etki eden başka bir etkendir. Bağıl nem arttıkça karbonatlaşma artmaktadır (Swenson ve Sereda, 1968).

Karbonatlaşma kirecin dış yüzeyinden iç yüzeyine doğru olmaktadır. Bu nedenle, kireç harçlarının ve sıvalarının kalınlığı, kireç/agrega oranları, agrega dağılımları, karıştırma ve bunların sonucunda oluşan gözenekli yapı karbonatlaşmaya etki etmektedir.

Tarihi Horasan Harcı ve Sıvaları

Kireç harçları hidrolik ve hidrolik olmayanlar olarak iki grupta tanımlanmaktadır (Lea 1940). Hidrolik olmayanlar, kireç ile etkisiz agregaların karışımıyla elde edilmektedir. Bu harçlar; kirecin, havanın karbondioksiti ile kalsiyum karbonata dönüşmesi sonucu sertleşmektedir. Hidrolik harçlar ise hidrolik kireç kullanılarak veya saf kireç ile puzolanların karıştırılmasıyla elde edilmektedir (Lea, 1940). Hidrolik kireç kullanılarak elde edilen harçlar, kirecin kalsiyum karbonata dönüşmesi ve içinde bulundurduğu kalsiyum alüminat silikatların su ile kalsiyum silikat hidrat ve kalsiyum alüminat hidratları oluşturması sonucu sertleşmektedirler (Lea, 1940). Puzolan kullanılarak elde edilen hidrolik harçlarda ise kireç, puzolanlar ile reaksiyona girerek kalsiyum silikat hidrat, kalsiyum alüminat hidrat, vb. ürünleri oluşturur (Lea, 1940). Hidrolik harçların mukavemetleri, oluşan bu ürünlerden dolayı hidrolik olmayanlardan daha büyüktür (Lea 1940; Akman ve diğerleri, 1986; Tunçoku, 2001).

Kirecin puzolanlarla olan reaksiyonu için ortamda suyun bulunması gerekmektedir. Bu nedenle, hidrolik harçlar su altında da mukavemet kazanabilmektedir. Yüzey alanı büyük puzolan kullanımı (Shi ve Day, 2001), ortam sıcaklığının yüksek olması (Shi ve Day, 1993), karışıma alçı eklenmesi, bu harçların sertleşme sürecini hızlandırarak daha büyük basma dayanımınlarına sahip olmalarını sağlamaktadır (Lea, 1940).
Tuğla, kiremit ve benzeri malzemeler, kireç ile karıştırılarak birçok tarihi yapının harç ve sıva malzemesinin hazırlanmasında kullanılmıştır. Bu harç ve sıvalar hidrolik olup ülkemizde, horasan harcı ve sıvaları olarak bilinmektedir. Bu harçlar Roma döneminde "Cocciopesto" (Massazza ve Pezzuoli, 1981), Hindistan'da "Surkhi" (Spence, 1974), Arap ülkelerinde "Homra" (Lea, 1940) olarak adlandırılmıştır.

Hidrolik özelliklerinden dolayı bu harç ve sıvalar Bizans, Roma, Selçuklu ve Osmanlı dönemi sarnıç, su kuyusu, su kemerleri ve hamam yapılarında kullanılmıştır (Akman ve diğerleri, 1986; Güleç ve Tulun, 1996; Böke ve diğerleri, 1999; Moropoulou ve diğerleri, 2000a; Moropoulou ve diğerleri, 2002a).


Tuğla, kiremit ve benzeri malzemelerin hammaddesi kil (kaolin, illit vb.), kuvars ve feldspat minerallerinin karışımından oluşmaktadır.

Bu karışım 600-<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="900 ﾰC" w:st="on">900 °C</ST1:METRICCoNVERTER> larda ısıtılırsa killer sıcaklık derecelerine ve sahip oldukları mineralojik yapıya bağlı olarak farklı puzolanlık derecelerine sahip olmaktadır (He ve diğerleri, 1995; Baronio ve Binda, 1997). Bu sıcaklıklarda kil minerallerinin yapıları bozulmakta ve amorf alümina silikatlar oluşmaktadır. Bu yapıdan dolayı kalsine edilen killer puzolan özelliğine sahip olmaktadırlar. Eğer kalsinasyon sıcaklıkları <ST1:METRICCoNVERTER ProductID="900 ﾰC" w:st="on">900
°C</ST1:METRICCoNVERTER> in üzerinde olursa mullit, kristobalit vb. kararlı
minerallerin oluşması sonucunda bu özellik kaybolmaktadır (Lee ve diğerleri, 1999). Tuğlaların hammaddelerinden olan kaolinin ısıtılması ile elde edilen puzolanik aktivite, montmorillonit ve illitden daha fazladır (Ambroise ve diğerleri, 1985). Feldspatlar ise mineralojik yapılarına bağlı olarak farklı puzolanik özellik göstermektedir. Bunlar, kireç ile reaksiyona girerek tetrakalsiyum alümina hidratları oluşturmaktadır (Aardt ve Visser, 1977). Kuvars mineralleri ise puzolanik aktiviteye sahip değildir.

Horasan harçlarının özellikleri birçok tarihi yapıdan alınan örneklerde incelenmiştir. Bunlardan Rodos, Venedik ve Girit'teki bazı Bizans ve daha geç dönem yapıları ile İstanbul'da Ayasofya'da kullanılan horasan harçlarının, kireç/tuğla tozu oranlarının 1:4 ile 1:2 arasında değiştiği saptanmıştır (Livingston, 1993; Moropoulou ve diğerleri, 1995 ve 2000b; Güleç ve Tulun, 1996; Biscontin ve diğerleri, 2002). Bu harçların XRD analizlerinden bağlayıcı malzeji menin, kirecin karbonatlaşması sonucu oluşan kalsit kristalleri ve tuğla tozu ile kirecini reaksiyonu sonucu oluşan kalsiyum, silikat ve alüminat hidratlardan oluştuğu gözlenmiştir £ (Moropoulou ve diğerleri, 1995 ve 1996). Bu 92 örneklerin 200-<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="600 ﾰC" w:st="on">600 °C</ST1:METRICCoNVERTER> da kalsiyum silika ve alümina hidratlarda bulunan su kaybından ve 700-<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="900 ﾰC"
w:st="on">900 °C</ST1:METRICCoNVERTER> da kalsitte bulunan karbondioksit kaybından meydana gelen ağırlık azalmalarının oranlarından, harçların hidrolik özellikleri hakkında bilgi edinilmektedir (Bakolas ve diğerleri, 1998; Moropoulou ve diğerleri, 2000b; Biscontin ve diğerleri, 2002).

Agrega olarak kullanılan tuğlaların yoğunlukları; kireç taşı, granit, bazalt vb. agregalardan daha düşüktür. Bu nedenle, horasan harçları daha hafif ve daha yüksek çekme dayanımına sahiptir. Ayasofya'nın kubbesinde kullanılan horasan harçları bu durumu örneklemektedir (Livingston, 1993; Moropoulou ve diğerleri, 2002a). Horasan harçlarının yanısıra kubbede kullanılan yapı tuğlaların da çok gözenekli ve düşük yoğunlukta olması (Moropoulou ve diğerleri, 2002b) kubbenin depreme daha dayanıklı olmasını sağlamaktadır.

Ülkemizde horasan harçları ve sıvaları üzerine yapılmış çalışmalar sınırlı sayıdadır.
Konu ile ilgili ilk çalışma, Süheyl Akman ve arkadaşları tarafından gerçekleştirilmiştir (Akman ve diğerleri, 1986). Bu çalışmada, Bizans devrinden kalma bir sarnıçta kullanılan horasan harçlarının basma dayanım değerleri belirlenmiş ve onarım amaçlı horasan harçları üretilerek bunların basma dayanım özellikleri incelenmiştir. Bu çalışma, aynı zamanda horasan harçlarıyla ilgili eski yazılı kaynakları içermesi açısından da önemli bir çalışmadır. Horasan harcı ve sıvaları üzerine daha sonra yapılan çalışmalarda, bazı tarihi yapılardan toplanan örneklerin fiziksel özellikleri, kullanılan hammadde oranları belirlenmiş ve laboratuvar koşullarında horasan harcı üretilmiştir (Satongar, 1994; Güleç ve Tulun, 1996; Böke ve diğerleri, 1999). Onarım amaçlı horasan harcı hazırlamaya yönelik olan çalışmaların (Akman ve diğerleri, 1986; Satongar, 1994) kısa süreli olması ve kireç ile karıştırılan tuğlaların doğru seçilememesinden dolayı amacına ulaştığını söylemek güçtür.
Osmanlı döneminde horasan harcı hazırlamada kullanılacak tuğlaların yeni ve iyi pişirilmiş olması koşulu şartnamelerde belirtilmiştir (Denel, 1982; Akman ve diğerleri, 1986). Bize göre, buradaki iyi pişirilme, tuğlanın hammaddesi olan killerin tamamının amorf hale dönüşümün sağlanmasının gerekliliği ile açıklanabilir. En fazla amorf malzemenin elde edildiği sıcaklığın 550-<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="600 ﾰC"
w:st="on">600 °C</ST1:METRICCoNVERTER> da gerçekleştiği bilinmektedir
(Moropoulou ve diğerleri, 2002a). Yeni pişirilmiş olması ise tuğlanın su ile temas etmeden kullanılarak reaktifliğini yitirmemesinin gerekliliği ile açıklanabilir. Çünkü, su ile aktif hale gelen amorf silikalar, silisik asit üreterek tuğlada olması muhtemel karbonatlarla reaksiyona girerek reaktifliklerini yitirmektedir (Lynch ve diğerleri, 2002). Bu koşulların eski şartnamelerde yer alması, horasan harcı ve sıvası hazırlanması ile ilgili oluşan yılların deneyimini ve birikimini ifade etmektedir. Bu birikim, çimentonun yapı malzemesi olarak kullanılmaya başlanması ile birlikte yok olmuştur.

Ülkemizde yapılan çalışmalarda, horasan harcı ve sıvalarında kullanılan tuğla, kiremit vb. malzemelerin puzolanik özellikleri araştırılmamıştır. Yurtdışında ise konu ile ilgili çok az çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalar, tarihi ve günümüz yapılarında kullanılan tuğlaların puzolanik özelliklerini belirlemeye yöneliktir (Baronio ve Binda, 1997; Wild ve diğerleri, 1997).

Bu çalışmalardan Baronio ve Binda'nın yaptıkları çalışmada (Baronio ve Binda, 1997), tarihi St. Lorenzo Kilisesi'nden (Milano) 600-<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="900 ﾰC" w:st="on">900 °C</ST1:METRICCoNVERTER> aralarında pişirilmiş farklı tuğlalar toplanmış ve bunların puzolanik aktiviteleri incelenmiştir. Bu örneklerde puzolanik etki gözlenmemiştir. Bu sonuç, geçmişte tarihi yapılarda kullanılan ve düşük sıcaklıklarda pişirilen bütün tuğlaların puzolanik özelliğe sahip oldukları görüşünü doğrulamamaktadır. Yine bu çalışmada kaolinitik kil ile yeni tuğla yapımında kullanılan karışımlar 650-<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="750 ﾰC" w:st="on">750 °C</ST1:METRICCoNVERTER> aralarında ısıtıldıktan sonra puzolanik özellikleri incelenmiştir. Yeni tuğla yapımında kullanılan örneklerde puzolanik özellik görülmezken, kaolinitik kilde bu özellik gözlenmiştir. Bu gözlemlerin sonucunda, tuğlaların puzolanik özelliğe sahip olması için pişirilme sıcaklıklarının <ST1:METRICCoNVERTER
ProductID="900 ﾰC" w:st="on">900 °C</ST1:METRICCoNVERTER> altında olması gerektiği ve içinde puzolanik özelliği sağlayacak miktarlarda kil minerallerinin olması gerektiği sonucuna varılmıştır. Bu çalışmadan çıkan sonuçların tersine Avrupa'nın çeşitli ülkelerinden alınan ve pişirilme sıcaklıkları <ST1:METRICCoNVERTER ProductID="900 ﾰC" w:st="on">900 °C</ST1:METRICCoNVERTER> in üstünde olan tuğlalarda puzolanik özellik saptanmıştır (Wild ve diğerleri, 1997).
Bu sonuçlar, horasan harcı ve sıvası hazırlamada kullanılacak modern veya geleneksel yöntemlerle üretilen tuğlaların puzolanik olup olmadıklarının kontrol edilmesi gerektiğini göstermektedir. Harç ve sıva hazırlamada kullanılacak tuğlaların puzolanik özelliğe sahip olması gerekmektedir. Bu özellik, harç ve sıvaların hidrolik olmasını sağlayan en temel özelliktir. Ülkemizde yürütülen koruma çalışmalarında bu konu göz ardı edilmekte, günümüzde üretilen modern tuğla veya harman tuğlalarının horasan harcı ve sıvası yapımı için uygun olduğu sanılmaktadır.

Konuyla ilgili, İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü'nde TÜBİTAK tarafından desteklenen bir çalışma başlatılmıştır (Böke ve diğerleri, 2002). Bu çalışmada tarihi horasan harcı ve sıvalarında kullanılan tuğlaların puzolanik özellikleri araştırılarak, onarımlar için hazırlanacak yeni horasan harcı ve sıvalarında kullanılacak tuğla malzemelerin özellikleri belirlenecektir. Çalışma kapsamında, daha önce temel fiziksel özellikleri belirlenmiş (Böke ve diğerleri, 1999) üç tarihi hamam yapısından toplanan harç ve sıvalarda kullanılan tuğlalar incelenmektedir. Bu yapılar; 14. yüzyıl yapılarından Bursa'da bulunan Ördekli Hamamı ile 15. yüzyıl yapılarından Edirne'de bulunan Saray ve Beylerbeyi Hamamlarıdır.
İncelenen horasan harcı ve sıvalarında kullanılan kireç ve tuğla kırıkları oranları 1/1 ve 1/2 arasında değişmektedir. Harçlarda kullanılan tuğla kırıklarının boyutlarının sıva katmanlarında kullanılandan daha büyük olduğu görülmüştür. Örneklerin dokuları incelendiğinde, kireç ile tuğla kırıklarının birbirine iyi bağlandıkları gözlenmektedir.Bu, kireç ile tuğla kırıklarının çok iyi karıştırıldıklarını göstermektedir. Aynı şekilde horasan harçları ile yapıda kullanılan tuğlalar da birbirlerine iyi bir şekilde bağlanmıştır.

Horasan harcı ve sıvaları hidrolik özelliklerinden dolayı suya karşı dayanıklıdır. Hamam yapılarındaki sıvalar, su ile doğrudan veya yüksek nemin duvarlarda yoğunlaşması sonucunda sürekli temas halindedir. Sıvanın yapısında bulunan kalkerleşmiş kireç (CaC03), gözenek suyunun içinde çözülmekte ve yeniden çökelmektedir. Bu süreçte, sıva tabakası bozulmaya uğrayarak tabakalara ayrışmasına karşın, çöken kalsiyum karbonat sayesinde kopmamaktadır. Şekil 3'te sıva yüzeylerinde tabakalara ayrışan ancak, çöken kalsiyum karbonatın tutmasıyla sıvanın yapısında kalan katmanlar görülmektedir. Bu durum sıvaların iç kısımlarında da gözlenmektedir. Yer yer, çözünen kalsiyum karbonat, harç içindeki tuğlaların gözeneklerinde yeniden çökelip, sıvaların dağılmasını önleyerek onları dayanıklı hale getirmektedir (Şekil 4). Bu gözlemler, horasan harcı ve sıvalarının ıslak mekânlar için kullanılabilecek en uygun malzemeler olduğunu göstermektedir.

Harç ve sıvaların XRD ile yapılan mineralojik analizlerinden, kalsit ve kuvars mineralleri gözlenmiştir (Şekil 5). Kalsit, kirecin karbonatlaşması sonucu oluşan, kuvars ise kullanılan tuğlalarda var olan minerallerdir. Harç ve sıva içinde kullanılan tuğlaların XRD analizlerinde ise, kuvars, feldspatlar ve amorf fazlar gözlenmiştir (Şekil 6).
Tuğla kırıkları içinde bulunan amorf yapılar kireç ile reaksiyona girerek kalsiyum silikat hidratları ve kalsiyum alüminat hidratları oluşturmaktadır. İncelenen örneklerde bu oluşumların saptanması (Şekil 7) kullanılan tuğla kırıklarının puzolanik özelliğe sahip olduğunu göstermektedir. Bu ürünler harcın basma dayanımını artırmaktadırlar.
Horasan harcı ve sıvaları içinde kullanılan tuğla kırıklarının ve tozlarının EDX ile yapılan kimyasal kompozisyon analizlerinden yüksek oranlarda silikat, alüminat ve daha az oranlarda demir ve alkaliler saptanmıştır. Bu kompozisyonların temel olarak alınması ve Sİ02-Al203-Na20 faz diagramlarının kullanımıyla (Levvin ve diğerleri, 1956) tuğlaların camsı olma sıcaklığının 800-<ST1:METRICCoNVERTER ProductID="1000 ﾰC" w:st="on">1000 °C</ST1:METRICCoNVERTER> arasında olduğunu söylemek mümkündür. Tuğla örneklerinin taramalı elektron mikroskop görüntülerinden ise camsı yapının oluşmadığı saptanmıştır (Şekil . Bu durum, tuğlaların düşük sıcaklıklarda pişirildiklerini göstermektedir. XRD analizlerinde yüksek sıcaklıkta oluşan mullit piklerinin görünmemesi sıcaklığın <ST1:METRICCoNVERTER ProductID="900 ﾰC" w:st="on">900 °C</ST1:METRICCoNVERTER> yi geçmediğini göstermektedir.
Çalışma sürecinde Saray Hamamı'ndan alınan bazı geç dönem horasan sıva örneklerinin daha fazla bozulmaya uğradıkları gözlenmiştir. Bu bozulmanın sıvalarda oluşan etringit kristallerinden (Şekil 9) kaynaklandığı saptanmıştır (Böke ve Akkurt, 2003). Etringit kristalleri, alçının varlığında yüksek sıcaklıklarda ve nemde tuğla içinde bulunan ************kaolin ile kirecin reaksiyonu sonucu oluşmaktadır. Bu gözlem, alçı katılan horasan sıvaların, hamam sıvası olarak kullanılmasının uygun olmadığını göstermektedir.
Şu ana kadar bulunan sonuçlar, konu ile ilgili olarak halen yürütülmekte olan araştırma projemiz (Böke ve diğerleri, 2002) kapsamında elde edilmiştir. Çalışma tamamlandığında, gerekli onarımlarda, yeni horasan harcı ve sıvalarının hazırlanmasında kullanılacak tuğlaların sahip olması gereken özellikler belirlenecektir.