1. yapi malzemeleri

1.YAPI MALZEMELERİ

1.1GİRİŞ
Yapıda aranan başlıca 3 önemli özellik vardır. Bu özellikler; yapının kullanış amacına uygun olması, sağlam olması ve ekonomik olmasıdır. Belirtilen bu şartların hepsinin yapıda sağlanabilmesi için önemli olan faktörlerden birisi de kullanılan malzemenin özellikleridir.

Malzemelerin yapı maliyetlerine etkisi oldukça fazladır. Bina inşaatında giderlerin % 60- 70 kadarını yapı malzemeleri oluşturmaktadır. Ayrıca yapıda kullanılan malzemelerin insan hislerine tesirini de düşünmek gerekir. Malzeme insan üzerinde iç açıcı hoş bir etki bıraktığı gibi soğuk bir etki de bırakabilir. Bu nedenden dolayı yapı malzemelerinin önemi son derece büyüktür. İnşaat ile ilgili her alanda çalışacak teknik elemanların malzemeyi seçip yerine göre kullanılabilmeleri için, inşaat malzemelerinin gerekli özelliklerini iyi bilmeleri, malzemeleri iyi tanımaları, gerekmektedir.

Çağımızda çeşitli sahalarda hızla gelişen teknoloji, yeni yeni yapı malzemelerini ortaya çıkarmaktadır. Teknik elemanın mevcut yapı malzemeleri yanında bu yeni çıkartılan malzemeleri bilmeleri, teknolojik gelişmeleri takip etmeleri gerekir.
1.2. MALZEMELERİN SINIFLANDIRILMASI
Yapılarda çok çeşitli malzemeler kullanıldığından, bütün malzemeleri ayrı ayrı incelemek çok zor olmaktadır. Halbuki benzer özelliklere sahip malzemeleri aynı grupta toplamak suretiyle yapılacak bir sınıflandırma, malzemelerin incelemesini kolaylaştırdığı gibi, işe en uygun malzemenin kolaylıkla seçilmesini de sağlar. Yapı malzemelerini, çeşitli özelliklerine göre bir çok şekilde aşağıdaki gibi sınıflandırmak mümkündür(Şimşek,2000;Güner ve Süme,2000).

1.2.1. Elde Edilişlerine Göre
Doğal ve yapay malzemeler diye ikiye ayrılır.
1.2.2. Kullanıldıklar Yere Göre
Yapı malzemelerini kullanıldıkları yerlere göre de iki grupta toplamak mümkündür.
1.2.2.1. Taşıyıcı Malzemeler (Esas, Strüktür, Malzemeler)
Yapıda yük taşıyan ve taşıyıcılık özelliğini oluşturan kiriş, kolon, döşeme, temel, çatı vb. gibi ana bölümlerin yapımında kullanılan yapı malzemelerine denir. Bu gruba giren belli başlı malzeme arasında; beton, çelik, doğal ve suni taşlar vb. sayılabilir.

1.2.2.2. Detay Malzemeler

Yapıda taşıyıcı malzemenin dışında kalan malzemelere denir. Cam, boya, tuğla, kiremit ve döşeme malzemeleri vb. detay malzemeleri olarak sayılabilir. Kullanış şekline göre bir malzeme esas malzeme sayılabileceği gibi detay malzemesi de sayılabilir. Örneğin çimento yapının betonarme betonu içinde kullanılırken esas malzeme olduğu halde, fayans kaplama işleminde kullanıldığı zaman detay malzemesi olmaktadır. Detay malzemelerinde kalitenin düşüklüğü, kullanılan yapıda herhangi bir dayanım azlığı veya yıkılma tehlikesi arz etmez. Ancak, tamir ve bakım masraflarının artmasına, kalitenin düşmesine neden olur.

1.2.3. Genel Sınıflandırma
- Kargir malzemeler (kum, çakıl, taş,beton, tuğla, kiremit vb)

- Bağlayıcı malzemeler (kireç, çimento, alçı, kil vb.)

- Madeni malzemeler (çelik,demir, font, alüminyum, çinko vb.)

- Ahşap ve ahşap esaslı malzemeler (sunta, MDF, kontrplak vb.)

- Camlar (düz- renkli – buzlu- telli cam, ayna vb.)

- Boyalar (yağlı – plastik – selülozik–sentetik–saten boyalar vb.)

- İzolasyon malzemeleri (asfalt, ve katran esaslı su–rutubet yalıtım malzemeleri, camyünü, strofor, izopan gibi yalıtım malzemeleri )

- Polimerler ( PVC esaslı malzemeler vb.)

- Diğer çeşitli malzemeler

1.2.4. Gerilme – Deformasyon Eğrilerine Göre
1.2.4.1. Elastik (Düktil) Malzemeler
Bu malzemeler kopmadan önce büyük bir deformasyon yapma özelliğine sahiptirler. Gerilmenin belli bir değerine kadar elastiktirler. Bunlara soğukta şekil verilebilir. Darbe tesirine dayanıklıdırlar. Basınç ve çekme kuvvetleri karşısında mekanik özellikleri birbirinden çok az değişiklik gösterir. Düktil malzemelere örnek olarak çeliği verebiliriz.
1.2.4.2. Kırılgan (Frajil, Gevrek) Malzemeler
Adından da anlaşıldığı gibi yük altında fazla deformasyona uğramadan kırılan malzemelerdir. Beton, her cinsten taşlar, font ve camlar bu sınıfa girer. Bu malzemelerin basınç mukavemetleri çekme mukavemetlerinin 5- 10 katı kadardır, darbe tesirlerine dayanıksızlardır.
1.2.4.3. Plastik Malzemeler
Elastik deformasyon yapma kabiliyetine sahip olmayan malzemelerdir. Bunlara bir kuvvet tatbik edildikten sonra bu kuvvet kaldırılacak olursa cisim hiçbir zaman eski halini almaz. Örnek olarak ıslak kil ve çeşitli macunlar gösterilebilir.

1.2.5. Fiziksel Bünye Bakımından

1.2.5.1. Homojenlik

Malzemenin fiziksel ve kimyasal özelliklerinin aynı olması veya malzemenin her noktasında bütün unsurlarının aynı olması demektir. Örnek olarak; kiremit, tuğla veya seramik verilebilir.

1.2.5.2. Heterojenlik
Aynı cinsten olmayan malzemelere homojen olmayan (heterojen) denir. Başka bir değişle yapı malzemesinin değişik cins ve özelliklerdeki maddelerden meydana gelmesidir.Örneğin betonarme heterojen bir malzemedir(Şimşek,2000).
1.2.5.3. İzotropluk

Bir yapı malzemesinin herhangi bir noktasındaki mekanik özelliklerinin yöne bağlı olmaksızın, her yönde aynı olmasına denir. Başka bir değişle malzemenin bütün yönlerde aynı mekanik özelliklere sahip olmasına denir. İzotropluğa en iyi örnek çeliktir.

1.2.5.4. Anizotropluk

İzotrop olmayan veya farklı yönlerde farklı mekanik özelliklere sahip olan malzemelere denir. Ahşap; iç ve dış yapısının, liflere paralel ve dik dayanımlarının farklı olmasıyla anizotroptur.

1.2.6. Kimyasal Bakımdan

1.2.6.1. Metaller

Elektron vererek metal bağı ile bağlanan, iyi süneklik, dayanım, elektrik-ısı iletkenliğine sahip elementlere denir. Çelik, dökme demir, alüminyum, çinko vb. metal ve alaşımları iyi ısı ve elektrik iletkenliğine, yüksek dayanıma, rijitliğe, darbe dayanımına sahiptir. Bu özelliklerinden dolayı yapı malzemesi olarak inşaat sektörünün çeşitli dallarında kullanılmaktadır.

1.2.6.2. Seramikler

Metal ve metal dışı elementlerin bileşiği ile meydana gelirler. Elektrik ve ısı iletkenliği çok düşüktür. Seramikler iyi dayanım ve sertliğe sahip olmalarına karşın; süneklikleri, darbe dayanımları, şekillendirilmeleri zayıftır. Buna rağmen; krozif şartlara ve yüksek sıcaklıklara karşı yüksek bir dirence sahiptir. Örnek olarak; fayans, seramik, porselen vb. gösterilebilir(Şimşek,2000).

1.2.6.3. Polimerler

Normal olarak organik moleküllerin molekül zincirlerine veya ağlarına bağlanması ile elde edilen malzemelere denir. Düşük dayanıma ve ergime sıcaklığına, zayıf elektrik iletkenliğine sahiptirler. Aynı zamanda hafif, korrozyon dayanımları yüksek, lastik, plastik ve birçok yapıştırıcıyı içerir(Anonymous,1997).

1.2.6.4. Kompozitler

Alışılmamış özellikler elde edilecek şekilde metal, seramik veya polimerlerin karışımından oluşan malzemelere denir. Kompozitler iki veya daha fazla malzemeden elde edilir ve bir malzemeden elde edilemeyen özellikleri sağlarlar. Beton, kontraplak, sunta tipik örneklerdendir.

1.3 . YAPI MALZEMELERİNİN GENEL YAPISI

Malzemeler değişik boyutlardaki parçacıklardan meydana gelir. Bu parçacıklar; lifler, kristaller, moleküller, atomlar vb. dir. Bu parçacıkların aralarında da boşluklar vardır. Malzemelerin yapısını mikro (iç yapı) ve makro yapı diye genelde ikiye ayırabiliriz. Mikro yapıda malzemenin atom ve molekül yapısı, makro yapıda ise, gözle görülür yapısı incelenir.

Yapı malzemeleri arasında boşluklar vardır Bu boşlukların bir kısmı gözle görüldüğü halde bir kısmı görülmez. Gözle görülmeyen boşluklar 10 mikrondan daha küçük , her yönde uzanan kapiler borular halindedir. Bu boşluklardaki su ve hava, kimyasal dış tesirlerin içeri kolayca girmesine yol açabilecekleri gibi, don olayı nedeniyle ile mekanik dayanımı da olumsuz yönde etkileyebilir(Akman,1990).

Bağlayıcı malzemeler hem kapiler (kılcal), hem de kolloidal bir yapı gösterirlerse de, kolloidal yapı giderek kapiler yapıya dönüşür. Metallerde boşluğu olmayan kristallerden oluşan bir bünye, camlardan ise boşluksuz, amorf (kristalimsi) bir bünye vardır. Plastik malzemelerde de kolloidal bir yapı vardır. Ahşapta ise hücrelerin uç uca dizilmesi ile oluşan özel lifli bir yapı mevcuttur(Akman,1990).

Mikro ve makro yapılar malzemelerin; mekanik, termik, fiziksel, kimyasal vb. teknik özelliklerini etkilemektedir.
1.4. MALZEMELERİN ATOMİK YAPISI
Bilindiği gibi maddenin bütün özelliklerini taşıyan en küçük parçasına atom denmektedir. Atom; nötron ve protonlardan oluşan çekirdekten ve çekirdek etrafında dönen elektronlardan meydana gelir. Nötronun elektrik yükü (yüksüz) yoktur. Proton pozitif (+) yüklüdür ve elektron sayısına eşittir. Elektron sayısı da aynı zamanda atom numarasını verir. Bundan dolayı çekirdek pozitif yüklüdür. Örneğin demir atomunun çekirdeğinde 26 proton, 26 nötron bulunur, atom numarası da 26’dır.Elektron ve protonla taşınan elektriksel yük (q) 1.60*10 ^–10 C düzeyindedir. Bir atom çekirdeğindeki proton ve nötron sayısı eşit olduğundan atomun tümü nötürdür. Atomdaki her nötron ve protonun yaklaşık kütleleri 1,67*10 ^–26 g dır. Her elektronun kütlesi de 9,11*10 ^–28 g dır. Atomik ağırlık olarak da adlandırılan atomik kütle, proton ve nötronların ortalama sayısına eşit veya Avagadro sayısı kadar atomun kütlesine eşittir. Atomik kütle birimi g/g dır.Alternatif atomik kütle birimi (amu) karbon kütlesinin 1/12’dir(Petrucci ve Harwood,1994).
1.541. Atom Bağları
Elektron sayısı bağ kuvvetlerinin meydana gelmesine neden olur. Malzemenin maddecikleri atomlar arası bağ kuvvetleri ile bağlıdır. Bu bağlar; kuvvetli (iyonik, kovalan, metalik) ve zayıf bağlar diye sınıflandırılır. Bu tür bağlar ve atomik dizilmeler malzemelerin bir çok özelliklerini etkiler(Petrucci ve Harwood,1994).
1.4.1.1. Metalik Bağ
Metalik bağ, atomların valans elektronlarını bırakmalarıyla meydana gelir. Bu valans elektronları elektron bulutunu oluştururlar. Bu sırada pozitif olarak yüklü atom çekirdek bölgesi negatif olarak yüklenmiş elektronların karşılıklı etkileşimi ile bağlanarak metalik bağı oluştururlar. Metallerde değerlik atomlarının sayısı arttıkça metalik bağın kuvveti artar. Metalik bağın kuvveti arttıkça, metallerin sertlikleri, kaynama noktası vb. artar. Aynı zamanda değerlik atomları oynaktır.Bu nedenle metalik bağa sahip metaller; sünektirler, şekil değiştirme kabiliyetleri yüksektir, elektriği ve ısıyı iyi iletirler(Petrucci ve Harwood,1994).
1.4.1.2. Kovalent Bağ
Kimyasal bağların meydana gelmesinde atomlar ya elektron alıp vermeleri gerekir, ya da karşılıklı olarak elektronları ortaklaşa kullanmaları gerekir. Atomların karşılıklı olarak iki veya daha fazla atom arasında paylaşılmalarıyla (ortak kullanılmalarıyla) oluşan bağa kovalent bağ denmektedir. Kovalent bağlar ametal – ametal arasında oluşan bileşiklerde görülmektedir. Kovalent bağlara sahip bir malzeme, kovalent bağlar çok sağlam olmasına rağmen fazla sünek olmayan, elektrik iletkenliği zayıf ve kırılgandır(Petrucci ve Harwood,1994).
1.4.1.3. İyonik Bağ
Malzemede en az farklı iki atom olduğunda, atomun biri valans elektronlarını farklı atoma vererek her iki atomun dış enerji seviyeleri doldurarak elektriksel yüke sahip olurlar.Başka bir değişle bir atomun değerlik tabakasından bir veya birkaç elektronun diğer atomun değerlik tabakasına geçmesiyle oluşur. Elektron veren pozitif, elektron alan negatif yük alır. Bu zıt yüklü iyonlar birbirlerini çekerek iyonik bağı meydana getirirler. Örnek olarak sodyum ve klor iyonlarının yemek tuzunu oluşturması (NaCl) verilebilir.

İyonik bağa sahip malzemeler; kırılgan, elektrik iletkenliği zayıf bir özellik gösterirler. Birçok seramik malzemeler ve mineraller kısmen iyonik bağla bağlıdırlar(Petrucci ve Harwood,1994).

1.4.1.4. Van Der Wals Bağı
Bir malzemedeki atom gruplarını veya molekülleri zayıf elektrostatik çekimlerle birbirine bağlanmasına Van Der Wals bağı denir. Molekül içindeki atomlar veya atom grupları kuvvetli kovalent veya iyonik bağla bağlanırlar. Bununla beraber zayıf olan ikincil bir bağla Van Der Wals bağı ile de bağlanır. Bu bağ malzemenin özelliklerini önemli ölçüde değiştirebilir. Polimerlerdeki sünekliğin nedeni Van Der Wals bağlarıdır(Petrucci ve Harwood,1994).

1.4.2. Atomik Dizilme
Atomik dizilme katı malzemelerin iç yapı ve davranışlarında çok önemli bir etkiye sahiptir. Metallerdeki bazı atomik dizilmeler metallerin sünekliliğini sağlarken, bazı metallerde dayanımın artmasına neden olur. Atomik dizilmeleri; düzensiz, kısa mesafeli ve uzun mesafeli olarak üç gruba ayırmak mümkündür. Düzensiz dizilmeler genelde soy gazlarda (argon) olur ve gazın bulunduğu hacmi rasgele doldurur. Kısa mesafeli dizilişte, dizilmeler bitişik atomlarda ( hidrojen ve oksijen atomları arasındaki kavalent bağdan dolayı oluşan bağ) olur. Uzun mesafeli dizilme, malzeme boyunca oluşan özel atomik dizilmedir. Metallerde, seramiklerin çoğunda ve bazı polimerlerde uzun mesafeli atomik dizilme söz konusudur. Bu diziliş düzeninde atomlar kafes veya model meydana getirirler. Kafesler üç boyutlu bir noktalar topluluğundan meydana gelir. Kafeslerin boyutları, şekilleri malzemelere göre farklılık gösterir. Yapı malzemeleri içinde önemli bir yer tutan metaller de kristalli bir malzemedir. Malzemelerin kristal yapısı; kafesin şeklini, kafesteki atomik dizilmeyi, kafesin boyutu vb. özellikleri gösterir. Bu kafesleri gösteren yedi kristal sistem vardır. Bunlar; kübik, tetragonal, ortorombik, hegzagonal, rombohedral, monoklinik, triklinik’tir(Petrucci ve Harwood,1994).

Malzemelerin atomik dizilmelerinde hatalar olur. Bu hatalar malzemelerin özelliklerinde, davranışlarında belirleyici etkiye sahiptir. Bundan dolayı malzemelere istenilen özellikleri,davranışları kazandırmak için bilinçli olarak atomik dizilme hataları yapılır.Bu hataları; diskolasyonlar (çizgi hataları), nokta hataları, yüzey hataları olarak sayılabilir (Petrucci ve Harwood,1994).

2. ORTAK ÖZELLİKLER


2.1. FİZİKSEL ÖZELLİKLER
2.1.1. Şekil (Form) ve Boyutlar
Malzemelerin şekil ve boyutları kullanılacakları amaca uygun olmalıdır. Örneğin; tuğla, kiremit, fayans vb. malzemeler birbirleriyle ve kullanıldığı yerdeki diğer yapı elemanlarıyla uyumlu, bilimin, standartların belirlediği şekil ve boyutları sağlamalıdırlar.
2.1.2. Birim Ağırlık
Malzemenin boşlukları da dahil olmak üzere birim hacminin ağırlığıdır.

Birim Ağırlık = Ağırlık / Bütün hacim

Δ = W / V Kg/cm³.
2.1. 3. Özgül Ağırlık
Malzemenin boşlukları çıkarıldıktan sonra birim hacmine isabet eden ağırlığıdır. Aslında özgül ağırlık, tane birim hacim ağırlığının (tane ağırlığının tanelerin toplam boşluksuz hacmine oranına denir) suyun birim hacim ağırlığına oranına olarak tanımlanır ve birimsizdir. Ancak özgül ağırlık çoğu yerlerde tane birim hacim ağırlığı olarak algılanır(Uzuner,1992).

Özgül Ağırlık =Ağırlık / Dolu hacim

γ = ( W / d ) = ( W / V – v ) Kg/cm³

V = Bütün hacim v = Boşluk hacmi d = Dolu hacim

W = Ağırlık
2.1.4.Porozite
Malzemedeki boşluk oranına denir.

Porozite = Boşluk hacmi / Bütün hacim

P = (v / V) = {(V-d) / V} P = {1–( d / V )}
2.1. 5. Kompasite

Malzemedeki doluluk oranına denir. Kompasite = Dolu hacim / Bütün hacim k = d / V Birim hacim ağırlığı ve özgül ağırlığı bilinen bir malzemenin porozitesi bulunabilir.

(Δ / ) = {(W/V) / ( W / d )} = d / V

P = {1 – (d / V)} P = {1 – (Δ / γ )} k = (d / V) = Δ / γ buradan P = 1 - k olur. Malzemede birim ağırlık ve kompasite arttıkça dayanım ve ısı iletkenliği gibi özelliklerde artma görülür(Uzuner,1992).

2.1. 6. Su Emme Yüzdesi
Malzemenin birim ağırlık ve hacminin emdiği su yüzdesi olarak kabul edilir. Malzemenin önce yaş ağırlığı (W₂) tartılır, sonra etüve konur, etüvden çıkarılıp etüv kurusu ağırlığı tartılır (W₁), daha sonra elde edilen değerler formüldeki ilgili yerlere konularak su emme yüzdesi hesaplanır(Uzuner,1992).

W₁ = Kuru Ağırlık

W₂ = Su Emdirilmemiş Ağırlık

V = Bütün Hacim

S_A = Ağırlık Olarak Su Emme Yüzdesi

S_H = Hacim olarak su emme Yüzdesi

S_A = {(W₂ – W₁) / W₁} . 100

S_H = {( W₂ – W₁) / V} . 100 V = W₁ / Δ

S_H = {( W₂ – W₁) /( W₁ / Δ)} Buradan S_H = S_A .  bulunur.
2.1.7. Kılcal (Kapiler) Su Emme
Su ile temas eden yapı malzemelerinin boşlukları içine su, kapiler olarak çekilir. Bu çekim, suyun yüzey gerilimiyle ilgilidir. Her doğrultuda olabilir. Yapıda, özellikle duvarlarda bir yüzeyde kapiler su emme, diğer yüzeyde buharlaşma olması halinde lekeler, pamuklanmalar, çiçeklenmeler görülür. Kapiler katsayısı(Tablo 2.01) aşağıdaki deneyle tespit edilir(Eriç,1992).
Numune Emilen su Q : Emilen su miktarı (cm³)

A : Su ile temas alanı (cm²)

t : Geçen zaman (sn)

K : Kapilarite Katsayısı

Su K= ( Q² / A². t ) cm²/sn

Şekil 2.01. Kapilerite Deneyi

2.1.8. Permeabilite (Malzemenin Su Geçirimliliği)
Birim zamanda, birim kalındaki bir malzemenin birim alandan geçen su miktarına permeabilete (geçirimlilik) katsayısı denir. Geçirimlilik malzemenin basınç farkı nedeniyle suyu bir taraftan diğer tarafa geçirme özelliğidir. Malzemenin porozitesiyle yakından ilgilidir. Malzemedeki boşluklar; gözle görülebilir boşluklar ve kapiler (kılcal) boşluklar olmak üzere ikiye ayrılır. Geçirimlilik daha ziyade gözle görülebilir boşluklar ile ilgilidir. Gözle görülebilir boşluklar birbirleriyle bağlantısız veya bağlantılı olurlar. Bağlantılı boşlukların geçirimliliği fazladır. Bağlantısız boşluklu malzemelerin poroziteleri yüksek fakat geçirimliliği az olabilir. Malzemenin birim zamanda geçirdiği su miktarı, alan ve basınç değeri ile doğru orantılı, kalınlık ile ters orantılıdır. Bazı yapı malzemelerin k (kcm/sn) Tablo 2.01’de verilmiştir. Geçirimlilik , su ile doğrudan temas eden yerlerde , örneğin; teras, çatı, havuz ve boru gibi yapılarda veya yapı elemanlarında önemlidir.
Tablo 2.01. Bazı Malzemelerin k ve K Değerleri(Şimşek,2000)

Malzemenin Adı	k Değeri	K Değeri
Tuğla	10^-6 – 10^-8	10^-7
Taşlar	10^-9 – 10^-12	10^-7
Beton	10^-7	10^-7
Çimento Hamuru	10^-9	10^-7

2.1.9. Doyma Derecesi
Doyma derecesi malzemenin toplam boşluklarının hangi oranda su ile dolduğunu gösterir.

Doyma Derecesi = ( Hacim olarak su emme % ) / Porozite D = (S_H / P). Doyma derecesi, bir malzemenin dona karşı dayanıklılığını göstermesi bakımından önemlidir. Donan su, hacminin 1/11 kadarını artırır. Hacim genleşmesinden dolayı meydana gelen basınç gerilmesinin şiddeti, 0⁰ C altındaki sıcaklık derecesinin 100 ile çarpımına eşittir.

Eğer dondan dolayı oluşan buz, boşlukları tamamen doldurmamışsa, dondan dolayı oluşan basınç malzemeye etki etmeyeceğinden malzemeye don zarar vermez. Ancak hava ısısı sürekli düşerse boşluklar tamamen buzla dolar ve ısı düşmeye devam ederse, malzeme buzun oluşturduğu basınca dayanamaz hale gelir ve sonunda malzeme çatlar, parçalanır, bozulur. Bundan dolayı bir malzemede don tahribatının olabilmesi için genellikle doyma derecesinin %80 ve üzeri olması gerekir(Eriç,1992).

Örnek Problem:

Boyutları 21x10,5x5 cm olan bir taban tuğlasının 24 saat su içinde bırakıldıktan sonraki ağırlığı 2905gr., etüvde kurutulduktan sonraki ağırlığı 2485 gr. gelmektedir. Aynı tuğladan öğütülüp elenen 80 gr. lık miktarın dolu hacmi piknometreyle 20,4cm³ bulunmuştur. Buna göre tuğlanın; birim ağırlığını, özgül ağırlığını, porozitesini, kompasitesini, su emmesini, doyma derecesini bulunuz, dona dayanıklılığını belirtiniz.

Çözüm:
a) V=21x10,5x5 =1102,5cm³

Δ = (W/V) = (2485x1102,5) = 2,253 gr / cm³.

b) γ = (W/d) = ( 80 / 20,4) = 3,921 gr/cm³

c) P = 1- (Δ /γ) = 1 – (2,253 /3,921 ) = 1 – 0,572 = 0,425

d) k = 1 – P = 1 – 0,425 = 0,575

e) S_a ={(2905–2485 )/2485} = 0,1690 = %16,90

S_h =(S_a.Δ) =16,90.2,253 = 0,3807 = %38,07

f) D = (S_h / P) = 38,07 / 0,425 = 0,8957 = % 89,57

g) %89,57 > % 80 olduğu için dona çok dayanıksızdır.
2.1.10. Buhar Akımı ve Buhar Difüzyon Dirençleri
Havanın farklı sıcaklıklarda bünyesinde taşıyabileceği maksimum su buharı miktarı farklıdır. Havadaki maksimum su buharının hava sıcaklığına bağlı olarak değişen ve hava ısındıkça fazlalaşan basıncına doymuş su buharı basıncı denir ve (Ps) ile gösterilir. Havanın belirli bir sıcaklıkta bünyesinde bulundurabileceği maksimum su buharı miktarı yerine bunun bir kısmını içermesi etmesi halinde;
Ps : Doymuş su buharı miktarı

P : Mevcut su buharı miktarı

 : Bağıl hava rutubeti
 = (P / Ps ) . 100
Havanın bağıl (rölatif) rutubeti; konutların oturma odalarında %55, konutların mutfak ve banyolarında %70 çamaşırhanelerinde %90 olur.
Bir yapı elemanının iki yüzü arasında, sıcaklıkların ve bağıl nemin farklı olması dolayısıyla farklı kısmi buhar basınçları meydana gelir. Bu basınç farkı nedeniyle havadaki buhar molekülleri ısı akımı ile aynı yönde hareket ederek yapı elemanı gözeneklerinden geçer ve dış ortama ulaşmaya çalışır. Su buharı bu geçişi sırasında yapı elemanı içerisinde, doyma sıcaklığında veya daha düşük sıcaklıkta bir yüzeyle temas ederse, bir kısmı yoğuşarak su hâline geçer ve yapı elemanı içerisinde veya yüzeyinde birikerek yapıya zarar verir.

Yapı elemanı yüzeyindeki yoğuşma kendisini siyah lekeler, küf, mantar vb. organizma oluşumu ile göstererek, insan sağlığı ve ortamın konfor şartlarını olumsuz etkiler ve yapı malzemesinde hasarların oluşmasına neden olur. Yapı elemanları arasında meydana gelen yoğuşma ise; özellikle yapıların taşıyıcı kısımlarındaki donatıların paslanarak işlev ve dayanımlarının zamanla azalması neticesinde yapı ömrü ve deprem dayanımının olumsuz yönde etkilenmesine neden olmaktadır. Ayrıca yoğuşma; yapı elemanlarının çürümesi, bütünlüklerinin bozulması ve ısı kayıplarının artmasına da neden olur.

Yukarıda bahsedilen olumsuz sonuçların ortadan kaldırılması için, TS 825 standardında tarif edilen hesap metoduna göre yapı elemanlarından buhar geçişinin tahkiki, sınırlandırılması ve neticelerin raporlanması gerekmektedir. Böylece sağlıklı ve konforlu bir yaşam ile uzun ömürlü binaların yanısıra önemli oranda enerji tasarrufu da elde edilmiş olacaktır(Anonymous, TS 825 2008).

Tablo 2.06’da Yapı malzeme ve bileşenlerinin birim hacim kütlesi, ısıl iletgenlik hesap değeri ve su buharı difüzyon dirençleri verilmiştir.

Çok katmanlı bir yapı elemanındaki buhar basınç dağılımı Şekil 2.02’de görülmektedir.

Şekil 2.02 : Çok Katmanlı Bir Yapı Elemanındaki Buhar Basınç Dağılımı