Upload
others
View
30
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
1
Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü
YAPI MALZEMESİ - I
1. Giriş
PROF.DR. KAMİLE TOSUN FELEKOĞLU
2
Dokuz Eylül Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Yayınları
Yayın No : 307
İnşaat Mühendisleri için
MALZEME BİLGİSİProf. Dr. Bülent BARADAN Temmuz 2003İZMİR
KAYNAK KİTAP:
1. Giriş
3
1. Giriş
Materials of ConstructionTurhan Y. ErdoğanODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık
Materials Science(Introduction to for Civil Engineering)İ. Özgür Yaman, Mustafa Tokyay, Sinan T. Erdoğan, Turhan Y. ErdoğanODTÜ Geliştirme Vakfı Yayıncılık
5
1. GİRİŞ
2. KATI CİSİMLERİN İÇ YAPISI
3. MALZEMELERİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ
4. CİSİMLERİN DİĞER MEKANİK ÖZELLİKLERİ
5. ÇEVRE ve KULLANIM KOŞULLARININ MALZEME ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ
6. MALZEMELERİN ŞEKİL DEĞİŞİMİNİ ÖLÇME TEKNİKLERİ
1. Giriş
6
7. GERİLME, ŞEKİL DEĞİŞİMİ VE ZAMAN İLİŞKİLERİ
8. PERİYODİK YÜKLEME ve YORULMA
9. EMNİYET GERİLMELERİ ve GÜVENİLİRLİK
10. MALZEMELERİN FİZİKSEL ve KİMYASAL ÖZELLİKLERİ
11. MALZEME BİLGİSİNDE İSTATİSTİKSEL YÖNTEMLER
12. MÜHENDİSLİK METAL ve ALAŞIMLARI
1. Giriş
7
13. CAMLAR
14. POLİMERLER
15. SERAMİKLER ve PİŞMİŞ TOPRAK ÜRÜNLERİ
16. BİTÜMLÜ MALZEMELER
17. AHŞAP
1. Giriş
8
- DERS UYGULAMA ŞEKLİ:TEORİK + LABORATUVAR UYGULAMALARI
- SINAV: SAYISAL + SÖZEL
- 1. ara sınav %40 + lab sınavı %10 + Final %50
1. Giriş
9
DAYANIM DAYANIKLILIK (DURABİLİTE)
EKONOMİK İŞLEVSEL-FONKSİYONEL
ESTETİK
YAPI
1. Giriş
MÜHENDİS - MİMARIN GÖREVİ ve AMACI
10
• Örneğin, ucuz bir malzeme, belirli bir süre sonra süreklibakım veya yenileme gerektirebileceğinden, ilk fiyatı dahafazla olan bir malzemeye kıyasla ekonomik olmayabilir.
1. Giriş
• Malzemenin az veya çok bakım gerektirmesiözellikle yapının ömrü boyunca işletmegiderlerini önemli ölçüde etkiler.
12
• Yapı malzemelerinin fiziksel,mekanik ve kimyasal özellik-lerini, üretim şekillerini, kullanımsırasındaki davranışlarını, ama-ca uygun malzeme seçimini vegeliştirilmesini araştıran veöğreten bilim alanına YapıMalzemesi bilim dalı adı verilir.
1. Giriş
Sürekli yeni ürünler
13
• Genelde bir yapının inşaat bedelinin yaklaşık
% 65-75'ini malzeme giderleri oluşturur.
1. Giriş
malzeme işçilik
Tasarım, projelendirme, kontrol vb. diğer
giderler
16
• İlk yapı malzemeleri: ağaç, taş, çamur
• İkinci aşamada: basit araç ve gereçlerlemalzemelerin şekillendirilmesi
• Üçüncü aşama: Doğadaki malzemelerinfiziksel ve kimyasal değişikliklere uğratılarakkullanılması (metal eriyikleri, alaşımlar,pişmiş toprak…)
• Dördüncü aşama: Doğada bulunmayanyapay malzemelerin üretimi (plastik,betonarme vb.)
1. Giriş
18
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Kullanılış yer ve amacına göre gruplandırma (3)
1. Taşıyıcı malzemeler
19
2. Detay malzemeleri (işlev ve görsellik)
1. Giriş
Dekoratif amaçlarla kullanılan cilalı taş,boya vb. cephe ve çatı kaplamaları
22Lastik ve kauçuk
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Şekil değişimine göre gruplandırma (3)
1. Elastik malzemeler
Model: yay
24Çelik, beton gibi birçok yapı malzemesi
1. Giriş
3. Elasto-plastik malzemeler
yükün seviyesine bağlı olarak hem elastik, hem de plastik
Gerilme
Birim şekil değiştirme
Elastik bölge
Plastik bölgeGöçme
25
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Fiziksel yapıya göre gruplandırma (1.karışım)
HOMOJEN KARIŞIMLARA ÖRNEKLER :• Tuzlu su• Şekerli su (Şerbet)• Hava• Çelik• Petrol
HETEROJEN KARIŞIMLARA ÖRNEKLER :• Zeytinyağı-su• Kum-su• Sis• Şeker-tuz• Süt-su• Demir tozu-su
26
Bileşik, iki ya da daha fazla cinste atomun bir araya gelerek oluşturduğu maddedir.Bileşiklerin en küçük yapı taşı moleküllerdir.
Bileşiklerinözellikleri
Karışımlarınözellikleri
1 – Bileşiği oluşturan elementler belirli oranlardabirleşirler.
1 – Karışımı oluşturan maddeler rastgele oranlardakarıştırılabilirler.
2 – Saf ve homojendirler. 2 – Saf değillerdir. Homojen ve heterojen olabilirler.
3 – Erime ve kaynama noktaları sabittir. 3 – Erime ve kaynama noktaları sabit değildir.4 – Kimyasal yöntemlerle elementlerine ayrışırlar. 4 – Fiziksel yöntemlerle karışanlarına ayrılırlar.
5 – Belirli formülleri vardır. 5 – Formülleri yoktur.6 – Bileşiği oluşturan elementler bileşik içinde özelliklerini kaybederler.
6 – Karışanlar özelliklerini karışım içerisinde de korurlar
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Fiziksel yapıya göre gruplandırma (2. bileşik)
28
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Fiziksel yapıya göre gruplandırma (izotrop-anizotrop)
Mikro boyutta
Anahtar kelime: eksenel yönlenme
alçıtaşı
31
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Fiziksel yapıya göre gruplandırma (izotrop-anizotrop)
Kaolen kili
33
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Kristal yapıya göre gruplandırma
Metalik (kristal) yapı
Amorf yapı
34Polikarbonat yüzeyde Ge2Sb2Te5
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Kimyasal yapıya göre gruplandırma (kristal-amorf)
Record / Erase process in DVD-RAM. Stage I and II: recording process,stage III: erasing process.
BD Blu Ray Disk
HD video, PS-3
Tek tabaka: 25 GB, çift 50 GB kapasite
Teorik üst limiti: belirsiz.
Farkı kristal yapıyı amorf yapıya dönüştürmek için kullanılanlazer:
DVD: 650 nm dalga boylu kırmızı lazerBlu-ray: 405 nm dalga boylu mavi (ultraviyoleye yakın)
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Kimyasal yapıya göre gruplandırma (kristal-amorf)
36
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Kimyasal yapıya göre gruplandırma (kristal-amorf)
Kristal Fe Amorf
polyoxyethylene oligomer
Kristal Fe
yarıiletken
37
1. GirişYapı malzemelerin gruplandırılması
Kimyasal yapıya göre gruplandırma (bileşik, kolloidal, seramik)
2. Bölüm
38
1. GirişYapı malzemelerin değişik özellikleri
1. Mekanik2. Fiziksel3. Kimyasal4. Fiziko-kimyasal5. Termal6. Elektriksel7. Akustik8. Optik
taşıyıcı malzemelerbilinmeli
ilişkili
40
Belirli malzemelerin standart veya şartnamelerde belirtilenözellikleri sağlayıp sağlamadığı kontrol edilir. Bu deneylerlaboratuvar veya üretim yerinde yapılabilir.
1. GirişYapı malzemeleri deneyleri
1. Kalite kontrol deneyleri:
41
1. GirişStandardizasyon ve kalite kontrol yöntemleri
TSE
EN
ISO9000
9001
AB üyesi ülkelere malzeme satmak için şart
Kalite kontrol std.
42
1. GirişStandardizasyon ve kalite kontrol yöntemleri
ASTM
JS
DIN
Endüstriyel standartlar
44
1. GirişYapı malzemeleri deneyleri
2. Kıyaslama deneyleri:
farklı malzemeler
aynı koşullar
uygun malzeme seçimi
deney
45
1. GirişYapı malzemeleri deneyleri
3. Araştırma-geliştirme deneyleri:
mevcut malzeme
modifikasyon
deney
Hedef özellik
sağlandı sağlanmadı
yeni malzeme
deney
Hedef özellik
sağlandı sağlanmadı
47
Kristal yapılıdır.*Isı ve elektriği iletir.Diğer malzemelere göre daha sağlamdır.* Sünek* ve şekillendirilebilirdir. Darbelere dayanıklıdır.*
1. Giriş
Metaller ve alaşımları
Çelik, alüminyum, magnezyum, çinko, dökme demir, titanyum, bakır…
*istisnalar var
49
1. Giriş
Polimerler
Polimerizasyon yöntemiyle organik veya inorganikmoleküller kullanılarak üretilir.
- Plastikler, kauçuk, silikon türevleri ve yapıştırıcılar…
51
1. Giriş
- Düşük elektrik ve ısı iletkenliği.
- Termoplastikler sünektir ve tekrar şekillendirilebilir.Yüksek sıcaklığa dayanıksızdır.
- Termoset polimerler daha dayanıklı ancak kırılgan-dır.
- Plastikler metallere göre hafif ve ucuzdur.
Polimerler
52
1. Giriş
Seramikler
- Kristal ve/veya amorf yapılı
- Yüksek sıcaklık ve korozyona dirençli
- Elektrik ve ısı iletkenlikleri düşük
- Dayanımı yüksek, sert ve kırılgan
53
Seramiklerin optik özellikleri tane boyutu ile ilişkilidir.
Katılaşma sırasında kontrollü soğutma
1. Giriş
TEKKRİSTAL POLİKRİSTAL
POLİKRİSTAL+ BOŞLUKLAR
Tek kristal ve polikristalin yapılı Al2O3 seramiği
55
Taşıma gücü, hafiflik, dayanıklılık, süneklik…
A B
1. Giriş
Beton Betonarme
Polyester ile camyünü (GFRP) Karbon fiber takviyeli polimerler (CFRP)
Ahşap
+
Kompozit yapı malzemeleri
A B A B
56
Türkiye inşaat malzemeleri sektörü bölgedeki enbüyük üretim üssü özelliğini taşımaktadır.
1. Giriş