Tahribatsız Ölçüm Metotları ile Sivas'taki Bazı Tarihi Eserlerdeki Kayaç Ayrışmasının Belirlenmesi M-398


Yüksek S. (Yürütücü)

Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje, 2009 - 2011

  • Proje Türü: Yükseköğretim Kurumları Destekli Proje
  • Başlama Tarihi: Eylül 2009
  • Bitiş Tarihi: Eylül 2011

Proje Özeti

Taş bloklar ve mermerler, tarihi eserlerin ana yapı malzemesidir. Bu kayaçların dayanımı veya kaya mekaniği özellikleri, zamanla değişmektedir. Bakım, onarım ve yenileme çalışmalarında yerinde taşların dayanım özelliklerinin belirlenmesi ve kullanılan taşın kaynağının bilinmesi önemlidir. Bu proje çalışmasında, öncelikle ölçümlerin gerçekleştirildiği 1217 yılında yapılan Selçuklu eseri Sivas Şifahiye Medresesi ile 1573 yılında inşa edilen Behrampaşa Hanı hakkındaki tarihi bilgiler ile tahribatsız ölçüm teknikleri hakkındaki literatür bilgileri derlenmiştir. Daha sonra Şifahiye Medresesi ve Behrampaşa Hanı duvarlarında kullanılan taşların fiziksel ve elastik özelliklerindeki değişimler, yerinde Equotip ve Schmidt sertlik ile ultrasonik hız değerleri ölçülmüştür. Şifahiye Medresesinde yapılan tahribatsız ölçümler taş işlemelerinin olduğu medrese giriş kapısı sol cephesindeki 36 blok üzerinde gerçekleştirilmiştir. Ultrasonik hız ölçümlerinde konik proplar kullanılmış ve blok boyutlarına bağlı olarak 50mm, 100mm, 150mm ve 200mm mesafelerde dört farklı doğrultuda okuma yapılmıştır. Benzer şekilde aynı bloklar üzerinde Equotip sertlik ölçme cihazı ile blok yüzeylerine dik konumda sertlik ölçümleri yapılmıştır. Ölçümler, blok boyutlarına bağlı olarak en az 4 en fazla 15 farklı noktada gerçekleştirilmiş ve her noktada on okuma olmak üzere toplam 2150 değer elde edilmiştir. Arazi ölçümlerinde yaygın olarak kullanılan Schmidt çekici ile aynı bloklar üzerinde yatay konumda en az 2 en fazla 7 farklı noktada ve her noktada 10 ölçüm olmak üzere toplam 1620 sertlik değeri ölçülmüştür. Toplam 36 blok üzerinde yapılan ölçümlerin istatistiksel değerlendirmesi ile tüm ölçümlerin hesaplanmış sonuçları çizelgeler halinde düzenlenmiştir. Ölçüm yapılan taş bloklar, ayrı ayrı değerlendirilerek ayrışma formu ve tahribat/bozulma kategorileri oluşturulmuştur. Şifahiye Medresesinde yapılan tahribatsız ölçüm değerlerine göre; Vp hız değerlerinin, 610m/s ile 1810 m/s arasında, Equotip sertliklerinin 266 HLD ile 497 HLD aralığında ve Schmidt sertliklerinin 22 RL ile 50 RL arasında değiştiği belirlenmiştir. Her üç tahribatsız ölçümden elde edilen veriler bloklar üzerine aktarılmış ve kriging interpolasyon tekniği kullanılarak blokların ayrı ayrı tomografik haritaları oluşturulmuştur. Böylece oluşturulan ayrışma kategorisi ve ayrışma indeksine göre Şifahiye medresesindeki blokların ne kadar ayrıştığı ve bozulduğu somut olarak ortaya konmuştur.

Behrampaşa Hanı duvarlarını temsilen han girişi kapısı sağ taraf yan cephede bulunan 46 taş blok üzerinde sistematik olarak sertlik ve ultrasonic Vp hız ölçümleri yapılmıştır. Şifahiye medresesinde yapıldığı gibi Behrampaşı hanında da ultrasonik hız ölçümlerinde konik proplar kullanılmıştır. Benzer şekilde Equotip sertlik ölçme cihazı ile blok yüzeylerine dik konumda sertlik ölçümleri yapılmış ve ölçümler, blok boyutlarına bağlı olarak toplam 4600 değer elde edilmiştir. Schmidt çekici ile aynı bloklar üzerinde yatay konumda toplam 2300 sertlik değeri ölçülmüştür. Değerlendirmesi yapılan 22 bloğun istatistiksel değerleri ile tüm ölçümlerin hesaplanmış sonuçları çizelgeler halinde verilmiştir. Her bir bloktaki okuma noktalarına ölçekli şekilde koordinat verilmiş ve kriging interpolasyon yöntemiyle iki boyutlu Equotip sertlik, Schmidt sertlik ve ultrasonik hız tomografik haritaları oluşturulmuştur. Böylece Behrampaşa Hanındaki taş blokların ayrışma veya bozulma durumları da belirlenmiştir.

Şifahiye medresesinin inşasında, kireçtaşı, traverten ve mermer olmak üzere üç farklı kayaç kullanılmıştır. 1982 ve 1986 onarım çalışmalarında yanlış taş seçimi yapıldığı, güney, batı ve doğu cephelerde volkanik kökenli sarı, pembe ve gri renkli camsı kül tüfler ile siyah bazalt kullanıldığı tespit edilmiştir. 2008 yılında başlayan ve halen devam eden restorasyon ve onarım çalışmalarına tabi medreseden değişimi yapılan veya atılmış blok ve taş boyutlu numuneler alınarak laboratuvara getirilmiştir. Ölçümlerin yapıldığı cepheyi temsil eden örneklerin petrografik tanımlaması için ince kesitler hazırlanmıştır. Yapılan mikroskopik incelemelerden kullanılan kayacın kalsit egemen “biyosparitik kireçtaşı” olduğu tespit edilmiştir. Numunelerin bol miktarda alt Miyosen yaşlı makro (lamellibranş ve ekinid) ve mikro(foraminifermiogypsina) boyutta fosilleri içerdiği görülmüştür. Benzer şekilde Sivas merkeze 5 km uzaklıkta İşhan köyü kuzeyinde yer alan eski taş ocaklarından blok numuneler alınmış ve kaya mekaniği laboratuvarına getirilmiştir. Yapılan makroskopik ve mikroskopik incelemelerden buradaki taşların da kalsit egemen “biyosparitik kireçtaşı” tanımlaması yapılmıştır. Ocak içerisindeki aynalarda ve taş numunelerde de makro boyutta lamellibranş ve ekinid fosilleri görülmüştür. Taze kayaçların mikroskopik incelemelerinde Şifahiye medresesinden alınan numunelerde görülen benzer foraminifer fosilleri belirlenmiştir. Eski ve yeni olarak adlandırılan kireçtaşlarının petrografik ve paleontoljik karşılaştırması yapılmıştır. Böylece Selçuklu döneminde yapılan Şifahiye Medresesinde kullanılan taşların çıkarıldığı kaynak taş ocağı yeri tespit edilmiştir. Şifahiye medresesi temel duvarlarında, Çifte minarenin temelinde, Buruciye medresesi ile önündeki tarihi hamam kalıntılarının inşasında ve Kale camii duvarlarında beyaz ve sarı travertenler kullanılmıştır. Restorasyon ve onarım esnasında atılan bloklardan da numuneler alınmış ve ince kesitleri hazırlanarak petrografik tanımlamaları yapılmıştır. Yapılan makroskobik ve mikroskobik incelemelerden sarı travertenlerin Sıcak çermik-Kalın bölgesindeki travertenlerle, beyaz travertenlerin ise Sivas-soğuk çermik-Bedel mevkiindeki travertenler ile benzerlik gösterdiği tespit edilmiştir. Sivas’taki Selçuklu ve Osmanlı eserlerinin çoğunda Sivas bölgesinin travertenleri kullanılmıştır.

Şifahiye medresesinden alınan kayaçlardan üretilen numuneler “eski”, işhan taşocağından alınan bloklardan hazırlanan karotlar “yeni” şeklinde adlandırılmış ve her iki grubun indeks ve mekanik özellikleri kaya mekaniği deneyleri ile belirlenerek tablolar halinde özetlenmiştir. Elde edilen sonuçlara göre biyosparitik kireçtaşlarının fiziksel ve mekanik özelliklerinde % 3 ile % 750‘ye varan oranlarda değişimler olduğu ve en çarpıcı değişimlerin, su emme oranı(%751), porozite(%377), tek eksenli basınç dayanımı(%74), dolaylı çekme dayanımı(%65), elastisite modülü (%55) ve eğilme dayanımında(%49) olduğu görülmüştür.

Behrampaşa Hanında ve yanındaki Kurşunlu hamamının yapımında çoğunlukla Sivas bölgesine özgü beyaz ve skabaz türü travertenler kullanılmıştır. İç avluda, han oda ve kemer ve sutunlarında yer yer beyaz ve yeşil mermerlerde kullanılmıştır. Hanın doğu ve kuzey cephesi tahrip olduğu için gelişigüzel şekilde çimentolu taş duvar örülmüş ve birbirinden farklı taşlar kullanılmıştır.. Dış cephe duvarlarında kullanılan taşların skabaz türü travertenler olduğu makro ve mikro olarak belirlenmiştir. Duvarlardan çıkma bloktaş elde edilemediği için  iç avludan küçük parça taşlar alınmış ve bunların  mikroskobik incelemeleri yapılabilmiştir. Bununla birlikte Behrampaşa hanı cephe duvarlarında kullanılmış olan taşların kaynak taş ocaklarından, Yıldızıeli-Bedel yöresinden skabaz türü traverten örnekleri alınmıştır. Bu numunelerden hazırlanan ince kesit ve makro görüntüleri ve petrografik tanımlaması ile mekanik özellikleri belirlenerek tablolar halinde verilmiştir.

Şifahiye medresesi için elde edilen veriler ve bilgiler restorasyon ve iyileştirme çalışmalarını yapan yüklenici şirketin teknik elemanlarıyla paylaşılmış taş seçiminde, değişiminde ve temizleme teknikleri hakkında önerilerle katkılar yapılmıştır. Halen Sivas Belediyesi uhdesinde olan Behrampaşa hanında halihazırda iç avlu ve odalarda temizleme ve destekleme türü onarım çalışmaları devam etmekte olup iç ve dış cephe duvarlarında herhangi bir restorasyon çalışmasına henüz başlanmamıştır. Behrampaşa Hanı ile ilgili ve yetkililerle cephe duvarlarındaki blokların ayrışmasının belirlenmesi ve temizliği konusunda bilgi alışverişinde bulunulmaktadır.