Yapı malzemeleri

1. METALLER

2. Metaller yer kabuğundan cevher olarak elde edilen, serbest
elektronlarla çevrili iyon atomlardan meydana gelmiş kristal sistemi olup
homojen dokulu, katı veya sıvı halde özelliklerini değiştirmeyen
inorganik esaslı;
demir, çelik,
bakır, alüminyum,
çinko, kurşun gibi
çeşitli yapı malzemeleridir.

3. Bakır cevheri
Metaller doğada bulunma yüzdeleri düşük
olmasına rağmen periyodik tabloda en çok
yer kaplayan elementlerdir.
Demir cevheri
1) Yarı metaller
2) Soy metaller
Yarı metaller: İyi metal özellik göstermezler.
Ametallere benzerler.
Soy metaller: Çok nadir durumlar dışında diğer
elementlerle kimyasal etkileşimde bulunmazlar

4. Metaller birbirleriyle
bileşik yapmaz. Ancak
birbiri içinde eritilerek
karıştırılabilirler ve
alaşım oluştururlar.
Oksijenle birleşerek
yanarlar.
Oksijenle birleşerek
yanarlar.
Her metalin korozyon
direnci farklıdır.
Metalik malzemeler
sıcaklık ve elektriği
iyi iletirler.
Kendilerine özgü
renkleri ve sıcak-soğuğa
karşı
dayanım farkları
vardır. Parlaktırlar.
Metallerin kendine
özgü mukavemetleri
vardır.
Sıcak ve soğuk
olarak
şekillendirilebilirler.

5. Arkeolojinin bir teorisine göre
dünyada ilk defa demir cevherinin
işlenmesi, antik çağlarda şimdiki
Türkiye’de Kaz dağları’nda çıkan
büyük orman yangınında, toprağın
içerdiği demire şekil verilebilecek
derecede ısınması sonucunda
meydana gelmiştir.
Bir diğer teori ise, insanların
dünyaya düşen meteorlar
sayesinde demiri işlemeyi
öğrendikleridir. İnsanlar, büyük
ihtimalle meteorla gelen metali
dövüp, işleyerek ilkel araç-gereç ve
silah yapabildiler diye kabul edilir.

6. Demir ve çelik 5000 yıldır kullanılmakla beraber, iki yüzyıl öncesine kadar
yalnızca silah ve eşya yapımında yer almışlardır.
Ancak, 18. yüzyılda İngiltere’de ham demir
üretiminin başlamasıyla birlikte demir
yapı malzemesi olarak kullanılmaya
başlanmıştır.
Demir kullanılarak inşa edilen ilk
yapılar köprülerdir.

7. İnşa edilen ilk köprü yaklaşık
1779 yılında tamamlandığı
tahmin edilen İngiltere’deki
Coalbrookdale Köprüsü’dür.
İlerleyen yıllarda
Bessemer (1855),
Siemens-Martin (1864),
Thomas (1879)
yöntemlerinin
bulunmasıyla
ham demirin
sıvı haldeyken
arıtılması sağlanmış
ve dökme çelik
üretimi olanağı
ortaya çıkmıştır. Böylece 1800’lü yılların
sonlarından itibaren dökme çelik, en çok
üretilen cins olmuştur.

8. Çelik yapıların hızlı inşa edilebilmesi nedeniyle
birinci dünya savaşı sonrasında, ikinci dünya
savaşı sırası ve sonrasında çelik yapı inşası yaygın
olarak gözlenmiştir. Birinci dünya savaşı
sonrasında dağılan sanayinin yeniden üretime
geçebilmesi amacıyla çelik inşası tercih edilmiştir.
Sonralarındaysa beton içine demir, çelik birimler yerleştirilerek elde edilen betonarme
yapı malzemeleri ortaya çıkmıştır. AGUST PERRE betonarmeyi ilk olarak kullanan kişidir.

10. 1779
Coalbrookdale (The Iron Bridge)

11. 1851
Crystal Palace

12. Gare du Nord 1826

14. EIFEL
1889 EMPIRE STATE
1931

15. CHRYSLER
1931

16. LONDON EYE
2000

17. 2004
2010
TAIPEI 101
BURJ KHALIFA

19. Ece Öner
Kaynaklar:
mimarsanat.com
restorasyonforum.com
ogunhoca.com

20.  Maden, yer kabuğunun iç ve dış etkenlerle oluşan, ekonomik yönden değer taşıyan minerallerine
verilen addır. İşlenebilen ve ekonomik değeri olan minerallerdir. (demir, kömür gibi)
 Maden cevheri, yeryüzünde metal ve metal bileşiklerinden oluşan, içindeki metalin ekonomik
olarak elde edilebildiği doğal maddelerdir.
 Doğada bulunan metallerin çoğu cevherlerinden elde edilebilir.

21.  Metallerin genel eldesi üç aşamada olur:
ZENGİNLEŞTİRME
METALİN ELDESİ
SAFLAŞTIRMA

22.  Metallerin ayrışmasını kolaylaştırmak için cevherler çoğu kez bazı ön
işlemlerden geçirilir.
 Bütün metal filizleri(cevherleri), doğada damarlar halinde ve çeşitli kayalarla
karışmış halde bulunur. Bu yüzden metal elde edilmesinden önce, filizlerin
yabancı maddelerden kurtarılması, yani filizin hazırlanması (zenginleştirilmesi)
gerekir. Bu konuda daima uygulanan yöntem:
 Kırma
 Öğütme
 Ayıklama
İşlemlerinden ibaretti fakat son zamanlarda daha çok yüzdürme (flotasyon)
metodu uygulanmaktadır. Kırılıp öğütülerek toz haline getirilen maden filizi
temizlenir. Bazen daha hafif olan çamur yıkanarak cevherden uzaklaştırılabilir.
Bunun için de çoğu kez az eğimli karıştırma tablaları kullanılır.

23.  Yüzdürme (Flotasyon): Bu yöntem özellikle kurşun, çinko ve bakır sülfür cevherlerine, ayrıca
karbonat ve silikatlara uygulanabilir.
 Toz halindeki cevher suyla karıştırılır.
 Karışıma dikkatle seçilmiş bir yağ eklenir ve hava üflenerek köpük oluşturulur.
 Metal taşıyan tanecikler yağla örtülür ve hidrofob tanecikler haline gelir, köpükteki hava
zerrelerine yapışır, böylece hafifleyerek yüzeye çıkar.
 Hidrofil çamur taneleri ise suyla ıslanır ve kabın tabanına çöker. Böylelikle cevher
zenginleştirilmiş olur.

24.  Uygulanan fiziksel işlemlerden sonra zenginleştirme çoğunlukla kimyasal
değişmeleri de içerir.Bu değişmelerle cevherdeki metal bileşikleri, metale
daha kolay indirgenebilecek türde başka bileşiklere dönüştürülür. Su veya
nem içeren cevherler kalsinasyon denen ısıtma işlemiyle uçucu
maddelerden arındırılır.

25.  Metalürjik işlemin 2. aşaması metalin ergimiş(erimiş) halde elde edilmesidir ki
buna ergitme denir. Ergitmedeki kimyasal tepkime metal bileşiğinin
indirgenmesidir. Bu tepkimelerde hem indirgenme hem yükseltgenme
olur.Çeşitli cevherlerin indirgenmesinde kullanılan yöntemler şu şekildedir:
KARBON, KARBONMONOKSİT İLE İNDİRGEME
HİDROJEN İLE İNDİRGEME
AKTİF METAL İLE İNDİRGEME
ELEKTROLİT İLE İNDİRGEME (ELEKTROLİZ)

26.  Çeşitli indirgen maddeler kullanılarak elde edilen metaller çoğu zaman
metal ya da ametal safsızlıkları, cüruf ve çözünmüş gazlar içerir. Bunların
giderilmesi, özellikle bazı kullanım şekilleri için gereklidir.
Cüruf, tamamen saf olmayan metaller eritildiği
zaman yoğunluk farkı nedeniyle yüzeyde biriken daha
hafif metallere verilen isimdir.
 Metallerin saflaştırılmasında en çok elektroliz yöntemi kullanılır.
 Elektrolizde; saf olmayan metal anodu, saf bir metal parça da katodu
oluşturmak üzere bir elektrolit pil yapılır. Anotta yükseltgenme ve katotta
indirgenme işlemleri gerçekleşir.

27.  Metallerin hepsi (cıva elementi hariç) oda koşullarında katıdır.
 Bütün metaller parlaktır ve ışığı yansıtırlar.
 Metaller, tel, levha ve toz haline gelebilir.
 Esnektirler; eğilip bükülebilirler.
 Elektrik ve ısıyı iyi iletirler. (Gümüş ve bakır en iyi iletir.)
 Soy metaller (altın, platin gibi) dışında diğer metaller havada paslanır
yani oksitlenirler.
 Metaller birbirleriyle bileşik yapmaz. Ancak birbiri içinde eritilerek
alaşım dediğimiz karışımları oluştururlar.
 Metalin oksitlenmesi sonucu yüzeyde oluşan “pate” adı verilen tabaka
metalin bozulmasını geciktirir.
 Metaller sert ve yumuşak diye ikiye ayrılırlar. Sert metaller yumuşak
metalleri çizerler.

28.  Çekmeye karşı dayanıklılık: Metal çekildiği zaman kopmaya karşı direnç gösterir, bu
da onun çekmeye karşı dayanıklılığını ortaya koyar.
 Basınca karşı dayanıklılık: Metal üzerine yük uyguladığımız zaman metalin yüke karşı
gösterdiği dirençtir.
 Kesmeye karşı dayanıklılık: İki ayrı metal plakası perçinlendiği zaman iki metalin
karşılıklı çekmesi sonucu perçin kısmında meydana gelen dirençtir.
Perçin
 Galvaniz : Bir metalin tek veya çift tarafının başka bir metalle kaplanmasıdır.
 Darbeye yada kırılmaya karşı dayanıklılık : Metal bükülebildiği kadar bükülür ve
zayıf olduğu noktada kırılır. Metalin bu kırılmaya karşı gösterdiği direnç dayanıklılığını
gösterir.
 Şekil değiştirme (deformasyon) : Metal iki tarafından çekildiği zaman incelir ve kopar.
 Uzama: Metalin bir delikten çekilerek tel haline gelmesidir.
 Sertlik: Metal ve alaşımların delinmeye ve aşınmaya karşı gösterdiği dirençtir.

29.  Uygulamada kullanılan metaller üstün mekanik ve fiziksel özellikleri nedeni
ile en çok kullanılan ve en önemli malzeme sınıfını oluştururlar.
 Metallerin elastisite modülleri diğer
yapı malzemelerine göre (beton, ahşap
ve plastik) 20-50 kat, mukavemetleri ise
5-20 kat daha fazladır.
Örneğin Çelik diğer malzemelere oranla
yük taşıma konusunda avantajlı bir
malzemedir. Bir kiriş ele alındığında
kendisine etkiyen yük 2 kat arttığında betonarme
kirişte elde edilen geometrik büyüme oranı
çelik kiriştekine kıyasla daha büyüktür.
Bu döşeme yüklerinin büyüklüğü nedeniyle
otopark yapılarında çelik kullanılması avantaj sağlamaktadır.
Bu yapılarda çelik taşıyıcı sistem kullanarak döşeme kiriş yükseklikleri
betonarmeye göre az olacağından daha çok park katı elde etmek mümkün
olacaktır.

30.  Metaller korozyona karşı dayanıklı olup daha pahalıdırlar.
 Yarı - metal ve metal, dünyada 97 eleman bulunmaktadır. Etrafımızı
çevreleyen ortamda, günlük yaşantımızda ise her gün yaklaşık 8 - 10
metal ile karşılaşırız.
 Bir yapıda yapısal ve dekoratif olarak kullanılan metalleri
araştırdığımızda bunların esas olarak Bakır, Kalay, Çinko, Kurşun,
Alüminyum, Demir - Çelik, Nikel ve Krom olduklarını görürüz.
Estetik ve sağlamlığı harmanlayarak binaların ve çevrenin görüntüsüne
zenginlik katan ve kalıcılık sağlayan bu metallerin hiç
bozulmayacaklarını tahmin ederiz. Oysa metaller de zamanla bozulurlar
ve kendilerine verilen işlevleri yerine getiremez hale gelirler.

31. Bozulma
Fiziksel Bozulma
Aşınma(yağmur,toz vb.
etkenlerle)
Yorulma(elastiklik
sınırının zorlanması)
Akma(Güç ve ısı ile
deformasyon)
Aşırı yüklenme
Yangın
Birleştirme hataları
Kimyasal Bozulma
Fazla nem, deniz suyu,
toprak suyundaki tuz ve
asitlerin etkisi ve organik
etkenlerden kaynaklanan
bozulmalar
Üniform korozyon(metalin
tümünde)
Bölgesel korozyon
Noktasal korozyon
İç korozyon
Atmosferik korozyon(su ve
rutubetle) *KÜTLE KAYBI*
Korozif elemanlardan
oluşan korozyon (Fluorid,
Klorid, Bromid)

32. Nur Seval Kuzu
Kaynak: kromnedir.com
on5yirmi5.com

33. YOĞUNLUKLARINA
GÖRE
• AĞIR METALLER
(KURŞUN, BAKIR,
ÇİNKO, DEMİR)
• HAFİF METALLER
(ALÜMİNYUM,
MAGNEZYUM)
KULLANILIŞ
YERLERİNE GÖRE
• TAŞIYICI KAPLAMA
• DOĞRAMA
• TESİSAT
• İNCE YAPI
SİSTEMLERİNDE
YER ALAN
MALZEMELER
İÇERİKLERİNE GÖRE
• DEMİRLİ
METALLER:
KARBON ÇELİĞİ
ÇELİK
ALAŞIMLI ÇELİK
• DEMİRSİZ
METALLER:
• BAKIR
• ALÜMİNYUM
• PİRİNÇ
• KURŞUN

34.  AZ MİKTARDA (%2’DEN AZ) KARBON İÇEREN
 DEMİRLİ METALLERE ÇELİK DENİR.
 PASLANMAZ ÇELİK, DEMİRİN BİLİNEN 2000
ÇEŞİT ALAŞIMINDAN BİRİDİR.
 ÇELİK DEMİRDEN DAHA ELASTİKTİR.
 ÇEKME DAYANIMI DAHA YÜKSEKTİR.
 DEMİR OKSİTLENDİĞİ İÇİN HAVAYLA TEMAS
ETMEMESİ GEREKİR.

35.  DEMİR VE ÇELİK YAPI ELEMANLARI
ÇOK DAYANIKLI VE AĞIR OLDUĞUNDAN STATİK VERİMLİLİK
AÇISINDAN EN UYGUN GEOMETRİK
KESİTLERDE ÜRETİLİR.

36.  HAVA KOŞULLARINA
DAYANIMI VE
İŞLENEBİLİRLİĞİ
YÜKSEKTİR.
 CEPHE KAPLAMASI,
KAPLAMA LEVHASI VE
ÇATI DİRENAJ ELEMANI
OLARAK KULLANILIR.

37. YAPILARDA ÇOĞUNLUKLA
GÜMÜŞLE VE AZ MİKTARDA
TİTANYUMLA ALAŞIM
HALİNDE KULLANILIR.
BU SAYEDE ÇİNKONUN
ISIL GENLEŞMESİ
AZALIR, ELASTİKLİĞİ
ARTAR.
KAYNAKLA
BİRLEŞTİRİLMESİ DE
MÜMKÜN HALE GELİR.

38.  RENGİ PARLAK KIZIL
KAHVEDİR.
 GEREK GÖRÜNÜŞÜ
VE GEREKSE HAVA
KOŞULLARINA
DAYANIMI
NEDENİYLE SIKÇA
KULLANILAN BİR
YAPI
MALZEMESİDİR.

39.  MAT GRİ
RENKLİDİR.
 SERT DEĞİLDİR,
MAKASLA
KESİLEBİLİR
VE ELLE
BÜKÜLEBİLİR.
 TOKSİK İÇERİR

40. ÇATILARDA
ÖZELLİKLE DE
BAŞKA
MALZEMELERLE
YAPILMASI HEM
ZAHMETLİ HEM DE
MASRAFLI OLAN
ÇATI
BÖLÜMLERİNDE
TERCİH EDİLİR.

41.  BRÜT YOĞUNLUĞU
DÜŞÜK OLDUĞUNDAN
HAFİF BİR METALDİR.
 AĞIRLIĞI AZ AMA HAVA
KOŞULLARINA
DAYANIMI YÜKSEK
MALZEME GEREKTİREN
KOŞULLARDA,
ÖZELLİKLE DE CEPHE
KAPLAMALARINDA
KULLANILIR.

42.  YÜZEYİNDE OLUŞAN
DOĞAL OKSİT
TABAKASI ATMOSFERİK
AŞINDIRMAYA KARŞI
KORUR.
 YAPAY OKSİTLENMEYLE
(ANOTLAMA) BU
KORUYUCU (ELOKSAL)
TABAKA
GÜÇLENDİRİLİP
RENKLENDİRİLEBİLİR.

43.  Erimesi ve öteki metallerle alaşımları oluşturması sırasında önemsiz bir
buharlaşma görülür.
 Pek çok başka metalle alaşım yapar ve onlara sertlik ve dayanıklılık
kazandırır.
 Erimiş haldeki kalay; demir, çelik, bakır ve bakır-yoğun alaşımlara
uygulandığında yüzeylerine tutunarak parlak bir kaplama oluşturur.
 Kalay kaplamak, altındaki metalin oksitlenmesini önler, şekil verilebilir ve
lehimlenebilir özelliğiyle metalin sonraki işlemlerine olanak sağlar.
 Kalayın iki allotropik şekli vardır: Beta kalay (beyaz kalay) ve alfa kalay
(gri kalay).
 Sulu çözeltilerde, oksijen korozyon olayını hızlandırır.

44.  Metallere sertlik sağlanması için kullanılır. En önemli kullanım alanı Nikel ile beraber paslanmaz
çeliklerdedir.
 Oluşturduğu krom oksit tabakası çelik yüzeyini film tabakası gibi kaplar ve kimyasal korozyona
karşı dayanıklılık sağlar.
 Demir ile olan alaşımına ferro-krom demir ki buna çelik de denir.
 Krom en başta demiri sertleştirmekte
kullanılır. Krom-demir alaşımı çok sert
olduğundan eğe gibi aşındırıcı âletlerin
yapımında işe yarar. Krom-nikel
alaşımının katıldığı demir ise çok
dayanıklı ve esnek bir çelik verir.
 Krom çeliğe sertlik, kırılma ve darbelere karşı direnç, aşınma ve oksitlenmeye karşı koruma
sağlar.

45. Metallerin Kullanım
Alanları

46. DEMİR’İN KULLANILDIĞI ALANLAR
 betonarme yapılarda betonun döküleceği kiriş, kolon ve temellerde
dayanımı arttırma amacıyla kullanılır.
 inşaat demiri yapımında kullanılır.
 otomotiv yapımında,
 gemi sanayisinde gemilerin gövde kısımlarında,
 beton , kiriş ve yüzeylerin güçlendirilmesinde,
 binaların sağlamlaştırılması için temellerde,
 çelik sanayide hammadde olarak kullanılır.
 elektrikli ve elektronik aletlerde kullanılır.

49. ÇELİĞİN KULLANIM ALANLARI
 Ofis , okullar , Alışveriş merkezleri
 Konut , Fabrika , Hangar , Havaalanı
 Spor Tesisleri , cepheler , çatılar
 Betonarme yapılarda
 Tünel kalıp sisteminde
 Perde ve istinat duvarlarında
 Otoyol ve saha betonlarında
 Baraj , kanal gibi su yapılarında
 Prefabrik yapı elemanlarında
 Endüstriyel yapıların çeşitli konstrüksiyonlarında

50. Stadyum
Spor Tesisleri

51. Köprüler , Tren Yolları , Metro ve
Tünel Yapımı

52. BAKIRIN KULLANILDIĞI ALANLAR
 Elektriği diğer bütün metaller içinde gümüşten sonra en iyi ileten
metal olması nedeniyle iletim amaçlı araçlarda
 Endüstriyel önemi yüksek, pirinç, bronz gibi alaşımlar yapmasıdır.

53.  Çıplak iletkenler, baralar, yalıtılmış hava hattı ve yeraltı güç kabloları
ve ek malzemeleri elektrik enerjisi iletim ve dağıtımının başlıca
elemanlarıdır
 Elektrik ve elektronik sanayi
 Bakır,inşaatlarda beton, kiriş ve yüzeylerin güçlendirilmesinde
kullanılır.

54. Boya
Sanayii
Ulaşım
Sanayii

55. ÇİNKONUN KULLANIM ALANLARI
 Korozyondan korunma amacıyla , demir çelik gibi diğer metallerin
galvanize edilmesinde kullanılır.
 Üzerinde koruyucu bikarbonat tabakası bulunduğundan havadan
etkilenmeyen çinko levhalar, damların kaplanmasında kullanılır.

56.  gümüş , değişik lehimlerin alaşımların yapımında
 pillerin gövdelerinin yapımında kullanılır.
 ahşap koruyucu olarak kullanılır.
 floresan lambaların yapımında da kullanılır.

57.  İnşaat sektöründe galvanizli saclar , konstrüksiyon malzemeleri
 elektrik ve diğer havai hat direkleri galvanizlemenin en çok
kullanıldığı alanlardır.

58. ALÜMİNYUM NERELERDE KULLANILIR ?
 Dekorasyon malzemelerinin ana maddesidir. Balkon , merdiven
korkuluklarda yaygın olarak kullanılırlar.
 -Yapı sektörü , taşıma sektörü , havacılık sektörü ve uzay sektöründe
çok önemli yer tutar.

59.  Boya malzemesi olarak kullanılır.
 Modern makinelerin yapılmasına alüminyum çok kullanılır.
 Otomobiller , uzay mekikleri , uçaklar , kamyonlar , demiryolları ,
gemiler , bisikletler

60.  Konserve kutuları , yiyecek sarma folyöleri , pencere , kapı , kaplama
ve kablolama
 Transistör ve C.P.U. üretimi
 Tren raylarında , taşımacılıkta ve mimari de kullanımı oldukça
yaygındır.
 İletkenliği yüksek olduğu için elektrik iletim hatlarında kullanılır.

61. KURŞUNUN KULLANILDIĞI YERLER
 Radyasyonu en az geçiren metal olması nedeniyle , radyasyon
izolasyonunda kullanılır.

62.  Kablo İzolasyonu , kablo kaplamasında kullanılır.
 -Alaşımlar
 Duvar kaplamalarında kullanılır
 Benzin Katkısı
 Akü İmali

63.  Ses titreşimlerini emici özelliği oldukça güçlü olduğu için ses
yalıtımında kullanılır.
 Çeşitli levha ve boruların yapımında
 Hastanelerde , okullarda , laboratuvarlarda
 Korozyonu önlediği için boyalar ve çelik konstrüksiyonlarda kullanılır.