Behavior of Sille stone against acid rain

Yüksek Lisans Tezi
Yapılar, asit yağmurları ve farklı nedenlerden kaynaklanan asitler ile tepkimelere girmektedir. Yapı malzemelerinin asitlerle girdiği tepkimeler sonucunda kimyasal ve fiziksel özellikleri değişmektedir. Konya İli Sille İlçesinde taş ocaklarında bulunan Sille taşı da eski tarihlerden beri kullanılan bir yapı malzemesidir. Bu çalışmada, farklı kültür ve uygarlıklar ile günümüze kadar taşınmış, tarihi eserlerde kullanılan Sille taşı yapı malzemesinin asit yağmurlarına karşı dayanımı ele alınmıştır. Yağmur sularının pH değeri 5.6 – 6 arasında değişerek asidik özellik göstermektedir. Yağmurların pH değerinin 5’in altına düşmesi asit yağmurlarına neden olur. Dünyada asit yağmurlarının pH değerinin yer yer 3’e kadar düştüğü de gözlemlenmiştir. Bu çalışma kapsamında, öncelikle Sille taşının kimyasal ve fiziksel yapısı belirlenmiştir. Taşın kimyasal yapısını belirlemek için SEM analizi ile morfolojisi, EDS ile element haritalaması ve XRD analizi ile kristal yapısı tespit edilmiştir. Taşın mukavemetini belirlemek için ise basınç deneyi yapılmıştır. Taş farklı ortamlarda yaşlandırılarak benzer karakterizasyonlar yapılmış ve taşın asit yağmurlarına karşı davranışı incelenmiştir. Taş, atmosfer koşullarında, su ortamında, zayıf bir asit olan ve pH derecesinin asit yağmuruna yakınlığı nedeniyle sitrik asitte, asit yağmurlarında sıkça rastlandığı için sülfürik asit, nitrik asitte ve bunların karışımında Sille taşının davranışı incelenmiştir. Bu amaçla, Sille İlçesinde bulunan taş ocaklarından 7x7x7 cm3 numuneler alınmış ve bahsi geçen asidik ortamlara maruz bırakılmıştır. Asidik ortamlar için 1 molarlık derişimler hazırlanmıştır. Taş numunelerinin vernikli ve verniksiz halinin asidik ortamda gösterdiği davranışları incelemek amacı ile her test, vernikli ve doğal olmak üzere iki durum için tekrar edilmiştir. Zamanla Sille taşlarının hem fiziksel hem kimyasal özelliklerinde değişim olmuştur. Taş ocağından çıkan numune ilk etapta dayanım kazanmış, ancak ilerleyen zamanlarda dayanımda düşmeler olmuştur. Sille taşı verniklendiğinde ise iyileşme yavaşlamış, ancak taş daha kararlı hale gelmiştir.
Sille stone, which has quarries in the Sille District of Konya, is a structural material that has been used since ancient times. Structures react with acid rain, and acids formed for different reasons. Building materials lose their chemical and physical properties due to their reaction with acids. The aim of this study is to examine the resistance of historical artifacts against acid rain which have been built with Sille stone by different cultures and civilizations. The pH value of rainwater varying between 5.6 and 6 shows acidic characteristics. It has been also observed that the pH value of acid rain drops below 5 and to 3 in some parts of the world. In this study, first of all, the chemical and physical structure of Sille stone was determined. To determine the chemical structure of the stone, its morphology was examined by SEM analysis, elemental mapping by EDS and crystal structure by XRD analysis. The compression test was applied to determine the strength of the stone. Similar characterizations were made by aging the stone in different environments, and the behavior of the stone against acid rain was investigated. The behavior of Sille stone against acid rain in atmospheric conditions, in the aquatic environment, in terms of pH, and the behavior of citric acid, which is a weak acid, and sulfuric acid, nitric acid and their mixtures, is frequently encountered in acid rain. For this purpose, 7x7x7 samples were taken from the stone quarries in Sille District and exposed to the abovementioned acidic environments. 1 molar concentration has been prepared for acidic media. To examine the behavior of lacquered and unvarnished stone samples under acidic conditions, each test was repeated for two cases, lacquered and natural. Over time, both the physical and chemical properties of Sille stones have changed. The sample taken from the quarry gained strength in the first step, however, later there were decreases in strength. When the Sille stone was varnished, healing slowed down, but the stone became more stable.