Mermer Üzerine Yapılan Yoğun Hidroksiapatit Film Kaplamalar Üzerine Bir Araştırma

Öz

ÖZET

Mermerler, tüm kalkerli kayaçlar gibi, asidik kimyasallar ve kötü hava şartlarına karşı hassastırlar ve degredasyona uğrarlar. Özellikle asit yağmurları mermer yapı ve eserlerin en önemli ajanlarından birisidir. Mermerin ana bileşeni olan kalsiyum karbonat (CaCO3) suda çözünmez. Yine de asit yağmurundaki asitler, CaCO3'ü kimyasal reaksiyonlarla, yıkanarak çözülebilir tuzlara dönüştürebilir, bu da malzeme kaybı nedeniyle yapıların yüzeylerinde deliklerin oluşmasına, aşınmaya ve renk değişimlerine yol açar. Bu bağlamda, birçok yapı, anıt ve heykelleri çevresel aşınmadan korumak amacıyla mermer üzerine porozite içermeyen, asitlere karşı dirençli kaplamalar geliştirmek amacıyla yapılan çalışmaların sayısı hızla artmaktadır.

Bu çalışmada, mermerleri çevresel etkenlerden korumak amacıyla, yüzeylerinin yoğun Hidroksiapatit (HA) ile kaplanmasıyla ilgili yapılan bilimsel araştırmalar değerlendirilmiştir.

Anahtar Kelimeler: mermer, asit yağmurları, tarihi yapılar, hidroksiapatit kaplamalar.

ABSTRACT

Marbles, like all calcareous rocks, are sensitive to acidic chemicals and bad weather conditions and are degraded. Especially acid rain is one of the most important agents of marble structures and works. Calcium carbonate (CaCO3), the main component of the marble, is insoluble in water. However, acids in acid rain can convert CaCO3 into soluble salts by chemical reactions. This leads to the formation of holes in the surfaces of the structures due to the loss of material, the surface wear and color changes. In this context, in order to protect many structures, monuments and sculptures from environmental wear, the number of studies to develop acid-resistant coatings that do not contain porosity on marble is increasing rapidly. In this study, in order to protect the marbles from environmental factors, the scientific researches about the coating of the surfaces with dense hydroxyapatite (HA) were evaluated.

Keywords: marble, acid rain, historical structures, hydroxyapatite coatings.

Anahtar Kelimeler

• mermer,asit yağmurları,tarihi yapılar,hidroksiapatit kaplamalar

Kaynakça

1. Butler, T. J. and Likens G. E. Acid rain, Pollution, https://www.britannica.com/science/acid-rain/Effects-on-human-made-structures (E.T. 22.01.2019)
2. Çetin, C., (1998). Mermerlerin Silikatlı Solüsyonlar ile Su Geçirimsizliğinin Sağlanması. Yayınlanmış yüksek lisans tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Isparta.
3. Çetin, T. (2003). Türkiye Mermer Potansiyeli, Üretimi ve İhracatı”, GÜ, Gazi Eğitim Fakültesi Dergisi, 23 (3), 243-256.
4. De Bresser, J.H.P., Olgaard, D.L. and Urai, J.L. (2005). Effect of water on the strength and microstructure of Carrara marble axially compressed at high temperature. Journal of Structural Geology, 27, 265–281.
5. Graziani, G., Sassoni, E., Franzoni, E., Scherer, G.W. (2016). Hydroxyapatite coatings for marble protection: Optimization of calcite covering and acid resistance. Applied Surface Science Volume 368, 241-257.
6. Gökaltun, E. (2001). Atmosferik Kirleticilerin Kireçtaşı Mermerleri Üzerindeki Parlaklık Kaybına Etkisi. Yayınlanmış doktora tezi, Anadolu Üniversitesi Yayınları No:1264, Müh.-Mim. Fak. Yayınları No:4, Eskişehir.
7. Güneş, A.N. (2005). Türkiye’deki Bazı Mermerlerin Mineraloji ve Petrografik Özelliklerine Göre Kesilebilme ve İşlenebilme Parametrelerinin Matematiksel Modellenmesi. Yayınlanmış doktora tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalı, Isparta.
8. Gürü, M., Akyüz, Y. ve Akın, E. (2005). Mermer Tozu/Polyester Kompozitlerde Dolgu Oranının Mekanik Özelliklere Etkileri, Politeknik Dergisi, 8 (3), 271-274.Köktürk, U. (1997). Endüstriyel Hammaddeler Kitabı, İzmir: D.E.Ü. Mühendislik Fakültesi Yayınları No: 205, 259 s.

9. Kanellopouolou, D. and Koutsoukos, P. (2005). Inorganic Coatings for the Protection of Marble Surfaces from Deterioration. CI&CEQ, 11 (4) 161-168.
10. Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Endüstriyel Hammaddeler Alt Komisyonu, Çimento Hammaddeleri ve Yapı Malzemeleri Çalışma Grubu Raporu, “ Çimento Hammaddeleri ve Yapı Malzemeleri, Cilt – 3, Mermer”, Yayın No: DPT : 2434 – öik: 491, Nisan 1996, 25 ocak 2019 tarihinde https://docplayer.biz.tr/9853675-Cimento-hammaddeleri-ve-yapi-malzemeleri.html adresinden erişildi.
11. McGee, E. (1995). Acid Rain and Our Nation's Capital A Guide to Effects on Buildings and Monuments, p.8 https://pubs.usgs.gov/gip/7000003/report.pdf (E.T. 22.01.2019)
12. Naidu, S. and Scherer, G. W. (2012). Development of hydroxyapatite films to reduce the dissolution rate of marble, 12th International Congress on the Deterioration and Conservation of Stone Proceeding Book, 48-54.
13. Naidu, S., Blair, J. and Scherer, G. W. (2016). Acid-Resistant Coatings on Marble, J. Am. Ceram. Soc.,99[10] 3421–3428.
14. Naidu, S. and Scherer G.W. (2014). Nucleation, growth and evolution of calcium phosphate films on calcite. Journal of Colloid and Interface Science 435, 128–137.Önem, Y. (1997). Sanayi Madenleri Kitabı, Ankara: Kozan Ofset Matbaacılık San. ve Tic.Ltd.Şti., 368 s.
15. Öztekin, L. (2007). Mermerlerde Uygulanan Kimyasallar, Epoksi ve Poliester uygulanmış Mermerlerde Çekme ve Eğilme Dayanım-Sıcaklık İlişkisi. Yayınlanmış yüksek lisans tezi, İstanbul Teknik Üniversitesi, 80 s., İstanbul.
16. Sassoni, E., G., Naidu, S. and Scherer, G.W. (2011). Preliminary Results of the Use of Hydroxyapatite as a Consolidant for Carbonate Stones. Paper WW4.5, Materials Research Society Symposium WW, Materials Issues in Art and Archaeology IX, November 29 - December 2, 2010, Boston, MRS Online Proceedings Library, 1319. Sassoni, E., Franzoni, E., W. Scherer, G. and Naidu, S. (2012). Consolidation of a porous limestone by means of a new treatment based on hydroxyapatite, 12th International Congress on the Deterioration and Conservation of Stone Proceeding Book, 38-47.
17. Sassoni, E., Graziani, G., Franzoni and Scherer, G.W. (2018). Calcium phosphate coatings for marble conservation: Influence of ethanol and isopropanol addition to the precipitation medium on the coating microstructure and performance. Corrosion Science, 136, 255-267.
18. Sassoni, E., Naidu, S. and W. Scherer, G. (2011). The use of hydroxyapatite as a new inorganic consolidant for damaged carbonate Stones, Journal of Cultural Heritage, 12, 346–355.
19. Yang, F., Zhang, B., YLiu, Y., Wei, G., Zhang, H., Chen, W. and Xu, Z. (2011). Biomimic conservation of weathered calcareous stones by apatite. Cite this: New J. Chem., 2011, 35, 887–892.
20. Yang, W. F., Liu Y. and Cheng, Z. Y. (2012). Conservation of weathered historic sandstone with biomimetic apatite. Chinese Science Bulletin. 57, 2171-2176.
21. Sarıışık, G., Sarıışık, A. ve Şentürk, A. (2005). Mermer Mozaik Teknikleri ve Uygulama Alanları, 1. Burdur Sempozyumu Bildiriler Kitabı, 875-888.
22. Şentürk, A., Gündüz, L., Tosun, Y. ve Sarıışık, A. (1996). Mermer Teknolojisi Kitabı, Isparta: S.D.Ü. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Maden Mühendisliği Bölümü, 242 s.
23. Yeşilay, S. (2006). Sentetik Hidroksiapatit Esaslı Kemik Porseleni Bünyelerin Geliştirilmesi. Yayınlamış yüksek lisans tezi, Anadolu Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, Eskişehir.
24. Xu, F. and Li, D. (2017). The use of CTAB as an addition of DAP for improvement resisting acid rain on limestone. Applied Surface Science, 422,1059–1066.