Küfeki Taşı Nedir? Fiziksel ve Kimyasal Özellikleri

Küfeki Taşı

Küfeki taşı, Roma ve Bizans döneminde kullanılmaya başlanan; Osmanlı’nın, özellikle de Mimar Sinan’ın elinde zirveye ulaşan, Dünya’da “İstanbul taşı“, Osmanlı’da ise “Bakırköy Taşı“, olarak anılan, maktralı kalker ya da lümaşelli kalker olarak bilinen ve 2 bin-2 bin 500 yıl gibi uzun bir zaman ayakta kalabilen bir taştır.

Kullanımı gibi ismi de (Küfeki ya da Köfeki) eskilere dayanır. Kökeni yeni Yunanca kufaki “ponza taşı veya talk” sözcüğünden alıntıdır. Eski Yunanca koupholipermthos “bir tür hafif ve süngersi taş” sözcüğüyle eş kökenlidir. Bu sözcük eski yunanca kouphos “kof, hafif” sözcüğünden türemiştir. Günümüzde çabuk kırılan taş, sünger taş, gevrek, yumuşak, kof anlamlarına gelmektedir.

Bir kalker türü olan küfeki taşının yapısında deniz kabukları ve yoğun bir şekilde istiridye kabukları bulunmaktadır. Bol kabuk fosilli, gözenekli, kalsit özellikli dokuya sahip olan küfeki taşının kimyasal bileşimindeki karbonat oranının yüksekliği sebebiyle asit ile reaksiyona girdiği zaman hızlı bir köpürme gözlenir. Açık bej ve beyaz renkte bulunan ince taneli kumlu kompakt bir kayaç olan küfeki taşının önemli özellikleri; ocaktan çıkarıldığı anda yapılacak uygulamalara hazır olması, kolay işlenebilme özelliğine sahip olması ve havayla teması sonrasında sertliğinin artıp dayanıklılık kazanmasıdır.

Bizans ve Osmanlı dönemlerinde çok önemli eserlerde kullanılmış olan küfeki taşı Mimar Sinan’ın İstanbul ve Trakya bölgesindeki eserlerinde ana malzeme olarak kullanılmıştır. Mimar Sinan’ın eserlerinde oldukça zengin bir kullanım alanı bulan küfeki taşı dış cephe kaplamalarında, iç mekan hacimlerinde, döşeme kaplamalarında, kemerlerde, süslemelerde ve mihraplarda kullanılmıştır.

Küfeki Taşının Kullanım Alanları

Tarih boyunca birçok eserde kullanılan küfeki taşı Roma, Bizans ve Osmanlı döneminde surlar, su kemerleri, Topkapı Sarayı, Süleymaniye Camii gibi birçok önemli yapılarda kullanılmış, özellikle Osmanlı döneminde Mimar Sinan’ın eserlerinde oldukça zengin kullanım alanı bulmuştur. Mimar Sinan ustalık eseri olarak tanımladığı Edirne Selimiye Camiisi’nde bölgeden çıkarılan küfeki taşını kullanmıştır.

Şehzade Cami, Süleymaniye Cami ve Mihrimah Sultan külliyeleri gibi İstanbul’un silüetini etkileyen önemli yapıları Bakırköy çevresinden çıkarılan yoğun ve homojen tabakalardan hazırlanmış olan küfeki taşı blokları ile inşa etmiştir.

Mimar Sinan yapıların dış duvarlarında, gövde örgüsü ve dış kaplama olarak, iç mekanda iç duvar malzemesi ve döşeme kaplaması olarak, taşıyıcı ayaklarda, kemer, portal, mihrap ve parmaklıklarda olmak üzere eleman ve bileşen düzeyinde geniş bir aralıkta küfeki taşını kullanmış ve küfeki taşının işleniş biçimlerini çeşitli olarak kullanmıştır.

Küfeki taşını camilerin beden duvarları ve ayaklarında kesme taş olarak, cephelerinde ise taş tuğla almaşık ya da düzgün derzli kaba yonu örgülü olarak kullanmış ve sadece taşıyıcı sistem elemanları olarak değil süslemelerde de özellikle iki renklilikte etkinliği güçlendirmek amacıyla kemer taşı olarak da işlenmiş şekilde kullanmıştır. Ayrıca Mimar Sinan’ın küfeki taşını kullanırken yapıyı bir bütün olarak ele aldığını, tasarım ile sistem içindeki yük aktarımını yaptığı ve bunu küfeki taşı ile birleştirirken taşın zaman içinde bazı özelliklerinin iyi yönde değiştiğini gözlemlediği görülmektedir.

Küfekı Taşının Fiziksel ve Mekanik Özellikleri

Küfekı Taşının Genel Özellikleri
Tanım	Bol fosilli, boşluklu, kripto-kristallı kireçtaşı
Fiziksel Özellikleri	Birim hacim ağırlık (gr/cm3)	2.19
	Porozıte	%12.60
	Su emme (ağırlıkça)	%5.70
	Su emme (hacmice)	% 11.08
	Kılcallık kat sayısı (cm2/sn)	4.93 10-6
	Donma çözülmede ortalama ağırhk kaybı	% 0.28
Mekanik Özellikler	Tek eksenli basınç dayanımı (kgf/cm2)	f1=332 kgf/cm2 f3o=455 kgf/cm2
	Çekme dayanımı (kgf/cm2)	f30=36
	Elastise Modülü (kgf/cm2)	E= 240000
	Yüzeysel sertlik okuması	R(1)=47.7 R(30)=50.1
	Ultra ses hızı (km/sn)	V(i)=3.88 V(30)=5.01

Küfeki taşı kalker, silis ve fosil (istiridye ve midye gibi) çökeltilerden oluşmuş genellikle açık bej ve beyaz tonlardadır. İnce taneli, kumlu görünümde olan fosilli, boşluklu kompakt bir taş olan küfeki taş ocağından çıkmadan önce yumuşak bir yapıya sahiptir. Bu sebeple işlenmesi kolay olan küfeki taşı ocaktan çıkarıldıktan sonra havadaki karbondioksit (CO2) gazını alarak sertleşmeye başlar. Uzun süren bu sertleşme mukavemetini daha çok artırır.

Küfeki taşının taş ocağındayken hafif, kolay kesilip işlenebilir olması ve dayanımının düşükken belli bir zaman sonunda çekme – basınç ve kayma dayanımları ile elastisite modülü artmaktadır. Buna karşın gaz ile su difüzyonu ve permeabilitesi azalmaktadır. (Permeabilite nedir?)

Ocaktan ilk çıkarıldığında birim hacim ağırlığı =2.2 t/m2, porozitesi = %12-13, su emmesi = %1.5 (ağırlıkça), basınç dayanımı = 20-30 MPa (15 cm3) olan küfeki taşı atmosfer koşullarında bekletildiğinde bünyesine CO2 alarak hızlı karbonatlaşma süreci ile boşluklarının bir bölümü kalsiyum bikarbonat (Ca(HCO3)2) ile dolmaktadır. Küfeki taşının porozitesi azalıp birim hacim ağırlığı artarken, su emmesi azalır.

Karbonatlaşma sonucunda basınç dayanımındaki artışın gelişimi beton ile büyük benzerlik gösteren küfeki taşının beton ile arasındaki en kritik farklılığın betonun t= 0 anında f= 0 olması küfeki taşının ise t= 0 anında f= fo gibi ilk dayanıma sahip olmasıdır. Küfeki taşlarına yapılan deneylerde dayanımının ocaktan çıktıktan otuz gün sonra 45 MPa olduğu belirlenmiştir.

Yapısında su mevcut olan küfeki taşının bu suyun bir bolumu uçarken bir bölümü de dış çeperlerden içeriye doğru zamanla gelişen kalınlıkta karbonatlaşmanın sonucunda oluşan katman içinde hapsolmakta ve bünyede olan suyun varlığı ile birlikte dinamik yükler altında yapının taşınma gücüne ek katkılar sağlamaktadır. Bağımsız boşluklu bir yapısı mevcut ve 0,1 μm dan küçük boşluklarının az olduğu küfeki taşı türü sıcaklık değişimleri, donma çözülme, ıslanma kuruma vb gibi dış etmenlerden daha az etkilenmektedir.

Kaynaklar;
Arıoğlu, E. (1994). İstanbul Sazlıbosna küfeki taşının mühendislik özelliklerinin araştırılması raporu, İstanbul Vakıflar Bölge Müdürlüğü Arşivi, İstanbul.
Arıoğlu, N., ve Arıoğlu, E. (1997). Mimar Sinan'ın seçtiği taş: küfeki ve çekme dayanımı, 14. Türkiye İnşaat Mühendisliği Teknik Kongresi, İzmir.
Emine Merve ÇAPAR-BAZI KÜFEKİ TAŞLARININ FİZİKSEL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN KARŞILAŞTIRMALI OLARAK İNCELENMESİ
Gökhan UMAROĞULLARI-ERKEN DÖNEM OSMANLI YAPILARINDA KULLANILAN TRAKYA BÖLGESİ KÜFEKİ TAŞLARININ FİZİKSEL VE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN SONUÇLARI ÜZERİNE BİR MODEL ÖNERİSİ