YAPI MALZEMESİ. ALÇI (CaSO 4.½H 2 O)

Transkript

1 ALÇI (CaSO 4.½H 2 O)

2 Alçı bilinen en eski bağlayıcı maddelerden biridir. Eski Mısır uygarlığının bir çok yapıtında bağlayıcı madde olarak, Yunan ve Roma yapılarında duvar sıvası, renkli fresk olarak kullanıldığı bilinmektedir. XIV. Yüzyılda İtalya da stucco (su, alçı, boya, mermer tozu) adı altında kullanılmıştır. YAPI MALZEMESİ

3 Osmanlı devrinde ise alçı vitray tekniği ile pencerelerde ve duvarlarda süsleme olarak uygulanmıştır yılındaki Londra yangınından sonra ahşap binaları yangından koruduğu gözlenen alçı sıva Fransa da zorunlu hale getirilmiş ve sıva alçısı Plaster of Paris (Paris alçısı) ismini almıştır.

4 1700 lerden itibaren alçıtaşı toprak ıslahında özellikle de sebze, yerfıstığı, pamuk, patates gibi ürünlere kalsiyum ve kükürt sağlayıcı gübre olarak kullanılmıştır. 19. yüzyılda iç mekanlarda tavan süslemesi olarak kartonpiyer adı altında kullanılmaya başlanmıştır

5 Alçı kalsiyum sülfatın çözünen ve çözünmeyen türlerinin karışımından oluşur. Bu madde suyun etkisiyle donup sertleştiğinden, hidrolik bağlayıcılar sınıfından bir yapı malzemesidir. Beyaz renkli, inorganik esaslı bir bağlayıcı türü olan alçı, su ile karıştırıldığında kısa süre içinde katılaşma özelliği gösterir.

6 En eski bağlayıcı maddelerden olan alçı artık günümüzde bağlayıcı madde olarak pek kullanılmamaktadır. Alçı, içine başka malzeme katılmaksızın tek başına kullanılır. Ancak çekme dayanımını arttırmak amacıyla içine lifli malzemeler katılabilir.

7 Günümüzde alçı, hammadde öğütme şekli ve pişirme sıcaklığına göre çeşitli tiplerde üretilir. Kaba (adi), birinci, ekstre, şaplı (mermer), estrik alçısı, stukko alçısı,değişik tip sıva alçıları (kartonpiyer, saten sıva alçıları, vb.) gibi çeşitli alçı ürünleri vardır. YAPI MALZEMESİ

8 Kazı Kırma parçalama Öğütme Pişirilme Soğutma Paketleme YAPI MALZEMESİ Üretim aşamaları

9 Alçı Üretimi ve İnşaatta Kullanım Alanları Doğada : Alçı taşları Saf alçı taşı : CaSO 4.2H2O İçerdikleri : MgO, Al 2 O 3, Fe 2 O 3, SiO 2, CaCO 3, MgCO 3... Alçı yapımında kullanılan alçıtaşı (jips), çoğunlukla beyaz ve yumuşak bir mineral olup, özgül ağırlığı 2.3, sertliği civarındadır.

10 Asitlerden etkilenmez, suda az çözünür. Türkiye'de alçıtaşı, Burdur, Kütahya, Ankara, Bandırma, İstanbul dolaylarında bulunmaktadır.

11 o C Alçı, kimyasal formülü CaSO 4.2H 2 O olan alçıtaşının(jips) uygun sıcaklıkta ısıtılarak, atmosfer basıncı altında kısmi dehidratasyon işlemine uğratılıp, öğütülmesi ve elenmesi ile elde edilir.

12 Bu şekilde elde edilen alçıya β- yarımhidrat veya β alçı adı verilir ve piyasada yaygın olarak kullanılır. Kalsinasyon (yakma) yüksek buhar basıncı altında otoklavlarda gerçekleştirilirse α-yarımhidrat adı verilen daha iyi kalitede bir alçı elde edilir

13 β-yarımhidrat küçük ve belirsiz kristaller içeren boşluklu partiküllerden oluşmaktadır. β -yarımhidrat yaklaşık 1.25 g/cm 3 yoğunluğunda olup, en fazla 250 kgf/cm 2 basınç dayanımına sahiptir. α -yarımhidrat partikülleri ise iri ve düzgün kristal yapıda, sıkı ve çoğunlukla saydamdır.

14 Sıcaklık C nin üstüne çıkarsa alçı taşı tüm suyunu kaybedip, anhidrit haline gelir. Ancak elde edilen toz bağlayıcı değildir, yani priz yapmaz.

15 Anhidrit (CaS0 4 ) 600 C ' ye kadar ısıtılırsa çok geç priz yapan estrik alçısı elde edilir. Bu alçıya çok az (%1) potasyum sülfat, jelatin veya şap eklenerek, özel işlemlerle İngiliz çimentosu denilen, yapıların dışında da kullanılan sert bir kaplama malzemesi elde edilir. İngiliz çimentosu 1-4 saat arası donar. Potasyum sülfat donmayı hızlandırmak için eklenir. Basınç dayanımı yaklaşık 3 MPa dır. Barok devirden kalan yapılarda suni mermer olarak bu malzeme kullanılmıştır.

16 Alçının en önemli özelliği hidratasyon niteliğidir. Hidratasyon moleküler yapısına hidrat suyu almak anlamına gelir. Alçı su ile karıştırılınca ısıtma ile çıkan kristal suyunu tekrar bünyesine alarak katılaşır. Aslında çok daha karmaşık olan hidratasyon olayı aşağıdaki reaksiyonla gösterebilir:

17 Ancak yukarıdaki denkleme göre, hidratasyon için gerekli su miktarı alçının %18.62 si ise de, çalışılabilir kıvam için gerekli su miktarı daha fazladır. Zira, hidratasyona katılmayan su tanecikleri alçının içine dağılır. Buharlaştıktan sonra gözenekli bir kütle oluşur. Yoğurma suyu miktarı alçının cinsine göre değişir. Kaba alçılarda bu oran % 75, dişçi alçısı denilen ince alçılarda % 60 oranındadır.

18 Alçı günümüzde cam sanayii, kalıpçılık, boya, tutkal, plastik üretimi ve ecza sanayii gibi çok çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. İnşaat sektöründe, inşaat alçısı, sıva alçısı, perlitli sıva alçısı, saten perdah alçısı, makina sıva alçısı, kartonpiyer alçısı, derz dolgu alçısı gibi toz ürünlerin yanısıra, iç mekanlarda ara bölme, tavan kaplama elemanı, alçı blok elemanı olarak kullanılmaktadır.

19 Alçıya normal su yerine, jelatinli veya tutkallı su karıştırılacak olursa, stukko adı verilen kurak iklimler için uygun sert bir yapı malzemesi elde edilir. Stukko, renklendirilip, düzeltilip, cilalanırsa mermere benzer, daha çok yapıların içinde kullanılan bir malzeme elde edilir.

20 Alçıdan plasterboard adı verilen, tavan kaplaması ve bölme paneli işlerinde kullanılan prefabrik yapı malzemeleri üretilmektedir. Bu elemanlar alçının iki karton veya cam tülü esaslı tabaka arasına basınçla sıkıştırılması ile elde edilirler. Bu levhaların ses yutma yetenekleri çok iyidir. Bunların çakılmasında galvanizli çivi kullanılır, aralıklar yine alçı ile doldurulur. Karma suyuna hidrojen peroksit ve CaCl 2 katarak alçıyı gözenekli yapmak mümkündür.

21 Yapı Malzemesi Olarak Alçının Özellikleri Birim hacim ağırlığı çimento esaslı yapı malzemelerine göre daha düşüktür (alçı sıva ~ 1000 kg/m 3 ). Bu durum yapı elemanı olarak kullanılması halinde, yapı taşıyıcı sitemine aktarılan zati yüklerde önemli ölçüde azalma sağlayabilmektedir.

22 Alçının ısı iletkenlik dereceleri alçı hamurunun birim hacim ağırlığına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Birim hacim ağırlığı, hamura katılan alçı/su oranına bağlıdır. Alçı hamurundaki alçı oranı fazlalaşıp su oranı azaldıkça alçının birim hacim ağırlığı artar.

23 Günümüzde ısı iletkenlik değerleri saptandığında, alçının ısı iletkenlik değerinin doğal malzemeler arasında ahşaba çok yakın olduğu ve diğer doğal malzemelerden daha az ısı ilettiği görülmüştür.

24 Alçı çeşitleri (TS370) Yapı Alçısı : Alçıtaşının öğütülüp pişirilmesiyle elde edilen, genellikle bina bölümlerinin fabrikada imalatı veya yerinde yapımı islerinde kullanılan, esas olarak CaSO 4 1/2H 2 O veya susuz CaSO 4 dan olusan ve kullanım amacına uygun olarak çeşitli katkı malzemeleri içeren alcıdır.

25 Katkılı Normal Alçı :Normal alçının işleme özelliklerini daha elverişli hale getirmek için kullanım amacına uygun olarak içine çeşitli katkı malzemelerinin (akışkanlaştırıcı, priz geciktirici, yumuşatıcı gibi) eklenmesiyle elde edilen bir yapı alçısıdır.

26 Saten Alçı : Alçı sıva kaplanmış duvarlara veya brüt beton yüzeylere uygulanabilen bir yapı alçısıdır. Susuz Alçı : Anhidrit alçısı, anhidrit çimentosu, anhidrit bağlayıcı da denir. Alçıtaşının öğütülmesi ve içerdiği 2 mol kristal suyunun dehidratasyona tabi tutularak tamamen giderilmesi ya da kimyasal veya doğal kaynaklı anhidritin (CaSO 4 ) öğütülmesi ile elde edilen bir yapı alçısıdır. Döşeme alçıları bu tür alçıdır. Geç donar daha dayanıklıdır.

27 Katkılı Susuz Alçı : Susuz alçının işleme özelliklerini daha elverişli hale getirtmek amacıyla, kullanım amacına uygun olarak çeşitli katkı maddelerinin eklenmesiyle elde edilen yapı alcısıdır.

28 KİMYASAL (SENTETİK) ALÇILAR Doğal alçıların dışında, değişik endüstrilerin atık maddelerinden kimyasal (sentetik) alçı adı verilen bir tür alçı üretmek olanaklıdır. Ancak kimyasal bileşimleri doğal alçı taşı ile aynı olmakla birlikte bunların içinde alçının özellikleri üzerinde etkili olan bazı yabancı maddeler (çeşitli safsızlıklar) bulunur. Kimyasal alçıların doğal alçıtaşı yerine kullanılabilmesi için genellikle bu safsızlıkların etkisiz hale getirilmesi gerekmektedir. Bunları etkisiz duruma getirmek için oldukça pahalı yıkama veya değişik yöntemler kullanılır.

29 Örneğin, fosforik asit üretiminde, kalsiyum fosfatın sülfürik asit ile işlemi sonucu, kimyasal bileşimi CaSO 4.2H 2 O olan kimyasal alçı elde edilir. Gübre sanayisinin temel girdisi olan, 1 ton fosforik asit üretiminde 5 ton fosfojips çıkmaktadır. Türkiye de bu yolla yılda 3 milyon ton atığın elde edildiği hesaplanmıştır. Kimyasal alçılar arasında fosfojips ve kömür ile çalışan termik santrallerin SO2 ve SO3 içeren baca gazlarının desülfürizasyonu sonucunda oluşan desülfojips en büyük miktarı oluşturmaktadır.

30 Alçıların Kimyasal, Fiziksel ve Mekanik Özellikleri İncelik : Normal alçı, 0.2 mm göz açıklığındaki elek üzerinde kütlece %35 ten fazla kalıntı bırakmamalıdır. Katkılı normal alçı, susuz alçı, katkılı susuz alçıda ise 1.25 mm göz açıklığındaki elek üzerinde kütlece %1 den fazla kalıntı, saten alçıda ise mm göz açıklığındaki elek üzerinde kütlece %20, 0.16 mm göz açıklığındaki elek üzerinde kütlece %0.5 ten fazla kalıntı bırakmamalıdır.

31 Priz Süresi : Priz süresi, normal alçıda 8 dakikadan az; katkılı normal alçı, susuz alçı, katkılı susuz alçıda 20 dakika, saten alçıda ise 130 dakikadan az olmamalıdır.

32 Basınç Mukavemeti : Yapı alçılarının basınç mukavemeti, en az 70 kg/cm 2 (7 N/mm 2 ), saten alçının basınç mukavemeti ise en az 25 kg/cm 2 (2.5 N/mm 2 ) olmalıdır.

33 Su Salma Miktarı : Bu özellik sadece saten alçılarda aranır. Saten alçının su salma miktarı en fazla 2 mm olmalıdır. Tozuma Özelliği : Bu özellik sadece saten alçılarda aranır. Saten alçının uygulandığı yüzey avuç ile silindiğinde avuç yüzeyini tamamen örtecek kadar alçı ele bulaşmamalıdır.