ALÇI ÇEŞİTLERİ: Genel olarak alçılar; hammadde, öğütme şekli ve pişirme sıcaklığına göre dört grup altında toplanabilir. a) Adi alçı: Alçıtaşının döner fırınlarda (1-30 m) 120-160 O C arasında pişirilmesi, öğütülmesi, elenmesi ve havadan aldığı rutubeti kaybetmesi için silolarda bekletilmesi sonucunda elde edilmektedir. Adi alçı, 200 µm üzeri tane boyutu %35 den az ve en az 10 dakika sonra katılaşmaya başlayan bir malzemedir. Adi alçılar, dış atmosfer etkisine dayanım gösteremezler. Adi alçı yapıda, iç sıvada, içine lifli malzeme katılarak kartonpiyer işlerinde, bölme pano/levha (alçıpan) olarak da kullanılabilir. b) Katkılı Adi alçı: Adi alçının işleme süresini uzatmak için içerisine, priz geciktirici (şekerli su, sönmemiş kireç, sıcak su, ve sodyum nitrat gibi kimyasal katkılar)katkılar ilave edilerek elde edilen alçıdır. 1 Sıva işlerinde kullanılır. Eğer pişirme süresi artırılırsa sertleşme süresi uzar. c) Susuz alçı: Alçı taşının, öğütüldükten sonra bünyesindeki iki molekül suyu tamamen kaybedinceye kadar ısıtılmasıyla elde edilir. Genellikle pişirilme sıcaklığı 800-1000 o C arasındadır. CaS0 4. 2 H 2 O 800-1000 C CaO+S0 3. 2 H 2 O şeklinde parçalanır ve az miktarda CaO açığa çıkar. Bu alçı, dış tesirlere karşı oldukça dayanıklıdır. Ancak aşınma ve basınç dayanımı oldukça yüksektir. Yapı elemanları üretiminde tek başlarına kullanıldığı gibi bir başka bağlayıcı (çimento ve kireç) ile beraber kullanılabilir. Sertleşmesini oldukça uzun sürede (6-20 saat) tamamlar. d) Katkılı Susuz alçı: Susuz alçının işleme özelliğini daha iyi hale getirmek için içerisine, priz süresini hızlandırıcı katkı maddesi katılarak kullanılır. 2 Tane boyutuna göre alçı çeşitleri: Alçılar, tane boyutlarına göre kaba ve ince alçı olarak ikiye ayrılırlar. Alçının sertleşmesini inceliği, sıcaklık ve su miktarı önemli ölçüde etkiler. Alçıların bazı teknik özellikleri: Alçı türü Priz süresi, dk Karışım Dayanım, kgf/cm2 suyu, Başlangıç Bitiş kg/m 3 Basınç Çekme Kaba alçı 3-15 10-40 60 45 15 İnce alçı 2-15 10-40 75 55 12 3 Alçıdan yapılan yapı elemanları: a) Dolu gövdeli alçı bölme blokları b) Alçı duvar levhaları c) Alçılı perlit bölme duvar elemanları a) Dolu gövdeli alçı bölme blokları: Binaların, dış etkilerle karşı karşıya olmayan iç mekanları bölme amacıyla kullanılır. Bu bloklar taşıyıcı özelliği olmadığı için yüke maruz bırakılmaz. Rutubetli yerlerde kullanılmaz. Prefabrik yapı elemanı üreten fabrikalarda üretilir. Ana maddesi, adi veya katkılı adi alçı olmak üzere gerektiğinde katkı olarak lifli organik ve inorganik malzemeler kullanılabilir. Dolu gövdeli alçı bölme blokları, genellikle dikdörtgen prizma şeklinde kenar yüzeyinde karşılıklı lamba ve zıvana bulunan elemanlardır. Genellikle kuru birim ağırlıklarına göre sınıflandırılırlar. 4 1
Alçı bölme blok sınıfları: b) Alçı duvar levhaları (alçıpan): Yapıların, iç duvar, tavan ve bölme yüzeylerini kaplamak için yapı alçısı ile lifsiz veya lifli malzemelerden yapılmış ve ön yüzeyleri kağıtla kaplanmış levhalardır. Bu duvar elemanlarında, lif olarak talaş, kenevir gibi malzemeler kullanılabilmektedir. Bu malzemelerin ağırlığı, levha ağırlığının %15'ini geçmemelidir. Levhaların genişlikleri, 60, 90 ve 120 cm, uzunlukları ise 120-360 cm arasında olabilmektedir. 5 c) Alçılı perlit bölme duvar elemanları: Alçılı perlit bölme duvar elemanlarının, ana malzemeleri, genleştirilmiş perlit ve yapı alçısıdır. Gerektiğinde katkı maddeleri de kullanılabilir. Kalınlığı, bölme duvar kalınlığında olan blok veya pano/levha boyutunda elemanlardır. Boşluklu veya dolu gövdeli olarak üretilir. 6 Alçı Sıvalar: Alçı sıvalar tuğla ya da taş duvar gibi kagir yüzeyler üzerine yüzeyi düzeltmeye elverişli kalınlıkta doğrudan yapılabileceği gibi, kaba sıva yapılmış çimentolu sıvalar üzerine ince sıva ve perdah niteliğinde de yapılabilir. Bu amaçla kullanılan alçı sıva iki grupta ele alınabilir. Kaba sıva olarak uygulanacak olan alçı sıva da, hafiflik ve diğer fiziksel işlevleri karşılamak amacıyla perlit dolgusu bulunmaktadır. Bunlara perlitli sıva alçısı adı verilmektedir. Diğer sıva alçısı ya da perdah alçısı ise, yüzeyi düzeltmek, iyi ve düzgün bir boya altlığı oluşturmak amacıyla üretilir ve saten alçı diye adlandırılır. 7 YAPIDAKİ KULLANILMA YERİ VE ŞEKLİ Alçının kullanılma şeklinde dikkat edilmesi gereken hususlar: Alçının, suda erimesi nedeniyle, zemine yakın veya suya maruz yerlerde kullanılmaması, dış cephe kaplaması olarak kullanıldığı hallerde yüzeyinin silikat veya sodyum fluosilikatlarla kaplanması, Üzerine plastik boya veya duvar kağıdı uygulanması halinde rutubetin giderilmesi için yeterince bekletilmesi, Alçının uygulama için suyun içine dökülerek hazırlanması, saf ve ince taneli olması, yoğurma suyu miktarının minimum değerde tutulması, Demir/çelik yapı elemanları ile yan yana kullanılmaması, alçıyla bir arada kullanılacak metallerin bakır veya galvanize demirden seçilmesi, Alçının çekme mukavemetini artırmak için, süsleme işlerinde ve pano yapımında kenevir lifleri, ve cam elyaf gibi katkılar kullanılması. 8 2
Günümüzde alçının kullanılma yerleri bağlayıcı malzeme olmaktan öteye geçmiş, iç mekanlarda kaplama malzemesi ve bölme duvar elemanlan haline dönüşmüştür. Bununla birlikte yapıda genellikle, derz doldurulmasında, tespit ve onarım işlerinde, harç ve sıva yapımında, heykel kalıpçılığında, iç süslemecilikte ve prefabrik panel üretiminde kullanılır. Gerektiği hallerde alçıyı reklendirmek mümkündür. Alçı sıvalar, düzgün yüzey elde etmek için çimento veya kireç sıvanın üzerine yapılan 4-10 mm kalınlığında perdah sıvalardır. Günümüzde kullanılan alçı prekast panolar iç sıvanın yerine tavan ve duvar kaplamaları olarak yapıya girmiştir. Ayrıca yalıtım özellikleri nedeniyle de yapıda yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. 9 KİREÇ: GİRİŞ Kireç bilinen en eski bağlayıcılardan biridir. Mısır, Finikeliler, Hitit ve Persler tarafından hava kireci yapıda bağlayıcı malzeme olarak kullanılmıştır. Romalılar devrinde su kireci bulunmuş ve su altındaki inşaatlarında kullanılmıştır. Puzolan Kireç (volkanik esaslı, killi,kalkerli toprak) ile tuğla kırıkları (pişmiş kil) öğürülüp kireçle karıştırılarak Horasan adı altında kullanılmıştır. Smeathon (İng.) 1756 yılında bir deniz feneri yaparken killi bir kireci pişirerek su kireci ve hidrolik bağlayıcı fikri üzerinde önemli adımlar atmıştır. Bu başlangıç sonradan çimentonun gelişmesi için de önemli rol oynamıştır. Günümüzde kireç; sıva, bağlayıcı boya malzemesi, gaz beton ve özellikle plastik endüstrisinde hammadde olarak önemini korumaktadır. 10 Kireç: Kireç (kalker) taşının (CaCO 3 ) veya dolamitin (MgC0 3 ) 10-15 cm boyutlarında kübik parçalar halinde kırılarak çeşitli derecelerde (850-1400 o C) pişirilmesi sonucu elde edilen, suyla karıştırıldığında havada veya suda katılaşma özelliği gösteren, beyaz renkli, amorf yapılı inorganik esaslı bir bağlayıcı türüdür. Sınıflandırma: Kireç katılaştığı ortama bağlı olarak iki gruba ayrılır. Yağlı kireç (hava kireci): Yalnız havada katılaşma gösteren kireçtir. Yağlı kirecin su ile karıştırdıktan sonra elde edilen hamur havada bırakılırsa, havadaki karbondioksit ile reaksiyon sonucu, suda erimeyen kalsiyum karbonata dönüşür. ÜRETİM YÖNTEMİ Kireç taşları ocaktan çıkarılıp belli büyüklükte iri parçalar halinde kırıldıktan sonra kireç ocaklarında kömürle tabakalar şeklinde istif edilerek meydana getirilen yığınlar halinde veya yatay/düşey fırınlarda yüksek sıcaklıklarda pişirilmesi (kalsine edilmesi) sonucu sönmemiş kireç olarak elde edilir. Su kireci (hidrolik kireç) : Hem havada hem de suda katılaşma özelliği gösteren kireç türüdür. 11 Yatay kalsinasyon fırını Düşey kalsinasyon fırını 12 3
Kirecin üretim aşamaları: a) Kireç taşının pişirilmesi (yakılması) b) Kirecin su ile söndürülmesi (sönmüş kireç) c) Sönmüş kirecin kurutulması d) Paketlenme 1) Kireç taşının pişirilmesi: Kalsinasyon (pişirilme) işlemi kireç ocaklarında kömür veya odun kullanılarak veya fabrikalarda fırınlarda sıvı yakıt kullanılarak gerçekleştirilir. Bünyesinde %30 a kadar MgC0 3 içeren kireçtaşları da (dolomit gibi) üretimde kullanılabilmektedir. Pişirilme sonucu elde edilen iri parçalar halindeki kalker/dolomit kirecinin öğütülerek belirli inceliğe getirilmesi ile söndürülmemiş toz kalker/dolomit kireci elde edilir. 2) Kirecin söndürülmesi: Pişirilmiş kirecin su ile temas etmesi sonucu sönme işlemi gerçekleşir. Kirecin söndürme işleminin gerçekleşebilmesi için kirecin ağırlığının 1/2-1/3'ü kadar suya ihtiyaç vardır. Söndürme işlemi sırasında sönmemiş kireç suyla ekzotermik reaksiyona girerek Ca(OH) 2 e dönüştüğünden, yüksek ısı (300-400 o C) ile birlikte büyük bir hacim genişlemesi sonucu hacmi 2.5 kat artar. Yarım kilo sönmemiş kireç, 0 o C deki 1 litre suyun sıcaklığını kaynama noktası olan 100 o C ye çıkaracak büyüklükte bir reaksiyon ısısı vermektedir. Reaksiyon sonunda elde edilen Ca(OH) 2 sönmüş kireçtir. 13 14 İnce toz halinde olan sönmüş kirece, hidrate kireç de denir. Sönmüş kirecin yoğunluğu 2,20-2,45 g/cm 3 arasındadır. Birim ağırlığı ise 0.60-0.75 g/cm 3 arasındadır. Fabrikalarda üretilen kireç toz kireç olacaksa, helezonlu söndürücülerle kireç için hesaplanan su miktarı, su veya su buharı olarak kirece uygun şekilde verilerek toz haline getirilir. Herhangi bir öğütme işlemine gerek duyulmaz. Üretim söndürülmemiş olacaksa fırından çıkan kireci herhangi bir işleme tabi tutulmadan ortam sıcaklığına geldikten sonra piyasaya ulaştırılır. Kireç kullanım yerinde söndürülerek kullanılır. Eğer kireç tamamen söndürülmezse, daha sonra yapıda uygulanan sıva yüzeyinde sönmesini tamamlayarak hacim genişlemesi sonucu yüzeyde ayrışmalara ve dökülmelere sebep olmaktadır. Bu nedenle kirecin sönme işleminin tamamlanması için bekletme süresi önemlidir. Yapıda duvar harcı olarak kullanılacak kirecin en az bir hafta, sıva harcı olarak kullanılacak kirecin ise en az 2-3 hafta kireç ocaklarında bekletilmesi gerekir. Sönmüş kirecin kimyasal içeriğine göre sınıflandırılması: Yüksek kalsiyumlu (~%90 CaO) Kalsiyumlu (%75 CaO) Magnezyumlu ( %20 MgO) Dolomitli ( %25 MgO) 15 16 4
Yapı Kireçlerinin Çeşitleri Kireçler, hammaddeye bağlı olarak kalsiyum oksit (CaO) veya kalsiyum hidroksitten (Ca(OH) 2 ) meydana gelir. Ancak içerisinde az miktarda magnezyum (MgO), Mg(OH) 2, silisyum (Si0 2 ), alüminyum (Al 2 0 3 ) ve demir (Fe 2 O 3 ) ihtiva ederler. Kireç hammaddesi içinde az da olsa kil minerali varsa kirecin rengi diğer kireç çeşitlerine göre esmerdir. Bu kirecin söndürme işlemi daha uzundur. Piyasada talep az olduğu için üretimi azdır ve aynı zamanda verimi de düşüktür. Bir ton sönmemiş kireçten, 1,0-1,5m 3 sönmüş kireç elde edilir. Başlıca kireç çeşitleri: a) Hava kireci: Genellikle kalsiyum oksit veya hidroksitten oluşan ve atmosferdeki karbondioksit ile reaksiyona girerek havada yavaş sertleşen kireçlerdir. Hidrolik özellikleri olmadığı için, genellikle su altında sertleşmezler. 17 b) Sönmemiş kireç: Kireç taşı veya dolomit kayaçların kalsinasyonu ile üretilen ve esas olarak kalsiyum oksit ve magnezyum oksit ihtiva eden hava kireçleridir. Sönmemiş kireçler, kelle denen büyük parçalar veya öğütülmüş ince toz halinde piyasaya arz edilirler. c) Dolomitik kireç: Dolomit taşının, 900-1000 o C sıcaklıkta pişirilmesiyle elde edilen kirece dolomit kireci adı verilir. Esas olarak kalsiyum oksit ve magnezyum oksitten oluşan sönmemiş kireçlerdir. d) Söndürülmüş kireç: Sönmemiş kirecin su ile kontrollü söndürülmesiyle oluşan ve çoğunluğunu kalsiyum veya magnezyum hidroksitin oluşturduğu hava kirecidir. Söndürülmüş kireçler, kuru toz veya hamur olarak üretilirler. e) Hidrolik kireç (Su Kireci): İçinde %10-15 kil bulunan kireç taşının daha yüksek sıcaklıklarda pişirilmesi ve söndürülüp öğütülmesiyle üretilen ve esas olarak kalsiyum silikat, kalsiyum alüminat ve kalsiyum hidroksit ihtiva eden kireçlerdir. Bunlar, daha yüksek dayanıma sahiptir ve su altında katılaşma ve sertleşme özellikleri 18 gösterirler. Kirecin içeriği ve basınç dayanımlarına göre sınıflandırılması: Farklı tiplerdeki hava kireçleri, CaO + MgO içeriğine göre ve hidrolik kireçlerde basınç dayanımlarına göre sınıflandırılmaktadır. Hava kireçleri, CaO + MgO içeriğine göre: CL 90: Kalsiyum kireci 90; CL 80: Kalsiyum kireci 80; CL 70: Kalsiyum kireci 70 DL 85: Dolomitik kireç 85; DL 80: Dolomitik kireç 80 Hidrolik kireçler basınç dayanımına göre: Yapı Kireçlerinin Özellikleri: Hava kireçlerinin bünyesinde reaksiyon kabiliyeti olan CaO+ MgO miktarı %80'den fazla olmalıdır. Su kirecinde ise reaksiyona giren CaO+MgO miktarı %45-60 oranındadır. Kirecin inceliği, standartta verilen değerlere göre, cm 2 'de 900 açıklık bulunan elekte %1'den, cm 2 'de 4900 açıklık bulunan elekte %15'ten fazla kalıntı/malzeme bırakmayacak boyutta olmalıdır. İncelik kirecin suyla hidratasyona girmesinde önemli rol oynayan bir faktördür. Hava kireçlerinin katılaşma özelliği göstermesi bünyesine CO 2 alarak kalsiyum hidroksit (Ca (OH) 2 ) şeklinden kalsiyum karbonat (CaCO 3 ) haline dönüşme olayıdır. Bu olayda havayla temas eden yüzey ve incelik önem kazanır. 19 20 5
Hava kireçlerinin dezavantajı suda çözünmesidir. Su kirecinin katılaşması ise çimentonun katılaşmasına benzeyen bir kristalleşme sonucu olduğu için sudan etkilenmez. Su kirecinin sudan etkilenmemesi ve su içinde katılaşma özelliği göstermesi, kireçtaşında belirli oranda bulunan kilin yapısındaki silisin kireçle reaksiyonu sonucunda oluşan kalsiyum silikat (2CaO.SiO 2 ) yapısı nedeniyledir. Genellikle kireçlerin diğer bir özelliği de kagir malzeme ile yüksek aderans göstermesi ve deformasyon kabiliyetlerinin üstünlüğüdür. Bu nedenle kireç harçları plastik bir bünyeye sahip olduklarından işlenebilme ve yerleşme özellikleri daha iyidir. Kireç harcı yapımında, hava kireci ağırlığının %75'i, dolomitli kireç %65 i, su kireci %50'si oranında suya ihtiyaç gösterir. YAPIDA KULLANILMA ŞEKLİ, YERİ VE ÖZELLİKLERİ Kireci kullanmadan önce kireç ocaklarında bekletme ve dinlendirme sürelerine kesinlikle uyulması gerekir. Kireç badana yapımında aderansı artırıcı özellik sağlamak amacıyla bazı katkı maddeleri (tutkal, tuz vs.) ilave etmek mümkündür. Hava ve su kireçlerinin hacim artışlarının zararlı etkilerini azaltmak üzere harç ve sıvada kumla karıştırılarak tabakalar halinde kullanılması CO 2 gazının nüfuzu için gereklidir. Hava kireci ile fazla kalın harç sıvası yapılmamalıdır. Bu durumda harcın iç kısımlarına havadan CO 2 girişi olamayacağı için plastik halde kalırlar ve sertleşemezler. Hava kireçleri su etkisi ile erimesi nedeniyle yapı içinde suya maruz olmayan yerlerde, su kireçleri yapı dışında ve su içinde kullanılabilir niteliktedir. 21 22 Hava kireci her türlü yapı malzemesine iyi yapışma yeteneği olmasına karşın, mekanik özellikleri zayıftır. Bu nedenle taşıyıcı elemanların yapımında bağlayıcı madde olarak kullanılmamaktadır. Kireçle elde edilen harçların plastik özellikleri fazladır. Şekil değişimi yapabilme yeteneğinin fazlalığı nedeniyle duvar sıvaları için uygundur. Kireçle yapılan sıvalar çimento harcı ile yapılan sıvalara kıyasla daha az çatlar. Kirecin inşaat sektöründe en çok kullanımı alanları: Sıva (yüzey kaplaması) Harç (duvar örülmesinde) Karayollarında stabilizasyon malzemesi Bitümlü karışımlarda katkı maddesi olarak, Gazbeton, Badana işleri 23 6