YAPI MALZEMELERİ Yapı malzemeleri; kireç, harç, beton ve dekoratif yapı malzemeleri olan cam, seramik, boya gibi maddelerden oluşur. Kireç Bağlayıcı maddelerden en eski bilineni kireçtir. Kireç, kireç taşının (CaCO 3 ) yüksek sıcaklıklarda ısıtılması sonucu elde edilen, suyla karıştırıldığında, tipine göre havada veya suda katılaşan, beyaz renkli inorganik bir bağlayıcı türüdür. Kireç taşı, 900 C civarında ısıtıldığın da sönmemiş kirece dönüşür. Sönmüş Kireç İnşaatçılıkta sönmemiş kireç kullanılmaz, sönmüş kireç kullanılır. Bu nedenle sönmemiş kireç su ile karıştırılır. Oluşan tepkime sonucunda sönmüş kireç oluşur. Kireç söndürme işleminde CaO'nun tamamının söndürülmesine dikkat edilmelidir. Söndürme sonunda kireç içinde CaO kalırsa kirecin uygulandığı ortamda suyla tepkimeye girip yapının bozulmasına neden olur. Bunun sonucunda kireç bağlayıcılık görevini yerine getiremez ve duvarda kabarmalar oluşur. Kirecin Sertleşmesi Binalarda yapı malzemesi olarak kullanılan sönmüş kireç zamanla Ca(OH) 2 şeklinde kuruyup sertleşebilir. Ancak bu kuruma ve kristalleşme geçicidir. Suyla temas ettiğinde tekrar yumuşayıp hamur haline gelebilir. Kirecin asıl sertleşmesi CO 2 gazıyla olur. Binalarda yapı malzemesi olarak kullanılan sönmüş kireç, zamanla havadaki karbondioksit (CO 2 ) gazı ile tepkimeye girerek suda çözünmeyen kalsiyum karbonatı (CaCO 3 ) oluşturur. Sönmüş kireç, çoğu zaman kum ve suyla karıştırılarak harç elde edilir. Bu yapı içinde karbonatlaşan kireç, malzemeleri bir arada tutarak sağlam bir yapı oluşmasını sağlar. Harç Gerek binaların sıvanmasında gerekse taş, tuğla gibi malzemeleri bağlama amaçlı kullanılan yapı malzemesine harç denir. Harçta bağlayıcı olarak kireç veya çimento kullanılır. Harcın yapısındaki kum, çakıl gibi maddelere agrega denir. Agrega taneciklerinin boyutuna göre harçlar; İnce harç, orta harç ve kaba harç olarak sınıflandırılır.
Harcın sertleşmesi üç aşamada gerçekleşir. Harcın kuruması Harcın yapısındaki sönmüş kirecin (Ca(OH) 2 ) kristallenmesi Harcın yapısındaki sönmüş kirecin havadaki karbon dioksit (CO 2 ) ile birleşerek karbonatlaşması. Bağlayıcının türüne göre harçlar, kireç harcı ve çimento harcı olarak ikiye ayrılır. Kireç Harcı Kum, sönmüş kireç ve suyun karıştırılmasıyla oluşan harç çeşidine kireç harcı denir. Kireç harcı sertleşme sürecinde havadaki CO 2 ile etkileşerek karbonatlaşır. Bu nedenle kireç harcı, hava harcı olarak da bilinir. Harcın sertleşmesi tepkimesi, harcın yapısındaki maddelere göre değişiklikler gösterebilir. Kum (SiO 2 ) ve sönmüş kireç (Ca(OH) 2 ) ten oluşan kireç harcı havadaki karbondioksit ile aşağıdaki tepkimeye göre sertleşir. Ca(OH) 2 (k) + C O 2 (g) + SiO 2 (k) CaCO 3 SiO 2 (k) + H 2 O(s) Çimento Harcı (Beton) Kum, çimento ve suyun karıştırılmasıyla oluşan harç çeşidine çimento harcı veya beton denir. Beton, çok yaygın kullanılan bir yapı malzemesidir. Baraj, kanal gibi su yapıları yanında yol, bina, köprü ve diğer yapıların inşa atında kullanılır. Beton, hem taşıyıcı bir eleman hem de koratif bir malzemedir. Yangına dayanıklı olması, su geçirmezliği ve iyi bir ses yalıtım cısı olması açısından tercih edilir. Sıva Yapılarda; tavan, duvar vs. gibi yerleri kaplamak için kullanılan plastik kıvamında olan ve daha sonra sertleşen yapı malzemesidir. Kullanılan ana malzemeye göre; çimento sıva, kireç sıva, alçı sıva türleri vardır.
Cam Kumun (SiO 2 ) soda (Na 2 CO 3 ) ve kireç (CaCO 3 ) ile yüksek sıcaklıkta karıştırılıp eritilmesiyle oluşturulan saydam maddelere cam denir. Cam yapımı, gerek kullanılan madde ler ve gerekse camın kullanılacağı amaçlar bakımından farklı özellikler gösterir. Cam yapımın da kullanılan hammaddeler yapılacak cama göre değişmektedir. Pencere camı olarak bilinen adi camın oluşma denklemi şu şekildedir: Camın Bileşenleri Camın bileşenleri; ana bileşenler, eriticiler ve sabitleştiriciler olmak üzere üç ana kısımdan oluşur. Ana Bileşenler Ağ örgülü yapı oluşturarak camlaşmayı sağlayan maddelerdir. Camlaştırma özelliği olan maddeler şunlardır: SiO 2 (silis = kum), B 2 O 3 (Boraks = boroksit) P 2 O 5 (Difosfor pentaoksit) Eriticiler Ağ örgü oluşturan ve cam haline gelebilen oksitlerin erimelerini kolaylaştırmak amacıyla cam bileşimine katılan maddelerdir. Eriticiler bazik (alkali) özellik gösteren maddelerdir. Eritici olarak genellikle soda (Na 2 CO 3 ) kullanılır. Bu maddeler cam haline gelen maddelerin erime sıcaklığını düşürür. Örneğin saf SiO 2 'nin erime sıcaklığı 1713 C iken Na 2 CO 3 ile karıştırıldığında erime sıcaklığı 1500 C'ye kadar düşmektedir. Sabitleştiriciler Camın kimyasal maddeler karşısında bozunmasını engellemek, güneş ışınlarının kırılma indisini ayarlamak ve elektriklenme özelliğini kontrol etmek amacıyla cama katılan maddelerdir. Sabitleştirici olarak CaO (Kireç taşından CaCO 3 elde edilir.), MgO (Dolomitten CaMg(CO 3 ) 2 elde edilir), BaO, PbO ve ZnO maddeleri kullanılır. Ayrıca cama matlaştırıcı, renk verici, renk giderici gibi katkı maddeleri de eklenir. Bu maddeler yapılacak cam cinsine göre belli oranlarda karıştırılır ve cam oluşturmak üzere yüksek sıcaklık veren (1500 C) fırın lara gönderilir.
Seramik - Porselen Seramik ve porselen ana malzemesi kil olan malzemelerdir. Saf kil sulu alüminyum silikat olup formülü Al 2 O 3.SiO 2.2H 2 O dur. Seramik Saf kil veya killi topraktan yapılarak önce şekil verilen daha sonra pişirilerek kullanılan çanak-çömlek, tuğla, kiremit, porselen vb. gibi kap kacak, yapı ve süs eşyalarının ortak adına seramik denir. Tuğla, kiremit ve çanak-çömlek demir oksitleri ile renklenmiş saflığı düşük kilden yapılır. Duvar karosu, lavabo, küvet, çini gibi beyaz seramikler daha saf kilden yapılır. Seramik Nasıl Üretilir? Kil, elastik çamur haline getirildikten sonra kalıp veya çömlekçi çarkı ile şekil verilir ve kuruduktan sonra fırınlanır. Seramik sırlanmak ya da boyanmak istenirse boyalar veya desenler fırça veya şablonlarla uygulanır ve yeniden fırınlanır. Seramiğin Kullanım Alanları Seramik; çanak-çömlek, kiremit, tuğla, yer döşemeleri, mutfak ve banyo lavaboları olarak kullanılır. 346 Porselen Yüksek saflıktaki kile feldspat, kuartz ve dolomit katılarak hamur yapılıp şekil verildikten sonra yüksek sıcaklıkta pişirilip sırlanmış seramik malzemenin özel haline porselen denir. Porselen Nasıl Üretilir? Saf beyaz kil, feldspat, kuartz ve dolamit öğütülerek yapılacak porselenin özelliğine göre değişik oranlarda karıştırılarak harman edilir. Sonra su ile yoğrularak plastik çamur yapılır. Bu çamura şekil verilerek hazırlanan yaş malzeme kurutulur ve 1400 C civarında pişirilir. Porselen yapmak için yapısına katılan maddelerin işlevleri şunlardır. Feldspat (KAlSi 3 O 8 ) Yüksek sıcaklıkta cam gibi eriyerek, erimeyen kil ve kuartz taneciklerini birbirine bağlar. Kuartz (SiO 2 ) Çatlama, aşırı büzülme ve şekil çarpılmalarını azaltır. Dolomit (MgCO 3 CaCO 3 ) Porselene beyazlık kazandırır. Sır Bulamacı Seramik ve porselene belli yeni özellikler ve parlak bir görünüm kazandıran kaplama maddesine sır denir. Sır bulamacını genellikle CaO, Al 2 O 3, Na 2 O, SnO, SiO 2 gibi metal oksitler oluşturur. Sırlamanın Seramiğe Kazandırdığı Özellikler Seramiğe daha güzel ve renkli görünüm kazandırmak. Seramiğe kir tutmayan ve kolay temizleme özelliği kazandırmak. Seramiğe su geçirmez özellik kazandırmak.
347 Porselenin Kullanım Alanları Porselen en çok mutfak eşyası yapımında kullanılır. Ayrıca diş hekimliğinde protez yapımı amaçlı da kullanılır. Porselenin ağız dokularına biyolojik uyumu, ağızda çürümemesi, renk değiştirmemesi ve aşınmaması en önemli avantajlardır. Porselen ve Seramiğin Karşılaştırılması Porselen Pişirim sıcaklığı yüksektir. (1400 C civarı) Yapısı gözeneksizdir. Işığı geçirir. Suyu sızdırmaz. Daha sağlam ve dayanıklıdır. Seramik Pişirim sıcaklığı düşüktür. (1000 C 'nin altı) Yapısı gözeneklidir. Işığı geçirmez. PORSELEN Suyu sızdırır. Daha dayanaksız olup su emmesinden dolayı zamanla çatlamalar olabilir. SERAMİK
Boya Maddelere renk vermek, dekoratif görünüm kazandırmak ve dış etkenlerden korumak için uygulanan kaplama maddelerine boya denir. 348 Boyanın Bileşenleri Boyaların üç temel bileşeni vardır: Renk vericiler, çözücüler ve bağlayıcılar. Renk vericiler Doğadan saflaştırılarak veya sentetik yollarla elde edilen, çözücü ve bağlayıcılar içinde dağılan toz halindeki maddelerdir. PbO, ZnO, TiO 2, Fe 2 O 3, CdS, CuSO 4, BaSO 4, molibdat oranj, krom oranj bazı önemli renk vericilerdir. Çözücüler Boyanın uçucu kısmını oluşturan, akışkanlığını ayarlayan ve seyreltici amaçla kullanılan kimyasal maddelerdir. Su, toluen, ksilen, aseton, benzin boyalarda kullanılan çözücülerdir. Tiner olarak bilinen çözücü ana bileşeni toluen olan ksilen ve aseton içeren karışımdır. Çözücüler seçilirken bağlayıcı ile kimyasal tepkime vermeyen sıvılar seçilir. Bağlayıcılar Çözücünün uçması ve reaksiyon sonucu sıvı halden katı hale dönüşen boya filmini oluşturan ve boyanın uygulandığı yüzeye bağlanmasını sağlayan maddelerdir. Bağlayıcılar; boyaya sertlik, sağlamlık, parlaklık, yapışma, hava koşullarına, güneş ışınlarına ve kimyasallara direnç özelliği kazandırırlar. Bezir yağı, balık yağı, polivinil asetat (PVA) ve reçine boyada kullanılan bağlayıcılardır. Boyadaki Diğer Katkılar Bu grupta yer alan maddeler çok değişik özelliklerde olan ve boyaya çok az giren kimyasal maddelerdir. Bunlar, ıslatıcılar, kurutucular, matlaştırıcılar, kaymak kesici, çökme önleyici, köpük kesici, ultraviyole ışınlardan koruyucu ve optik beyazlaştırıcı ile anti bakteriyallerden oluşur. Bu maddeler boyanın özelliklerini iyileştirmek, istenmeyen olumsuz değişimleri engellemek için kullanılır. Boyadaki Dolgu Maddeleri Astarlarda ve su bazlı boyalarda maliyeti düşürmek için kullanılan kimyasal malzemelerdir. Dolgu maddesi olarak genellikle; Kalsit (CaCO 3 ), Barit (BaSO 4 ) ve Talk (Mg 3 Si 4 O.10(OH) 2 ) kullanılır. 34 9Çözücüsüne Göre Boya Çeşitleri Boyalar çözücüsüne (inceltici = seyreltici) göre su bazlı boyalar ve solvent bazlı boyalar olmak üzere ikiye ayrılır. Su Bazlı Boyalar Su ile inceltilen boyalara su bazlı boyalar denir. Su bazlı boyalar plastik boya olarak bilinen boya çeşididir. Su bazlı boyaların özellikleri Kokusuzdur. Uygulamadan kısa bir süre sonra boyanan mekanlar kullanıma açılabilir. Çevreye ve insan sağ lığına zarar vermez. Çabuk kurur. İkinci kat boya bir kaç saat için de sürülebilir. Silinebilir. Teneffüs etme özelliğine sahiptir. Uygulanması kolaydır. Su ile kolayca temizlenir.
Solvent Bazlı Boyalar Tiner ile inceltilen boyalara solvent bazlı boyalar denir. Solvent bazlı boyalar, yağlı boya olarak bilinen boyalardır. Yağlı boyalar sürüldükleri yere bir film tabakası oluşturur. Solvent bazlı boyaların özellikleri Solvent bazlı boyalar uygulama ve kuruma esnasında koku verir. Bu yüzden boyanan mekanlar bir kaç gün havalandırılmalı ve mümkünse uygulama bir maske ile yapılmalıdır. Solvent bazlı boyalar, kurumak için uzun bir süreye ihtiyaç duyar. Temizliği kimyasal çözücülerin yardımı olmaksızın kolayca gerçekleşmediğinden zararlı yan etkiler içerir. Özellikle çocuk sahibi ailelerin, astım hastaları ve alerjisi olanların evlerini solvent bazlı boyalar ile boyamaması önerilir. Günümüzde, duvar boyalarında saten ve plastik boyalar tercih edilmekte, solvent bazlı boyalar ahşap kapı, pencere ve metalleri boyamak için kullanılmaktadır. Boyaların Kullanım Alanları Boyalar kullanıldıkları alana göre, inşaat boyaları, metal boyaları, ahşap boyaları, zemin boyaları, gemi boyaları, sanat boyaları, gıda boyaları, oto boyaları, oto tamir boyaları, işaretleme boyaları (örneğin trafik levhaları) şeklinde sınıflandırılabilir.