Tutkal Yapıştırıcı, malzemeleri bir arada tutan madde olarak tanımlanır. Yapışma, iki yüzeyi moleküller, iyonlar ve atomlar arası etkileşimden dolayı oluşan çekim kuvvetleriyle bir arada tutturulması olarak tanımlanır. Yapısal ve yapısal olmayan yapıştırma işlemi olarak iki temel yapıştırıcı ile birleştirme tipi vardır. Yapısal yapıştırma, yapının sürekliliğini kaybetmeden yük taşıyabilen yapıştırıcı ile birleştirme sistemidir. Yapısal yapıştırıcılar; yükleri, yapışan parçalar arasında iletmekte kullanılan yapıştırıcılardır. Yapısal yapıştırıcılar, uzay sanayi, otomotiv endüstrisi, gemicilik vb. birçok alanda kullanılmaktadır. Yapıştırıcıların en büyük fonksiyonu parçaları bir araya getirerek birleştirmektir. Geleneksel mekanik birleştirme yöntemlerinden daha düzgün bir gerilme dağılımı sağlar. Ayrıca yapıştırıcılar daha düşük maliyet ve ağırlıkta bağlantının oluşturulmasına ek olarak mekanik birleştirme yöntemlerine eşdeğer veya daha fazla bağlantı dayanımı sağlayabilmektedir. Yapıştırma bağlantılarının avantaj ve dezavantajları şunlardır; Avantajları; Düzgün gerilme dağılımı ve daha büyük yük taşıma alanı temin edilmesi, İnce ve kalın malzemelerin birleştirilmesi, Benzer veya farklı malzemelerin birleştirilmesi, Yorulma ve tekrarlı yük dayanımı, Düzgün yüzeyli birleştirme olanağı, Dış ortamlara karşı yalıtım olanağı sağlaması, Birçok teknolojiye kolaylıkla uygulanabilir olması, Isı ve elektrik iletkenliğine karşı dayanıklı olması, Yüksek darbe ve titreşim sönümleme kabiliyeti, Dikkat çekici dayanım/ağırlık oranı, Mekanik birleştirme yöntemlerinden daha kolay ve ucuz olması, Sıkı geçme bağlantılarında dayanımı yükseltebilmesi, Sert ve yumuşak olan iki ayrı parçanın hasar görmeden birleşmesini sağlaması, Sızdırmazlık sağlaması, Klasik bağlantı şekillerine göre daha hafif olması, Cıvata, perçin gibi elemanlarca oluşturulan yüzey bozukluklarının yapıştırıcı bağlantılarında görülmemesi Yapışma alanı boyunca gerilme dağılımı düzgündür, Talaşlı imalat maliyetlerinin azalması ve daha kaliteli üretim gerçekleşebilmesi yapıştırıcı malzemelerin avantajları olarak sıralanabilir. Dezavantajları; Parçaların birleştirilmesinin zor olması, yüzey hazırlığı ve temizliği gerektirmesi, Yapıştırıcının mekanik özelliklerinin zaman ve sıcaklığa bağımlılık göstermesi Düşük soyulma dayanımı ve darbe dayanımı, Bağlantı ya da yapıştırıcının performansıyla ilgili verilerdeki eksiklikler, Yapıştırma bağlantısının ömrünün çevresel etkilere bağlı olması, Metal yapıştırıcılar belirli bir geçiş sıcaklığına sahiptirler. Bu sıcaklık değerleri üzerinde mukavemet değerlerinin oldukça düşmesi, Ortam şartlarını uygun hale getirmek ve uygulama ekipmanlarının yemini sonucu maliyetin yükselmesi, Metal yapıştırıcı uygulanan yüzeye tam olarak yayılmaması sonucu mukavemetin düşmesi, Nemli ve kimyasal ortamlar bazı yapıştırıcıların özelliklerini kötü yönde etkiler ve mukavemetleri düşer, Metal yapıştırıcılarının bazı çeşitleri devamlı yükleme durumunda sürünme gösterebilirler. Yapıştırıcı Çeşitleri Kimyasal tipleri ve formları açısından ikiye ayrılır; Kimyasal tipleri açısından yapıştırıcılar Formları açısından yapıştırıcılar Kimyasal Tipleri Açısından Yapıştırıcılar Kimyasal reaksiyon ile sertleşen yapıştırıcılar ve fiziksel değişim ile sertleşen yapıştırıcılar olarak ikiye ayrılır; Kimyasal Reaksiyon İle Sertleşen Yapıştırıcılar En güçlü yapıştırıcılar kimyasal reaksiyon ile sertleşirler. Bunlara yapısal yapıştırıcılar da denir. Günümüzde kullanılan tipleri ve özellikleri şöyledir: Anaerobikler Sızdırmazlık amacıyla kullanılır. Cyanoacrylate’ler Yüzeydeki nemin reaksiyonu ile sertleşirler. Plastik parçaların birleştirilmesi için çok uygundur. Sertleştirilmiş Akrilikler Oldukça hızlı sertleşirler. Yüksek mukavemet ve sertlik istenen yerlerde kullanılırlar. Epoksiler Reçine ve sertleştiriciden oluşur. Yüksek mukavemetli yapışmalar elde edilir. Poliüretanler İki bileşenli ve hızlı sertleşen yapıştırıcılardır. Darbe mukavemetine dayanıklıdır. Cam esaslı kumaşları yapıştırmak için oldukça uygundur. Modifiye Edilmiş Fenolikler Yüksek mukavemet gerektiren metal ile metal, metal ile ağaç ve metal ile kompozit esaslı fren pabucu yapışmaları için oldukça uygundur. Fiziksel Değişim İle Sertleşen Yapıştırıcılar Kimyasal reaksiyon ile sertleşen yapıştırıcılara nazaran yapışma mukavemetleri daha düşüktür. Bunlara yapısal olmayan yapıştırıcılar da denir. Endüstride yaygın kullanım alanlarına sahiptir. Şu tipleri mevcuttur: Sıcak Eriyikler Hafif yüklere maruz kalan birleştirmelerde kullanılırlar. Kauçuk Yapıştırıcılar Su ortamının ya da çözülmenin kaybolması ile sertleşirler. Yüke maruz kalan yerlerde uygun değildir. PVA’lar (Polyvinyl Acetates) Ağaç ve karton gibi gözenekli malzemelerin yapışması için uygundur. Endüstride geniş kullanım alanları vardır. Basınç Gerektirmeyen Yapıştırıcılar Teyp ve etiket için uygun olan bu tip yapıştırıcılar sertleşmemelerine rağmen çevre şartları (yük vb.) durumlarını değiştirebilirler. Form Açısından Yapıştırıcılar; Macun, sıvı ve toz gibi çeşitli formlarda olabilirler. Şu grupları vardır; Macun Tipi Yapıştırıcılar Metal ya da kompozit parçaları birleştirmek için kullanılan iki bileşenli, oda sıcaklığında sertleşen yapıştırıcılardır. Yüksek viskoziteye sahip olanları, mükemmele yakın yapışma sağlar. Film Tipi Yapıştırıcılar Metalik ya da kompozit malzemelerin yapıştırılması ya da yapışmasına yardım etmesi için kullanılan epoksi esaslı yapıştırıcılardır. Kalın filmler Kompozit malzemelerin tamirlerinde ince filmler ise metal parçaların tamirlerinde kullanılır. Düşük Vizkoziteli Yapıştırıcılar Epoksi reçine esaslıdır. Oda sıcaklığında ya da yüksek sıcaklıklarda(120-1800C) sertleşir. Petek yapılarından dolayı sandviç levhalarda kullanılır. Düşük Yoğunluklu Yapıştırıcılar iki bileşenli, oda sıcaklığında sertleşebilen yapıştırıcılardır. Göçük ya da dolgu tipi tamiri, kompozit kumaş tabakalarının yapıştırılmasında kullanılır. Reçineler Kompozit kumaşların emdirilmesi için kullanılan, iki parçalı düşük viskoziteli epoksi reçinelerdir. Köpükler Kuruma süresince genişleyen yapıştırıcılardır. Birleşmedeki boşlukları doldurur ve parçaları birbirine kuvvetlice yapıştırır. Kalınlıkları en az 2 mm olur. Yüksek Sıcaklıklara Dayanıklı Yapısal Yapıştırıcılar Genel olarak yapıştırıcılar metal, seramik ve polimer malzemelerden oluşur. Polimer, organik esaslı malzemeler oldukları için yüksek sıcaklıklara dayanma mukavemetleri düşüktür. Polimer esaslı yapıştırıcılar, termosetler ve termoplastikler olarak iki gruba ayrılır. Termosetler ve termoplastikler arasındaki en önemli fark, termosetlerlerin sertleşmesi için moleküler yapıda çapraz bağların oluşması gerektiren, termoplastikler böyle bağ oluşturmazlar. Ayrıca termoplastiklerin ısıtılıp soğutulduklarında önce şekillerini tekrar kazanabilmeleri mümkünken termosetler sertleştikten sonra, tekrar ısıtıldıklarında bozulurlar. Termoset malzemeler genelde termoplastik malzemelerden daha sert ve yüksek sıcaklıklara dayanıklıdır. Termoset malzemelerin üretim zamanı, termoplastik malzemelere nazaran çok daha uzundur. Yapıştırıcılar, belirli bir sıcaklığın üzerinde kimyasal özelliğini kaybederler. Bu sıcaklığa yumuşuma noktası denir. Yumuşama noktası yüksek olan yapıştırıcılar, yüksek sıcaklıklara dayanıklı yapıştırıcılardır. Bütün polimer malzemelerin yumuşama noktası düşüktür. Bu yüzden yapıştırıcının yüksek sıcaklığa dayanımını arttırmak için, yapıştırıcının kimyasal bileşimdeki fenolik ve epoksi reçine oranını artırmak ya da polimer oranını düşürmek gerekir. Metal yapıştırıcılar olarak bilinen yüksek sıcaklığa dayanıklı, çok çeşitli malzemeler arasında mükemmel yapışma sağlayan fenolik esaslı yapıştırıcılar, ideal şartlarda ve ideal oranlarda karıştırılması sonucunda, yapıştırıcıda kırılganlık olmaksızın yüksek sıcaklıklarda yüksek mukavemet vermenin yanında iyi bir dolgu malzemesi olarak da kullanılır. Kaynakça İşcan, B., Adin, H., & Turgut, A. (2009). Yapıştırıcı Malzeme ile Birleştirilmiş Z Tipi Bağlantılarda Bindirme Mesafesinin Etkisi. Uluslararası İleri Teknolojiler Sempozyumu (IATS’09), 13-15 Mayıs 2009, Karabük, Türkiye.
Plastik Plastikler mer denilen moleküllerden oluşur ve bunlara çok birimli anlamında polimer denir. Çok sayıda mer’in birleşerek bir büyük molekül oluşturması işlemi de polimerleşme veya polimerizasyon olarak adlandırılır. Polimerleşme iki şekilde gerçekleşir. a) Katma polimerleşmesi: Çift bağ içeren mer’lerdeki bağlardan biri koparılacak olursa, açığa çıkan uçlar yardımıyla komşu mer’ler birbirleriyle birleşebilir. Birleşme uçlardan olacağından meydana gelen molekül uzun bir zincir gibidir. Bazen bu zincirlere yan guruplar da bağlanabilir. Yan grupların değiştirilerek, özel amaçlı plastikler üretmek mümkündür (izomerizm). Bağları koparacak reaksiyonun başlatılması için sisteme, başlangıçta bir enerji vermek gerekir. Bu işlem ise, bazı maddelerin katılmasıyla sağlanır. b) Yoğuşma polimerleşmesi: Farklı mer’ler birbirleriyle kimyasal reaksiyona girerek birleşebilirler. Birleşme için çift bağların parçalanması gerekmediğinden mer’ler birçok noktadan birbirleriyle birleşerek üç boyutlu bir molekül oluşturur. Kimyasal reaksiyon sonucu açığa genellikle su çıkar. Reçine Çeşitleri Yapay olarak üretilen, kolay şekillendirilir ve hammaddeleri reçinelerdir. Reçineler kaynaklarına göre üç guruba ayrılırlar. Sentetik reçineler: Petrol ve kömürden elde edilen bir takım kimyasal maddelerle üretilirler. Örneğin, Naylon Yarı sentetik reçineler: Bileşimindeki doğal organik maddenin molekül yapısı kimyasal işlemlerle bazı değişikliklere uğratılarak üretilirler. Böylece malzemeye kolay şekil verme özelliği kazandırılır. Örneğin, Selüloz nitrat kimyasal işlem sonucu selüloide dönüşür. Doğal reçineler: Bunlar daha çok ağaçlardan elde edilen reçinelerdir. Üniform olmayan özellikleri ve gittikçe artan fiyatları nedeniyle kullanımı oldukça azalmıştır. Üretim Şekli Plastikler petrol ve doğal gaz gibi doğal kaynaklardan elde edilen hidrokarbonlar kullanılarak üretilir. Teknik olarak ifade etmek gerekirse plastikler monomerlerin kimyasal bağlarla polimere dönüşmesi ile meydana gelir. Polimer molekülünün yapısı ve büyüklüğü o plastiğin özelliklerini belirler. Plastikler toz, granül, “flake” ve çözelti şeklinde olabilir. Katı maddelerin ısı ve basınçla muamelesi sonucu günlük hayatımızda yakından tanıdığımız bir çok ürün üretilir. Plastik Çeşitleri İki temel plastik çeşidi vardır. Termoplastik, Termoset. Termoplastikler ısıtılınca yumuşarlar, soğutulduklarında tekrar sertleşirler. Termosetler ise bir defa kalıplandıktan sonra asla yumuşamazlar. Termoset Yoğuşma polimerleşmesiyle oluşan reçineler ısıtıldığında önce yumuşar ve kolayca kalıplanarak biçimlendirilebilir. Ancak ısıtma işlemine devam edilirse katılaşır. Bu nedenle bunlara ısıtılarak katılaşan anlamına gelen termoset reçineler de denir. Katılaşma, kimyasal bir reaksiyon sonucu meydana gelir. Malzeme bu yolla katılaşır ve sonra malzemenin soğumasını beklenmeden kalıptan alınır. İleride tekrar ısıtılacak olursa malzeme yumuşamaz. Termoplastik Katma polimerleşmesiyle oluşan reçineler ısıtılınca yumuşar veya ergir. Bu durumda kolayca kalıplanarak biçimlendirilebilir. Bunların katılaşması için soğumaları gerekir. Malzemenin kalıptan çıkarılabilmesi için soğumasını beklemek gerekir. İleride tekrar ısıtılacak olursa yumuşar. Bunları tekrar ısıtarak yeniden biçimlendirmek mümkündür. Bu reçinelere ısıtılınca yumuşayan anlamında termoplastik reçineler denir. Kısaca termoplastikler balmumuna benzer; ısıtıldığında yumuşar, erir, şekil verilebilir. Burada moleküller ucuca eklenerek birbirinden bağımsız çizgisel makro moleküller oluştururlar. Bu zincirler arasında kuvvetli bağ yoktur. Bundan dolayı termoplastikler ısıtıldığında atom zincirleri kayarak malzemenin akıcılığına sebep olurlar. Soğutulduğunda atom zincirleri tekrar katılaşır. Termoplastiğin ısıtılma ve soğutulma işlemleri belirli sayıyı aşarsa rengi değişir, görünüşü bozulur. Termoplastiklerin Halleri a) Katı Hal: Malzeme cam gibi sert ve tokluk arz eden sert bir halde bulunur. b) Termoelastik Hal: Bu durumda malzeme yüksek elastikiyete sahip olur. c) Termoplastik Hal: Bu durumda malzeme akışkan bir sıvı halindedir. Bu grupta olanlar akrilikler, selülozikler, naylon, polistiren, polietilen, karbonflorür ve vinillerdir. Bunların her firmaya ait ayrıca birer ticari isimleri vardır. Plastiklerin İyi Yanları Kolay biçimlendirilebilirler, Hafiftirler, Korozyona dayanıklıdırlar, Elektriğe karşı iyi yalıtkandırlar, Isıya karşı iyi yalıtkandırlar, Saydam ve renkli olarak üretilebilirler, Enerji yutma özellikleri vardır. Plastiklerin Kötü Yanları Mukavemetleri düşüktür, Boyutları sabit kalmaz, Isıya karşı dayanıksızdırlar, Hava ve güneş ışığında bozulabilirler, Bazıları koku verir, Tamir edilmeleri zordur, Nispeten pahalıdırlar. Termoset Plastiklerle - Termoplastiklerin Özelliklerinin Karşılaştırılması Termoset plastikler ısıya karşı daha dayanıklıdırlar. Termoset plastikler genellikle sert (rijid) dirler. Buna karşılık termoplastikler sert olabildiği gibi bileşimi ayarlanarak yumuşak, esnek, gevrek üretilebilmektedirler. Termoplastiklerin sünme eğilimi termoset plastiklere oranla daha fazladır. Termoplastikler bazı organik çözücülere karşı dayanıksızdır. Termoset plastikler ise, organik çözücülerden pek etkilenmezler. Bazı termoplastikler çok saydam olarak üretilebilirler. Plastiklerin Yapıda Kullanılması Plastik ürünler yapıda değişik alanlarda kullanılırlar ve kullanıldıkları yerler şöyle sıralanabilir. Boru, kapı ve pencere doğraması, dekoratif kaplama ile çatı ve döşeme kaplaması olarak, Isı ve ses izolasyonu amacıyla yapılan kaplamalarda (plastik köpükten yapılan kaplamalar), Su ve rutubet izolasyonu amacıyla kaplama malzemesi olarak (plastik örtüler şeklinde), Boyalarda, Hazır dış cephe sıvalarında (bağlayıcı olarak), Polimer betonlarda (Bağlayıcı olarak), Harç ve betonlarda katkı malzemesi olarak kullanılırlar. Termoplastik Malzemeler Polietilen Normal ve düşük sıcaklıkta çarpma mukavemeti yüksektir. Asitlerden, alkalilerden ve organik çözücülerin birçoğundan etkilenmez. Bu nedenle yapıştırılamaz. Her türlü ek ve birleştirme parçalar ısıtılıp (ergitilip) birbirine bastırılarak yapılır. Yumuşama derecesi 75 oC dolayında olup 120-130 oC dolayında yumuşayan türü de vardır. Elektrik yalıtkanlığı iyidir. Bu özelliği nedeniyle elektrik kablolarında kullanılır. Tuz ve bakterilerden etkilenmediğinden yer altında kullanılabilir. Diğer bir kullanma alanı plastik örtülerdir. Bu örtüler şantiyelerde çimento istiflerinin örtülmesinde, kür görecek beton döşemelerin su kaybını önlemek amacıyla kaplanmasında vb. işlerde kullanılır. Polietilenin bir diğer kullanım alanı ise, sulama ve yağmurlama borularıdır. Ancak malzemenin ısıl genleşme katsayısının çok yüksek olduğundan malzeme güneş ışınlarından etkilenerek zamanla kırılganlaşır. Polivinilklorür (PVC) En yaygın biçimde, PVC yapımında kullanılan plastik malzemedir. Sert ve yumuşak olmak üzere iki türü vardır. Sert türünden; basınçlı su boruları, pis su boruları, çatılar için yağmur dereleri ve iniş boruları, sulama ve yağmurlama boruları, plastik doğrama çatı kaplama levhaları üretilmektedir. Yumuşak türü ise, yapıda plastik yer karosu olarak kullanılır.Isıl genleşme katsayısının büyük olması nedeniyle oluk ve derelerde eklerin hareketli veya contalı yapılmasını gerektirir. 80 oC da yumuşadığı için PVC borular sıcak ısı tesisatı için uygun değildir. Ancak 120 oC da yumuşayan türü de vardır. PVC özel yapıştırıcısıyla yapıştırılabilir. PVC yer karoları, PVC’nin, asbest lifleri, bazı dolgu maddeleri ve renklendiricilerle karıştırılması ile üretilir. Isıl iletkenliği, su emmesi, yağ emmesi düşük, elektrik ve ses yalıtkanlığı yüksektir. Bileşiminde asbest bulunması nedeniyle aşınmaya ve bir dereceye kadar yanmaya karşı dayanıklıdır. Polivinil Asetat Polivinil asetat yapıda harçlarda katkı maddesi, hazır sıvalarda hammadde, sıvalar için astar ve plastik boya olarak kullanılır. Polimetilmetakrilat (PMMA) Hafif, görünümü güzel, cilalanabilir ve iklim koşullarına dayanıklı bir malzemedir. Şeffaf türü piyasada pleksiglas adıyla bilinir ve cam yerine kullanılabilir. Politetraflor Etilen (PTFE) Sıcağa karşı dayanıklı, sürtünme katsayayısı çok düşük bir malzemedir. Bu özellikleri nedeniyle daha çok mutfak eşyalarının kaplanmasında (teflon tava vb.) kullanılır. Yapı alanında köprü mesnetlerinde ve katı madde taşıyan boruların iç kısımlarının kaplanmasında kullanılır. Pahalı olduğundan daha çok kaplama malzemesi olarak kullanılır. Polistrin Polistrin yapıda daha çok sert köpük levhalar halinde kullanılır. Bu levhalar polistrin parçacıklarının şişirilmesi ve kalıplanmasıyla üretilir. Polistrin çok hafiftir. Birim ağırlığı 13-40 kg/m3 arasında değişir. Buna bağlı olarak mekanik özellikleri de oldukça düşüktür. Ancak ısı iletkenlik katsayısının çok düşük olması bu malzemeyi ısı izalasyonu işleri için uygun kılmaktadır. Görünümü beyaz renkli yuvarlak taneler biçimindedir. Renkli de üretilebilir. Bununla birlikte boyanabildiğinden renk pek önemli bir özellik değildir. Kolay yanarsa da zor alev alan türleri de vardır. Yapıda duvar, çatı ve tavanların ısı izolasyonunda, dekoratif tavan kaplama plakları halinde akustik düzenlemelerde, beton kalıplarda boş kalması gereken yerlerde boşluk elemanı olarak kullanılır. Boşluklu tuğla ve briketlerin boşluklarının bununla doldurulması da bir başka kullanım alanıdır. Darbelere karşı olan dayanıklılığı nedeniyle kırılgan eşyaların ambalajlarında da kullanılır. Bu malzeme piyasada styropor, hostapor gibi ticari isimlerle bilinir. Termoset Plastik Malzemeler Melamin Formaldehid Melamin formaldehit doğramacılıkta kullanılan ve piyasada formika diye bilinen malzemenin hammaddesidir. Bu malzeme reçine emdirilmiş kâğıt veya karton tabakalarının preslenmesiyle üretilir. Yüzeyi parlak olup istenen desen ve renk verilebilir. Poliester Reçinesi Poliester reçinesinin pek çok kullanım alanı vardır. Örneğin dakron ve terilen diye bilinen kumaşlar. Ancak poliester reçinesi yapıda daha çok cam takviyeli plastik (CTP) malzeme halinde kullanılır. CTP malzeme poliester reçinesi emdirilmiş cam tülü veya cam keçenin kalıplanarak şekillendirilmesi ve polimerleşme sonucu sertleşmesiyle üretilir. CTP malzemeye örnek olarak oluklu, ondüleli çatı kaplama levhaları, su tankları, basınçlı borular gösterilebilir. CTP malzeme genellikle yarı saydamdır. Ancak boyanabilir. Poliester reçineleriyle üretilen bir diğer malzeme polimer betonu ve suni mermerdir. Epoksi Reçinesi Epoksi reçinesi bir sertleştiricinin katılmasıyla sertleşen iki bileşenli bir plastik maddedir. Bileşime ayrıca renklendiriciler, dolgu maddeleri, seyrelticiler de katılabilir. Özellikleri çok değişken olup çok sert veya yumuşak, hafif veya ağır olarak üretilebilir. Özellikleri bileşime giren maddelere bağlıdır. En önemli özellikleri yapıştırıcı olmalarıdır. Her türlü malzemeyi yapıştırmada kullanılabilir. Yapıda yapıştırma işlerinde, çatlakların kapatılmasında, yüzeylerin dış etkilere karşı korunmasında kullanılır. Reçine karışımı, uygulanacağı yüzeye fırçayla sürülebildiği gibi püskürtme ve diğer yollarla da uygulanabilir. Karışım kısa sürede sertleştiğinden kullanımdan hemen önce hazırlanmalıdır. Piyasada Araldit, 404 gibi adlarla satılmaktadır. Poliüretan Yapıda poliüretan, boya halinde veya sert köpük levhalar halinde kullanılır. Sıvı halde poliüreten sürüldüğü yerde bir müddet sonra sertleşerek yüzeyi geçirimsiz ve dayanıklı hale getirir. Polietilen ve benzeri birkaç madde dışında her türlü yüzeye tutunabilir. Uygulama alanları arasında duvar, çatı, tavan ve döşemelerin su ve zararlı maddelere karşı izolasyonu ile çeşitli yapıştırma işleri sayılabilir. Poliüretan sert köpük, yapıda daha çok ısı yalıtım işlerinde kullanılır. Diğer Plastik Malzemeler Kauçuk Kauçuk, kauçuk ağacından elde edilen ve latex diye adlandırılan süt özellikli bir emülsiyondan üretilir. Ancak günümüzde daha çok yapay olarak üretilmektedir. Bu yoldan yani sentetik olarak elde edilen, kauçuk özelliklerine sahip tüm maddeler sentetik kauçuk olarak adlandırılmaktadır. Kauçuğun en büyük özelliği parçalanmadan büyük miktarda şekil değişikliği yapabilmesidir. Ayrıca kauçuğun enerji yutma özelliği de vardır. Kauçuğun yapıda kullanıldığı yerlere örnek olarak makine temelleri ( titreşimleri yutma özelliği ), döşeme kaplamaları (esneklik, su geçirmeme), derzlerde geçirimsiz bantlar gösterilebilir. Ancak kauçuk organik yağ ve çözücülerin, güneş ışığının, sıcağın etkisiyle bozulabilir. Silikonlar Silikonlar, silikon ve oksijenden oluşan inorganik bir zincire, organik yan grupların takılmasıyla oluşur. İnorganik bileşen, silikonların sıcaklığa karşı dayanıklı olmasını sağlarken, organik bileşen onlara esneklik kazandırır. Silikonlar sıvı, katı veya macun halinde olabilir. Sıvı silikonlar daha çok cila olarak, katı haldekiler sıcaklığa dayanıklı parça üretiminde, macun halindeki türler daha çok yağlama işlerinde kullanılır. Türk Plastik Sanayii Geçmişi son 40 yıla dayanan Türk Plastik Endüstrisi oldukça hızlı bir şekilde büyümektedir. 2001 yılındaki durgunluktan sonra geçtiğimiz sene %35'lik rekor bir büyüme kaydedilmiştir. Bu rakam, bir patlama yılı olan 2000'e göre bile %27'lik büyümeyi ifade etmektedir. Ekonomik ve siyasi istikrarın yeniden oluşması ve kronik yüksek enflasyonun düşmesi ile ufukta sürekli ve kuvvetli büyüme gözükmektedir. Modern üretim teknolojileri kullanılarak gerçekleştirilen ürünler iç piyasa talebini karşıladığı gibi doğrudan ve dolaylı olarak önemli ölçüde ihracat da gerçekleştirilmektedir. Türk Plastik Sanayii sadece bitmiş ürün ihraç etmek ile yetinmemektedir. Plastik hammadde karışım ve katkıları ile çeşitli plastik işleme makineleri ve teknolojileri de Türkiye'de üretilmekte ve ihraç edilmektedir. Şu anda Türkiye 2002 yılındaki 2.8 Milyon Ton tüketimi ile Avrupa'da İspanya'dan sonra 6'ncı sırada gelmektedir. Ancak halen 40 kg olan kişi başına plastik tüketimi dünya ortalamasının üstünde olmasına rağmen doyum noktasından çok uzak olup önemli bir potansiyelin işaretidir. Tüketimin gelişmiş ülkelerdeki 100 kg/kişi seviyesine ulaşması 70 Milyon nüfusu olan Türkiye'yi dünya plastik sektöründe söz sahibi yapacaktır. Türkiye plastik sanayi sahip olduğu avantajlarla rekabet gücü yüksek önemli bir bölgesel oyuncu niteliğine dönüşme fırsatına sahiptir. Mevcut ve planlanan doğal gaz ve ham petrol boru hattı projeleri ile bir enerji terminali olmayı hedefleyen Türkiye, bu projelerin hammadde yönünden sağlayacağı imkânlar ile büyük atılım kaydedecektir. Türkiye'nin en büyük avantajı, yakınındaki hammadde zengini büyük petrokimya üreticilerinin varlığına rağmen, yurtiçi talebin, dünya ölçeğinde yurtiçi üretim yapılabilecek düzeyde oluşudur. Endüstri, çoğu küçük ve orta ölçekli firmalar olmak üzere 6 binden fazla firma barındırmakta ve 160 binden fazla kişiyi istihdam etmektedir. Tüketim açısından ağır toplar ambalaj ve inşaat malzemeleri sektörleridir. Son yıllarda hızla gelişen ihracat ve değişen tüketim alışkanlıkları ambalaj sektörünün hızla gelişmesine yol açmıştır. Öte yandan plastik komponentlerin yaygın olarak kullanıldığı dayanıklı tüketim ve otomotiv sektörlerinin de hızla büyümesi sayesinde bu sektörlere yönelik sürekli yeni yatırımlar yapılmaktadır. Türkiye üretim kapasitesi ile Avrupa'da sentetik elyaf üretiminde ikinci, pencere profilinde de ise üçüncü sıradadır. Türkiye'nin aynı zamanda çok önemli boyutta BOPP üretimi de bulunmaktadır. Türkiye'de plastik tüketiminin ağırlığını komodite plastikler (PE, PP, PVC, PS) oluşturmaktadır. PE ambalaj filmlerinde, sera örtülerinde, sulama borularında, varil, bidon ve şişe üretiminde ve ev eşyalarında, PP big-bag, çuval, oryente edilmiş film ve sentetik elyaf üretiminde, sıhhi tesisat borularında ve ev eşyalarında, PVC profil, lambri ve borularda, ambalaj filmlerinde, suni deri üretiminde, PS ise ambalaj kaplarında ve ev gereçlerinde yoğun olarak kullanılmaktadır. Ambalaj malzemesi olarak giderek yaygınlaşan PET ve hızla gelişen dayanıklı tüketim ve otomotiv sektörlerinde kullanılan mühendislik plastiklerinde iki basamaklı talep artışı gerçekleşmektedir. Türkiye Plastik Tüketim-Plastik Kullanım Yerleri Ambalaj sektörü Türkiye'de plastiklerin yoğun olarak kullanıldığı sektörlerin başında gelmektedir. Kullanılan ambalaj malzemelerinin değer olarak üçte birini plastik olanlar oluşturmakta ancak bunların ağırlıkları sadece %15 pay tutmaktadır. Son on yılda plastik teknolojilerindeki gelişmeler sayesinde plastik ambalajlar ünite başına % 28 hafiflemiştir. Türkiye'de üretilen plastik ambalaj uygulamaları arasında oryente edilmiş filmler, stretch filmler, shrink filmler, palet örtüleri, torbalar, poşetler, big-bagler, dokuma çuvallar, ipler, termoform ile üretilmiş katı ve sıvı yiyecek içecek kapları, gazlı ve gazsız içecek şişeleri, endüstriyel bidonlar, deterjan ve kozmetik ürün şişeleri, köpük kaplar ve ambalaj formları sayılabilir. Türkiye inşaat malzemeleri sektöründe de plastikler yoğun olarak kullanılmaktadır. Sağlam, dayanıklı, bakım gerektirmeyen ve korozyona dayanıklı olan plastik ürünler pencere ve kapı profillerinden pis ve temiz su borularına, izolasyondan iç döşemelere, su depolarından çatı ve cephe kaplamalarına kadar birçok uygulama için üretilmekte ve yaygın olarak kullanılmaktadır. Tarımsal ürünler açısından çok zengin olan ülkemizde sera örtüleri, fide örtüleri ve sulama boruları başlıca plastik uygulamalarıdır. Televizyonlar, buzdolapları, çamaşır makineleri, bilgisayarlar gibi cihazların yanı sıra fiber optik iletişim kabloları ve klasik güç dağıtım kabloları elektrik ve elektronik sektöründe plastiklerin kullanıldıkları ürünler olarak karşımıza çıkmaktadır. Form verme kolaylığı, elektrik yalıtma özelliği ve alev almayacak şekilde modifiye edilebilmeleri plastikleri bu sektör için vazgeçilmez kılmıştır. Plastikler, hafif, korozyona dayanıklı ve kolay şekil verilebilir olmaları sebebiyle otomotiv sektörü için de vazgeçilmez malzemeler olmuş ve eksoz emisyonlarının azaltılmasında önemli rol oynamışlardır. Ülkemizde son yıllarda hızla gelişen otomotiv üretimi bu konudaki talebi de arttırmıştır. Ülkemiz tekstil ürünleri açısından dünyada önde gelen ülkelerden biridir. Gerek sentetik iplik ve elyaf gerekse bunlarda imal edilen dokumalar konusunda dünya çapında üretim ve ihracat yapılmaktadır. Akrilik, polyester, polyamid ve polipropilen başlıca işlenen plastik türlerini oluşturmaktadır. PVC, EVA, TPE ve poliüretanın taban üretiminde kullanıldığı ayakkabı sektöründe de önemli üretim ve ihracat bulunmaktadır. Türkiye'nin coğrafi olarak Avrupa ile Asya'nın buluştuğu noktada yer alması Türk plastik endüstrisine ihracatını giderek arttırmada avantaj sağlamaktadır. Bu sene sektörün toplam ihracatının 1 Milyar dolar seviyesine ulaşması beklenmektedir. İhracat portföyünü her türlü ambalaj malzemesi, borular, mobilyalar, tekstil ürünleri, ayakkabı, mutfak ve ev gereçleri ile orijinal ekipman parçaları oluşturmaktadır. Plastiklerin önemli bir kullanım alanı olan dayanıklı tüketim ve otomotiv sektörü ihracatlarında iki basamaklı artışlar görülmektedir. Türk plastik ürünleri dünyada 124 ülkeye ihraç edilmektedir. Ana pazarlar AB, Eski Sovyet Cumhuriyetleri, Doğu Avrupa, Afrika ve Ortadoğu ülkeleridir. Sektör her yıl PAGEV ve TÜYAP tarafından İstanbul'da düzenlenen Plastik ve Kauçuk Fuarı'nda bir araya gelmektedir. Bölgenin en büyük plastik ve kauçuk fuarı olması sebebiyle giderek uluslararası bir statü kazanmakta olan fuara çevre ülkelerden yoğun ilgi olmaktadır. Plastik Tüketimin Sanayi Kollarına Dağılımı Plastik malzemeler hayatımıza her alanlarda farklı bir şekilde girmektedirler. Otomotiv alnından yapı alanına, sağlık alanından ambalaj elektronik alanına kadar birçok alanda hayatımıza girmektedir. Her alanda plastiklerin seçilmesine nedenler vardır. PVC’nin kanser yapıcı etkisi olduğu konusunda halk arasında yaygın bir kanı vardır. Oysa PVC hemen hemen bütün endüstri dallarında (oyuncak boya telefon giysi yiyecek kapları su şişeleri ve sulama boruları gibi günlük kullanım alanlarında, insan ile iç içe...) kullanılmakta olup insan sağlığı açısından hiçbir olumsuz etkisi yoktur (günümüzde hasta hanelerde toplu taşıma ve kitle iletişim araçlarında, ilaç ve gıda sektörü, ev eşyalarında vb. birçok endüstriyel sektörde PVC üstünlüğünü kabul ettirmiştir). Otomotiv Alanında Dünya plastik kullanımının yaklaşık yüzde yedisi taşımacılıkta kullanılır. Araç tasarımında plastik kullanımı rahatlık, emniyet ve ekonomi sağlar. Araçlarda ikinci en fazla kullanılan malzeme plastiktir. Otomotiv endüstrisi neden plastikleri tercih eder? Çünkü plastikler: Daha az yakıt kullanımı sağlar, Maliyeti düşürür, İnsanın çevreye olan etkilerini minimize eder. Yapı Alanında Yapı ve inşaat sektörü toplam plastik tüketiminin yüzde on dokuzunu meydana getirir. Mimar ve tasarımcılar neden plastik kullanırlar? Çünkü plastikler: Uzun ömürlü çözümler sunar Sert ve dayanıklı olmakla beraber hafiftirler, montaj kolaylığı sağlarlar Estetik olarak kabul edilebilir ve sağlıklı olmaları nedeniyle mutfak ve banyo donanımlarında tercih edilirler Geleceğe yönelik tasarımlara ortam sağlarlar. Ayrıca yapı alanında plastiğin en çok kullanımına rastladığımız alanlar pencere, tesisat boruları vb. Polipropilen Atık su Elemanları Sağlık Alanında Sağlık sektöründe kullanılan plastik yüzdesi diğer sektörlere oranla düşük olmakla birlikte sağlık açısından onlarsız bir yaşam düşünülemez. Tıp camiası neden plastik kullanır? Çünkü plastikler: Hijyenik, sağlam, hafif, inert, koruyucu, atılabilir olup uygulama esnekliğine sahiptirler İnsan vücudunun tekrar oluşturulmasına imkân verirler. ( suni kemik, rekonstrüktif kozmetik cerrahi gibi) Tedavide uygulama kolaylığı sağlar. ( suni kalp, serum hortumları, kan torbaları, ilaç ambalajları, organ nakli ambalajları gibi) Ambalaj Alanında Ambalaj malzemelerinin yaklaşık yarısını plastikler oluşturur. Plastik ambalajlar kaynak tasarrufu sağlarken atık oluşumunu da azaltırlar. Ambalaj sanayii neden plastikleri tercih eder? Çünkü plastikler: Satılan malları taze ve temiz tutar İlave koruma sağlar Kırılmadıkları için yaralanmaya neden olmaz Ambalajlanan malın çok çarpıcı şekilde sunulmasına imkân verirler Elektronik Alanında Plastiklerin çeşitli şekillerde işlenebilme özelliği yanında maliyet avantajları bugün varolan teknolojik gelişmelerin çoğunda hayati öneme sahip olmalarını sağlamıştır. Elektrik ve elektronik sanayii neden plastik kullanır? Çünkü plastikler: Daha iyi tasarımlara imkân verirler, Olağanüstü yalıtım özelliğine sahiptirler, Parçaların mümkün olan en küçük boyutta imal edilebilmesine imkân verirler, Montaj kolaylığı sağlarlar, Uygun ve hafif bir veri depolama ortamı sağlarlar. Kaynak: Sarıbıyık, M. (2010). Plastikler [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu
Metaller İnşaat mühendisliğinde kullanılan metaller, bileşimlerine göre iki gruba ayrılır. Demirli metaller, Demirsiz metaller. Demirli metaller Demirli metaller, bileşiminde demir bulunan metallerdir. Bunlara örnek olarak demir, çelik ve çeşitli demir ve çelik alaşımları gösterilebilir. Bu metal malzemeler yapıda taşıyıcı eleman olarak kullanılır. Demirsiz metaller Demirsiz metaller, bileşiminde demir bulundurmayan tüm diğer metallerdir. Bunlara örnek olarak alüminyum, bakır, çinko, kurşun ve bunların alaşımları gösterilebilir. Bu metaller yapıda genellikle taşıyıcı görevi olmayan veya çok az olan elemanların yapımında kullanılır. Bu nedenle bu metaller detay malzemeleri sınıfına girer. Demirli Metaller Pik Demir Bileşiminde % 2-4 karbon ile bir miktar silis, kükürt, fosfor ve manganez bulunan bu demir, fırından alınarak pik adı verilen kalıplara dökülür ve buna pik demir denir. Dökme Demir Dökme demir, pik demirinin tekrar ergitilerek kalıplara dökülmesiyle elde edilir. Dökme demir inşaat sektöründe köprü mesnetlerinde, yollarda rögar ve tesisat bacalarının kapaklarında v.b. yerlerde kullanılır. Çelik Bileşiminde % 2-0.05 arasında karbon bulunduran demirlere çelik denir. Çelikler kullanıldıkları yere göre perçin çeliği, yapı çeliği, ray çeliği, yay çeliği gibi isimler alırlar. Yapıda kullanılan çelikler dört grupta incelenebilir. Çelik yapılarda taşıyıcı malzeme olarak kullanılan çelikler, Betonarme yapılarda donatı çubuğu olarak kullanılan çelikler, Çelik gergi teli ve çelik kablo olarak kullanılan çelikler, Detay (ayrıntı) malzemesi olarak kullanılan çelikler. Çelik Yapılarda Taşıyıcı Malzeme Olarak Kullanılan Çelikler Çelik yapılarda kullanılan malzemeler profiller, lama çelikleri, levhalar, dökme çelikten elemanlar ile bulon, perçin gibi birleştirme elemanlarıdır. Profiller I, U, L, T ve Z diye kesitlerine göre tanımlanan uzun elemanlardır. Bunlara uzun hadde ürünleri de denir. Lama çelikleri dik dörtgen kesitli yassı ürünlerdir. Kalınlıkları 100 mm’ye, genişlikleri 1250 mm’ye ulaşabilir. Saç levha, kalınlığı diğer iki boyuta oranla çok küçük olan bir yassı üründür. Genel yapı çeliklerinin sınıflandırması ve mekanik özellikleri TS 2162 de verilmektedir. Ülkemizdeki yapı çelikleri Fe37 sınıfı çeliklerdir. Bu nedenle yukarıda sıralanan çelik yapı elemanları da Fe37 sınıfı çelikten üretilmektedir. Bu çeliğin minimum akma sınırı 22 kgf/mm2, minimum çekme mukavemeti 37 kgf/mm2 dir. Betonarme Yapılarda Donatı Çubuğu Olarak Kullanılan Çelikler Betonarme donatı çubukları beton yapı elemanlarında, betonun taşıyamadığı kayma ve çekme gerilmelerini taşımak üzere kullanılan çubuklardır. Bu görevi tam olarak yerine getirebilmeleri için çubukların geniş bir yüzey alanına ve yüzeylerinin ise, betona tutunmayı kolaylaştıracak bir pürüzlülüğe sahip olması gerekir. Hafif paslanmış çubuklar bu bakımdan iyi olmakla birlikte betona tutunmasını kolaylaştırmak için bu çubukların yüzeylerine bazı girinti ve çıkıntılar da yapılır. Yüzeyinde çıkıntılar bulunan çubuklara nervürlü, yüzeyinde girintiler bulunan çubuklara da profilli çelik çubuk denir. TS708’e göre betonarme donatı çubukları düz, nervürlü ve profilli olmak üzere üç türdür. Bu çubuklar ayrıca sertliklerine göre doğal sertlikte ve soğukta işlem görmüş yani sertleştirilmiş diye iki sınıfa ayrılmaktadır. Beton çelik çubukları bu özelliklerine bağlı olarak Ia, IIIa, IIIb IVb diye sınıf belirtir simgelerle anılmaktadır. İlk üç sınıftaki çelik çubuklar kangallar veya firketeler halinde satın alınmakta ve çeşitli boylarda kesilip kıvrıldıktan sonra kullanılmaktadır. IVb sınıfı çelik sadece çelik hasır üretiminde kullanılır. Çelik hasır belirli aralıklarla paralel uzanan bir dizi çubuğun, bunlar üzerine belirli aralıklarla ancak dik doğrultuda dizilmiş bir başka dizi çubukla birleştirilmesiyle elde edilmiş bir üründür. Gergi Teli ve Çelik Kablo Olarak Kullanılan Çelikler Ön gerilmeli veya ard gerilmeli betonarme yapılarda gergi teli olarak kullanılacak çelik tel ve kablolarda öncelikle yüksek mukavemet aranır. Bu nedenle bu tellerin karbon yüzdesi daha yüksek, sünekliği daha azdır. Bu teller, tel çekme yöntemiyle üretilir. Hadde denilen bir başlığın bir tarafından kalıp olarak giren tel diğer taraftan kesiti incelmiş ve uzamış olarak çıkar. İncelen tel soğuk işlem görmüş olduğundan, kesit alanı azaldığı halde, eskisine oranla daha çok yük taşır. Bu tellerle ilgili bir Türk Standardı olmamakla birlikte bunlar yurt içinde üretilmektedir. Bu tellerle ilgili yabancı standartlar, tellerin karbon yüzdeleri, çekme dayanımları, minimum uzama oranları ve özellikle zamanla gevşeme miktarına ilişkin sınırlamalar getirmektedir. Ön gerilme tellerinde % 0.6 – 0.9 karbon ve aynı oranda mangenez bulunur. Bunların çekme mukavemeti 150 kgf/mm2, binde ikilik akma sınırı 130 kgf/mm2 dolayındadır. Ard gerilme işlerinde teller veya kablolar (7 ve 9 telli demetler) kullanılır. Bunların bileşimi yukarıdaki gibidir. Çekme mukavemetleri 180 kgf/mm2, binde birlik akma sınırı 125 kgf/mm2 dolayındadır. Gerek tellerde ve gerekse kablolarda zamanla gevşeme sonucu gerilme azalması 30 sene sonunda bile % 20’yi aşmaz. Bazı özel işlerde (örneğin temeller) tel veya kablo yerine soğuk işlem görmüş çubuklardan (çap 20-40 mm) da yararlanılır. Bunlarda karbon ve manganeze ek olarak bir miktar silikon bulunur. Çekme mukavemetleri 100 kgf/mm2 dolaylarındadır. Asma köprü telleri de ön gerilme tellerine benzer bileşim ve özelliklere sahiptir. Çekme mukavemeti 150 kgf/mm2 olup ayrıca, galvanize edilerek korozyona karşı korunmuştur. Öngerilme Teli: Yüksek dayanımlı çeşitli çaplarda üretilen (Genelde 7-8 mm) düz satıhlı yada nervürlü çeliklerdir. Öngerilme Toronu: Türkiye’de çelik halat da deniyor. Bir telin etrafında bir ya da birden fazla telin ya da enaz iki telin birbirine sarılmasıyla elde edilmiş belirli özelliklere sahip bir örüktür. Bunlardan en yaygın kullanılanı (7) telden meydana gelmiş toronlardır. Tellerin çapı 2-4 mm dir. Bir telin çapı (D) ile gösterilirse 7 telli toron’un çapı 3.06 D değerini almaktadır. Sargının (helisel) adımı toron çapının 12 yada 16 katı civarındadır. Çekme dayanımı 2000 MPa mertebesindedir. Toronlar çelik tellerden daha esnektir. Bu nedenle geçiş hatlarının eğrisel olmasına elverişlidirler. Aderansları tellere göre daha yüksek rölasyonları çelik tellerinkinden daha azdır. Öngerilme Çubuğu: Yüksek dayanımlı belirli özelliklere sahip çeşitli çaplarda üretilen özel alaşımlı çelik donatılardır. Öngerilme Kablosu: Birçok öngerilme telinin, birçok öngerilme toronu ya da öngerilme çubuğunun bir grup olarak kullanılması halidir. Bunlar ard çekme yönteminde kullanılmaktadır. Öngerilme Donatısı: Ön gerilmeli elemanlarda donatı olarak kullanılan belirli özelliklere sahip tel toron, çubuk ya da bunlardan meydana gelen kablolardır. Detay (ayrıntı) Malzemesi Olarak Kullanılan Çelikler Detay (ayrıntı) malzemesi olarak galvanize saclar kullanılır. Galvanize sac levhalar düz, oluklu ve trapez kesitlidir. Düz sacların genişlikleri 100-120 cm, oluklu ve trapez kesitli saç levhaların genişlikleri kıvrımlar nedeniyle 80-90 cm kadardır. Levhalar istenilen uzunlukta üretilebildiği halde, genellikle 2m’ lik boylarda satılır. Bunların kalınlığı 0.3-1.5 mm arasında olabilir. Levhaların ağırlığı kalınlığına bağlı olarak 2.5 ile 15 kg/m arasında değişir. Düz olmayan levhaların taşıyıcı özelliği de vardır. Bu özelliği nedeniyle ahşap ve çelik fabrika yapılarının çatılarının kaplanmasında kullanılır. Diğer çelik malzemeler ise, çeşitli çelik saç profillerdir. Bunlar kapalı veya açık kesitli olabilir. Yapıda daha çok kapı kasası, çelik doğrama gibi işlerde kullanılır. Galvanize çelik borular da yapıda kullanılan bir diğer çelik malzemedir. Boru çapları bir İngiliz ölçü birimi olan “inch” cinsindendir. Ancak piyasada “inch” yerine “parmak” deyimi kullanılır. 1 parmak = 1 inch = 25.4 mm. En ufak çap yarım parmak (15 mm) en büyük çap ise, 6 parmak (150 mm) dir. Boruların birim ağırlıkları çapa göre değişir. Uygulamada en çok kullanılan yarım, üç çeyrek ve bir parmaklık galvanize boruların ağırlıkları sırasıyla 1.3, 1.7, 2.6 kg/m dir. 6 parmaklık borunun metre ağırlığı 20 kg dolayındadır. Başka bir diğer çelik malzeme de çelik lifleridir. Çelik lif, yaklaşık 0.2-0.5 mm çapında telin, 25-50 mm boylarda doğranmasıyla elde edilen bir malzemedir. Beton bileşimine katıldığında donatı vazifesi görerek beton elemanın darbelere, eğilmeye karşı dayanıklılığını artırır. Özellikle, aşınma etkisine maruz betonlarla (beton yollar) patlama etkisine maruz kalabilen betonlar (sığınak) için ideal bir malzemedir. Bu gibi yerlerde normal donatıya ek olarak beton bileşimine çelik lif katılır. Çelik Malzemelerin Birleştirme Usulleri Yapıda kullanılan çelik malzemeler iki şekilde birleştirilebilir. a) Sökülebilir birleşimler: Gerektiğinde sökülerek başka yerlerde kullanılabilecek şekilde birleştirilen elemanlardır. Birleştirme malzemesi olarak civata, bulon vb. malzeme kullanılır. b) Sökülemeyen birleşimler: Bunlar sökülmesi gerektiğinde kesilerek sökülen malzemelerdir. Birleştirme malzemesi olarak kaynak, perçin vb. malzeme kullanılır. Perçinler yuvarlak kesitli yumuşak demirden yapılmıştır. Bir ucu küresel başlı, diğer ucu düz çiviye benzeyen elemanlardır. Birleştirilecek parçalarda açılan deliklerden geçirilen perçinin delikten taşan düz olan ucu dövülerek bu uçta bir kapak oluşturulur. Perçinin gövdesi de deliği iyice doldurur ve sıkışır. Kaynak, aynı veya benzer alaşımlı madenlerin ısı etkisiyle birleştirilmesidir. İki türü vardır. Ergitme kaynağı: Gaz kaynağı, asetilen kaynağı, elektrik kaynağı ile birleştirilecek parçaların birbirlerine kaynayacak kenarları ısı etkisiyle ergime derecesine kadar ısıtılır. Ergimiş metal birleşmeyi sağlar. Birleştirme için bir üçüncü parça da ergitilerek kullanılır. Basınç kaynağı: Birleştirilecek parçalar akkor hale gelinceye kadar ısıtıldıktan sonra kuvvetle birbirine bastırılır. Örneğin, nokta kaynağı, kordon kaynağı, küt kaynak vb. kaynaklardır. Demirsiz Metaller İçerisinde demir (Fe) olmayan metallere demirsiz metaller denir. Demirsiz metallerden yapıda kullanılanlar alüminyum, kurşun, bakır, çinko ve bunların alaşımlarıdır. Bu metallerin ortak bir özellikleri havayla temasları sonucu yüzeylerinde bir oksit tabakasının oluşması ve bu tabakanın metalin daha fazla oksitlenmesini önlemesidir. Bu nedenle bunlar daha çok kaplama malzemesi olarak kullanılır. Alüminyum Tabiatta en fazla boksit halinde bulunur. Elde edilişinde fazla enerji gerektirdiği için pahalı bir malzemedir. İçindeki yabancı maddeler ayrıldıktan sonra 1000 dereceye kadar ısıtılıp kristal suyu uçurularak saf olarak alüminyum oksit elde edilir. Kalınlıkları 1,5-5 mm. arasındadır. Çatı kaplaması, kapı, pencere ve vitrin doğraması imalatında kullanılır. Havayla temas edince yüzeyinde koruyucu oksit tabakası oluştuğundan atmosfer etkisine karşı dayanıklıdır. Daha iyi bir dayanıklılık isteniyorsa alüminyum anodize (elektrik akımıyla zorunlu oksitlendirme) edilir. Deniz suyun da klor iyonları çok olduğundan alüminyum ile temas ettirilmemelidir.. Alüminyum ıslak tuğla, toprak ve ahşaptan da etkilenebilir. Saf alüminyum sağlam bir malzeme değildir. Bununla birlikte, iyi elektrik iletkenliği ve hafifliği nedeniyle yüksek gerilim kablolarında kullanılır. Alüminyum alaşımları alüminyuma oranla çok daha sağlam ve hemen hemen onun kadar hafiftir. Ayrıca korozyona karşı da dayanıklı olurlar. Alüminyumun hafifliği (çeliğin üçtebiri), atmosfer etkisine dayanıklılığı onu taşıyıcı sistemler için uygun kılarken, elastiklik modülünün düşük ve ısıl genleşme katsayısının büyük olması (çeliğin 2 katı) bu kullanımı sınırlamaktadır. Alüminyumun tipik özellikleri : Özgül ağırlık : 2.70 kg/ı Elastik modülü : 0.7 x 106 kgf/cm2 Çekme mukavemeti : 50 kgf/mm2 Poisson oranı : 0.34 Isıl gen katsayısı : 24 x 10-6 l/oC Isıl iletken katsayısı : 1.8 kcal/m.h.oC Bakır Bakır korozyona karşı oldukça dayanıklı bir metaldir. Asitlerden ve deniz suyundan etkilenmez. Nemli bir ortamda bırakılacak olursa yüzeyinde yeşil renkli bir bakır sülfat tabakası oluşur. Bakırın çekme dayanımı yüksek değildir. Daha çok elektriksel ve ısıl iletkenliğinden ve kolay işlene bilirliğinden yararlanma amacıyla kullanılır. Alaşım sız halde çatı kaplaması olarak kullanılırlar ve bakır levhaların tutturulmasında bakır çivi kullanılır. Bakır boru olarak da yapılarda kullanılabilir. Bakırın alaşımlarından en çok kullanılan ikisi pirinç ve bronzdur. Pirinç, bakır-çinko alaşımıdır. Çinko, bakır içinde %50’ye varan oranlarda çözünebilir. %36’ya kadar çinko içeren alaşımlar daha çok süs eşyası, pirinç mobilya yapımında kullanılır. %46’dan fazla çinko içeren alaşımların kullanımı oldukça sınırlıdır. %36-46 arası çinko içeren alaşımlar musluk, vana ve benzeri sağlık malzemesi ve vida, menteşe, çekmece kulpu gibi nalburiye üretiminde kullanılır. Bronz, bakır-kalay alaşımı olup diğer bir ismi de tunçtur. Kalay miktarı %6 dolayında olup, bronzlar pirinçlere oranla daha sert ve sağlamdır. Daha çok heykel, kapı tokmağı gibi süslemelerde kullanılır. Bakırın tipik özellikleri Özgül ağırlık :8.96 kg / l Elastik modülü :1.000.000 kgf / cm2 Isıl genleşme katsayısı :2.000 kgf / cm2 (saf metal) Çekme mukavemeti :16.5 x 10-6 lloC Isıl iletkenlik katsayısı :3.4 kcal / m.h.oC Kurşun Tabiatta saf olarak çok az bulunan kurşun, içerisinde %86 kurşun bulunan ve kurşun glansı adı verilen filizlerden elde edilir. Havayla temas halinde yüzeyinde bir karbonat tabakası oluşur. Bu tabaka onu dış etkenlere karşı korur. Kurşun bu özelliğiyle çatı kaplaması olarak kullanmaya uygundur. Tutturma işinde bakır çivi kullanılır. Bu tür uygulamalarda ısıl genleşme payı çok önemlidir. Kurşun yüksek yoğunluğu nedeniyle zararlı ışınların geçişine engel olur. 1 cm kalınlığında kurşun ışınların geçişine karşı 10-15 cm kalınlığında beton kadar etkilidir. Eski yapılarda, su tesisatında kurşun borular yaygın olarak kullanılmıştır. Kurşun, kolay eğilip bükülmesi nedeniyle günümüzde daha çok su sayaçlarının, termosifon, şofben gibi su ısıtıcılarının su şebekesine bağlanmasında ara eleman olarak kullanılmaktadır. Saf ve yumuşak sular kurşunu çözebildiğinden bu gibi yerlerde suya kurşun karışma ihtimali vardır. Kurşun, özellikle küçük çocuklar için çok zehirli bir maddedir. Kurşun ayrıca yağlı boya, üstübeç ve lehim üretimi gibi diğer alanlarda da kullanılır. Kurşunun tipik özellikleri Özgül ağırlık :11.34 kg/l Elastik modülü :200000 kgf/cm Çekme mukavemeti :2140 kgf/cm Isıl genleşme katsayısı: 229.5 x 10-6 l/oC Isıl iletkenlik katsayısı :2.9 kcal/m.h.oC Çinko Tabiatta saf olarak bulunmaz. Blent, kalamin ve kırmızı çinko filizi halinde bulunur. Filizler yıkanır ufalanır ve daha sonra kavrularak karbondioksit ve kükürt ayrılır. 1100-1300 oC sıcaklıkta ve özel fırınlarda ısıtılan çinko gerekli işlemler sonunda sıvı hale getirilir. Böylece elde edilen ham çinko alev fırınlarında tekrar eritilerek temizlenmek suretiyle saf çinko haline getirilir. Yağmur borusu, dere ve olukların üretiminde ve çatılarda kaplama malzemesi olarak kullanılır. Isıl genleşme katsayısı oldukça yüksektir (40 x 10-6 l/oC’ye kadar çıkabilir). Çelik saçların ve boruların kaplanmasında da kullanılır. Ergimiş çinkoya daldırılan çelik saçların ve boruların yüzeyleri çinko ile kaplanır ve bu saçlara galvanize saç, borulara da galvanize boru denir. Bu kaplama işlemi malzemelerin paslanmasını önler. Kaynak: Sarbıyık, M. (2010). Metaller [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu
Kompozit Malzemeler İki veya daha fazla malzemenin, iyi özelliklerini bir araya toplamak ya da ortaya yeni bir özellik çıkarmak için, mikro veya makro seviyede heterojen karışımıyla oluşan malzemeye Birleşik veya Kompozit Malzeme denir. İlk modern sentetik plastiklerin 1900'lerin başında geliştirilmesinin ardından, 1930'ların sonunda plastik malzemelerin özellikleri diğer malzeme çeşitleri ile boy ölçüşür düzeyde gelişmeye başlamıştır. Kolay biçim verilebilir olması, metallere oranla düşük yoğunlukta olması, üstün yüzey kalitesi ve korozyona karşı dayanımı plastiğin yükselmesindeki en önemli özelliklerdir. Bir çok üstün özelliğinin yanı sıra sertlik ve dayanıklılık özelliklerin düşük olması plastik malzemelerin güçlendirilmesi için çalışmalar yapılmasına neden olmuştur. Bu eksikliğin giderilmesi amacıyla 1950'lilerde polimer esaslı kompozit malzemeler geliştirilmiştir. Kompozitler, özellikle polimer kompozitler yüksek mukavemet, boyut ve termal kararlılık, sertlik, aşınmaya karşı dayanıklılık gibi özellikleriyle pek çok avantajlar sunarlar. Ayrıca kompozit malzemeler dayanıklılık ve sertlik yönünden metallerle yarışabilecek olmasına rağmen çok daha hafiftirler. Kompozit malzemeler reçine (Matriks) ve takviye (Reinforcement) bileşenlerinden oluşur. Kompozitler temel olarak kalıp görevi gören reçine içine gömülmüş sürekli veya kırpılmış elyaflardan oluşmaktadır. Bu bileşenler birbirleri içinde çözülmezler veya karışmazlar. Kompozit malzemelerde elyaf sertlik, sağlamlık gibi yapısal özellikleri, plastik reçine malzemesi ise elyafın yapısal bütünlüğü oluşturması için birbirine bağlanması, yükün elyaf arasında dağılmasını ve elyafın kimyasal etkilerden ve atmosfer şartlarından korunmasını sağlar. Kompozit türleri Kompozit malzemelerde kullanılan matrisler, polimerlerden (termosetler ve termoplastikler) metal ve seramiklere kadar değişmektedir. Polimerler düşük yoğunluklu göreceli olarak düşük dayanıklılıktadır. Başlıca polimer matris malzemeleri polyester, epoksi, fenol ve vinil esterdir. Matris Malzemeleri Takviye Elemanları Kompozit Yapının Şekli Polimerler Lifler Tabakalar Metaller Granül Kaplamalar Seramikler Whiskers Film-Folya Pudra Honey-Combs (Bal peteği) Yonga Filaman Sarılmış Yapılar Kompozit malzemelerde takviye amacıyla kullanılan elyaflar Doğal elyaflar (artık yerlerini sentetik elyaflara bırakmışlardır), Sentetik, organik elyaflar; Naylon, aramid (düşük yoğunluklu ve güçlü elyaflardır, Sentetik inorganik, elyaflar ; Cam, karbon, boron vb. Kompozit Malzemelerin Genel Avantajları Hafif olması geniş bir kullanım alanı sağlar, Hafif olmalarından dolayı ‘elle ya da basit aletlerle’ kolay uygulama olanakları vardır, Hafif olmasından dolayı nakliye giderleri düşüktür, Üretim düşük iş gücü ile yapılabilir, Kolay kesilebilir ve işlenebilir, Karmaşık geometriye sahip şekiller bile kolaylıkla bir kalıba enjekte etmek suretiyle üretilebilirler, Üretim kolaylığının getirdiği, gün geçtikçe düşen maliyetleriyle, metallerle sıkı bir yarış halindedir, Birleştirme işlemleri metallerde olduğu gibi cıvata, vida, kama v.b. pek çok bağlama elemanı yerine yapıştırma işlemi ile parça sayılarında önemli azalmalar sağlanır, Metal ve seramiklere göre düşük yoğunluk ve dayanım/yoğunluk oranı da yüksektir, Yorulma ve darbe dayanımı yüksektir, Yüksek korozyon direncine sahip olması, Düşük ısı iletkenliğine sahip olması, Kimyasallara karşı yüksek direnç göstermesi, İyi elektrik yalıtkanlığına sahip olması, Hacimsel bazda polimer üretimi için metallerden daha az enerjiye ihtiyaç duyması, Harklı mekanik özellikler elde etmek için farklı katmanlardan ve farklı kombinasyonlarla CTP ler üretilebilir, Yüksek aşınma mukavemetine sahiptirler, Uzun yıllar bakım ve boya gibi ek bir hizmete ihtiyaç duymazlar, Elektromanyetik alan oluşturmaması nedeni ile radyo ve mikro dalga frekanslarını etkilemezler, Isıya bağlı uzamaları minimumdur, Üretim hızı genel olarak 0,6m – 1,2m/dak. olup çekilen parça eğer uygun bir yapıya sahip ise 3m/dak. gibi yüksek bir hızla üretilmesi mümkündür, Bazı plastiğin ışığı geçirmesi yani saydamlık özelliklerinin de olması cam ile rekabet etmesini da sağlamaktadır, Karmaşık parçaların tek olarak üretilebilmesinden dolayı parça sayısının azalmasını sağlarlar. Böylece ara birleştirme detay ve parçalarının azalmasıyla üretim süresi kısalmaktadır, Kompozit Malzemelerin Genel Dezavantajları Hammaddenin pahalı olması; Uçaklarda kullanılabilecek kalitede karbon elyafının bir metrekarelik kumaşının maliyeti yaklaşık 50 $ ’dır, Lamine edilmiş kompozitlerin özellikleri her zaman ideal değildir, kalınlık yönünde düşük dayanıklılık ve katlar arası düşük kesime dayanırlık özelliği bulunmaktadır , Malzemenin kalitesi üretim yöntemlerinin kalitesine bağlıdır, standartlaşmış bir kalite yoktur, Kompozitler kırılgan (gevrek) malzeme olmalarından dolayı kolaylıkla zarar görürler, onarılmaları yeni problemler yaratabilir, Malzemelerin sınırlı raf ömürleri vardır. Bazı tür kompozitlerin soğutularak saklanmaları gerekmektedir., Sıcak kurutma gerekmektedir. Kompozit Malzemelerin Çeşitleri Daneli Kompozitler İrili ufaklı tanelerin bir bağlayıcı madde ile çepeçevre sarılmasıyla meydana gelen kompozittir. Kum, çakıl ve çimentodan oluşan beton ve yine beton agregalarının bitümle bağlanması sonucu elde edilen asfalt gibi. Lifli Kompozitler Fiberler, boylarına nispetle çapları çok küçük olan malzemelerdir. Bunları dilimizde "lif' çoğul olduğunda "elyaf' diye adlandırırız. Malzemenin mekanik mukavemetini arttırmak, gevrek kırılmasını önlemek için lifler ve çubuk şeklinde donatılarla asıl malzeme (matris) takviye edilerek oluşturulan sistemlere de lifli Kompozitler denir. (Betonarme, kerpiç ve konumuzu ilgilendiren fiber malzemelerle güçlendirilmiş polimerler matrisleri gibi). Bu tür Kompozitler de liflerin yük taşıma. kapasitesi matrisinkinden daha yüksek olmalıdır. Matris ise liflere (donatıya) iyi şekilde yapışmalı,yük transferini sağlamalı, kırılgan (gevrek) olmamalı ve lifleri zararlı etkilerden korumalıdır. Tabakalı kompozitler Aynı cins ve daha başka cinsten parçaların lehim tutkal gibi metodlarla birbirine eklenerek istenilen şekil veya boyutlarda yeni parçaların elde edilmesidir.(şekil 3.2)Kontrapılaklar ve çelik plakalarla ahşap plakaların birleşiminden oluşan malzemeler bu gruba girer. Kaynak: Sarbıyık, M. (2010). Kompozit Malzemeler [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu
Cam Tarihçesi Cam ile ilgili bütün yayınlarda, camın bir rastlantı sonucu bulunduğu söylenir. Camın gelişimine bakıldığında, camın ilk olarak uygun kumun bol olduğu ve seramik yapımının geliştiği bölgelerde üretildiği kabul edilmelidir. Geçmişte yaygın bir seramik teknolojisi geliştirmiş uygarlıkların çok sayıda olduğu biliniyor. Böyle bir yaklaşımla Mezopotamya' dan Mısır' a, Doğu Akdeniz' den, Anadolu' ya kadar pek çok yerde, ilk camcılık örnekleriyle karşılaşmak mümkündür. Ancak günümüzde ulaşabilen sağlam kanıtlara dayanarak daha çok Mısır ve Mezopotamya' da kurumlaşmış bir camcılıktan söz edilebilmektedir. İlk örnekler M.Ö. 3000' ler den kalmadır. Bunlar, yalnızca cam olarak yapılmış örnekler olması bakımından çok ilginçtir. Cam, keşfedildiğinden günümüze kadar çok çeşitli kullanım alanları bulmuş stratejik önemi olan bir maddedir. Bulunuşundan günümüze kadar bir taraftan çeşitleri artan, diğer taraftan da kullanım alanı artan cam, vazgeçilmez bir tüketim maddesidir. Cam Nedir? Cam, aşırı soğutulmuş alkali toprak ve alkali metal oksitleriyle, diğer bazı metal oksitlerin çözülmesinden oluşan bir sıvı olup, ana maddesi (SiO2) silistir. Camlar genel anlamda erimiş haldeki amorf yapısını koruyarak katılaşan inorganik cisimler olarak tanımlanabilir. Üretim sırasında camın nispeten hızlı soğutulması sonucu kristalli bir yapı yerine amorf bir cama sağlamlık ve saydamlık özelliği kazandırır. Cam iki kademede üretilir: Ergimiş camın elde edilmesi Cama biçim verilmesi, parlatılması, kesilmesi Camı Oluşturan Ana Maddeler Adi camın bileşimine giren üç grup madde vardır. Bunlar cam haline gelebilen oksitler, eriticiler ve stabilizatör denilen maddelerdir. Camın bileşimine giren bu maddeler kum-soda-kireç olarak da adlandırılabilirler. Adi camın bileşimine giren maddelerin dışında cama önemli özellikler kazandıran ve üretimde bazı yararlar sağlayan yardımcı bileşenler vardır. Camlaştıcılar: Camlaşma özelliği olan bu maddeler genelde ağ oluşturan bazı oksitlerdir. Kuvars kumu bunların başında gelir. Ağ oluşturan oksitlerin en önemlileri ise SiO2 ve P2O5’(fosfor) dir. Eriticiler: Ağ oluşturan ve cam haline gelebilen oksitlerin erimelerini kolaylaştırmak amacıyla cam bileşimine katılan maddelere eriticiler denir. Bu maddeler Camlaşıcıların erime sıcaklığını düşürerek onların erimelerini kolaylaştırır. Özellikle 1713 ˚C deki silisin erime derecesi 1500 ˚C ye düşer. Eriticiler ağ içine girerek onu değiştirdiği için eriticilere “Modifikatör” de denmektedir. Sabitleştirici maddeler: Ancak yukarıdaki yöntemlerle elde edilen cam eridiğinden, bileşimine camı sabitleştirici CaCO3 (Kalsiyum Karbonat) gibi maddeler kullanmak gerekir. Diğer maddeler: Gerekirse, cam bileşimine cama renk verecek, camın rengini açacak (MnO2), hava kabarcıkları yok edecek (As2O4, KNO3) , camın saydamlığını giderecek (CaF2), ısıl genleşme katsayısını azaltacak maddeler de katılabilir. Cama Renk veren Maddeler Yapım işlemi sırasında, cam hamuruna katılan bazı maddeler oranlarına bağlı olarak faklı tonlarda renk verirler.Bu renklendirme aşamasında kullanılan maddeler şunlardı Altın =¬> Pembe, Kırmızı Magnezyum => Mor –Eflatun Çinko => Beyaz Opal Demir =>Yeşil, Mavi, Sarı Kobalt => Koyu-Açık mavi Gümüş => Sarı Bakır =>Yeşil, Mavi, Bu maddelerin kullanılmasında ekonomik etkenler ön plandadır. Bu bağlamda pahalı madenler ( altın- gümüş gibi) daha çok özel kullanıma yönelik objelerde, ucuz madenler ise günlük kullanıma yönelik eşyalarda renklendirici olarak olarak tercih edilmiştir. Cam nasıl üretilir? Hangi aşamalardan geçer? Cam yapımının ilk basamağı doğru maddelerin uygun oranda bir araya getirilmesidir. Günlük hayatımızda karşımıza çıkan ve camın hammaddesini oluşturan maddeler, kum, soda ve kireçtir. Kum, cam yapımında ana malzemedir. Soda, düşük sıcaklıkta akıcı hale gelmesini sağlar. Kireçse, kimyasal etkilere dayanıklılığını artırır. Bir araya getirilen bu maddeler 15000C’deki fırınlarda eritme işlemine tabi tutulur. Uygulama Alanları Evlerde; iç kapılar, mutfak-banyo dolap kapakları, duş kabini, balkon. Ofislerde; dolap kapakları, ara bölme, raf camı. Mağaza, otel, restoranlarda; tezgâh-raf, ara bölme camı. Sosyal- endüstriyel yapılarda; balkon, merdiven korkulukları. Cam Çeşitleri Uygulama yerlerine göre cam çeşitleri şunlardır: a) Renkli camlar b) Buzlu camlar c) Pencere camı d) Emniyet camları e) Fiber glas (cam elyafı) f) Telli cam g) Optik cam h) Silis camlar Renkli Cam: Pencere camının bileşimine bazı metal oksitler katılarak veya cam yüzeyine uygulanacak bazı işlemlerle renklendirilmiş camlardır. Pencere (soda) camı: Pencerelerde kullanılan saydam camdır. Tipik bir pencere camı bileşimi 75 SiO2, 15 Na2CO3, 10 CaCO3 olarak verilebilir. Bileşiminden dolayı bu cama soda camı veya kireç camı denir. Pencere camı gerek bileşimi gerekse kullanım alanı bakımından en yaygın camdır. Buzlu (Emprime) cam: Üzerine kabartma desenler basılı camdır. Görüntünün engellenmesi, ancak ışığın geçmesi istenen yerlerde kullanılır. Renkli ve çift tarafı desenli türleri de vardır. Telli Cam: İçine tel döşenmiş camlardır. Darbe ve yangına karşı dayanıklılık istenen, güvenlikle ışık geçirgenliğinin birlikte arandığı kapı, pencere ve bölmelerde kullanılır. Fiberglas (Cam Elyaf) : Bu camlar yalıtım malzemesi, band ve hava filtreleri yapımında kullanılır. Optik Cam: Optik bakımından mükemmel özellik gösteren camdır. Camın karşılıklı yüzeyleri tam paraleldir ve yüzeyde dalgalanma bulunmaz. Bu tür cam, mağaza vitrinlerinde, aynalarda ve görüntünün çarpılmaması istenen yerlerde kullanılır. Su Camı: Yangından korunmak için kullanılır. Plastik Camlar (Organik Suni Camlar ): Nakil vasıtaları ve su altı araçlarının camlarında kullanılır. Camın tüm özelliklerini taşıyan plastik maddelerdir. Normal camdan hafif ve tamamen renksiz, saydam ve kırılmazdır. Güneş ve yağmurda bozulmazlar. Deniz suyu ve inorganik maddelerden etkilenmezler. Silis Camı: Sıcaklığa karşı eşya yapımında kullanılırlar. İşlenmesi zor, erime noktası yüksektir. Termik genleşme katsayısı düşük olduğundan ısı şokuna dayanıklıdır. Kurşunlu Cam: Kristal cam eşya, optik cam, elektrik ampullerinin yapımında ve neon reklam ışıklandırmalarının üretiminde kullanılır. Radyasyona karşı koruyucudur. Boron Silikat Camı: Kimyasal etkilere ve yüksek sıcaklığa dayanıklı laboratuvar aletleri ve cam eşya üretiminde kullanılır. Emniyet Camları (Dağılmaz Cam): Emniyet amaçlı olarak kullanılan bu camlar, iki cam levha arasına pratikleştirilmiş özel bir reçine kullanılmak suretiyle imal edilirler. Reçine tabakası camları bir arada tutarak kırılıp parçalanmasını önler. Sertleştirilmiş Cam: Isıl işlem neticesinden çok yüksek mukavemet kazandıran camlardır. Camdan yapılan kapılarda, havuzlarda, mobilya üretiminde vb. yerlerde kullanılır. Cam Lifinin Tanımı, Üretimi ve Türleri Cam lifinin üretiminde ergimiş cam, platin ve platin alaşımından yapılmış bir potanın dibindeki deliklerden basınçla ve belirli bir debiyle itilirken, deliklerden çıkan cam 40m/sn hızla çekilir. Cam, çekme işlemi nedeniyle uzarken çapı da küçülerek lif mertebesine iner. Cam lifi kullanım amacına uygun ticari ürünler halinde satılır. Bunlar cam yünü, cam tülü, sürekli cam lifi demeti, doğranmış cam lifi demeti, sürekli cam fitil, cam keçe, cam kumaş ve dokumalardır. Cam tülü Cam liflerinin yaklaşık 0,5 mm kalınlığında bir tabaka meydana getirecek şekilde bir yüzey üzerinde toplanmasıyla oluşur. Lifler birbirlerine püskürtülen bir ön bağlayıcıyla tutturulmuştur. Cam tülü daha çok bitümlü su geçirmez örtü üretiminde kullanılmaktadır. Bu örtülerde bitüm su geçirmezliği sağlarken, cam tülü bitümü taşıyıcı görevi üstlenir. Sudan etkilenmediğinden çürümez. Su tutmadığı için kabarma ve dalgalanma yapmaz. Cam tülünün m2 ağırlığı 40–50 kg dolayındadır. Sürekli Cam fitil 12 veya katları sayısında cam lifi demetinin bir araya gelmesiyle oluşur. Doğranmış Cam Lifi Demeti Cam lifi demetinin belirli boylarda (5–6 cm) doğranmış halidir. Cam Keçe Cam lifi demetinin belirli boylarda doğranıp düzgün bir yüzey üzerine püskürtülmesiyle elde edilir. Cam keçe, sürekli ve doğranmış cam lifi demeti sentetik reçinelerle birlikte takviyeli plastik üretiminde kullanılır. Bu ürünler arasında su depoları ve oluklu plastik çatı kaplamaları sayılabilir. Cam keçenin m2 ağırlığı 300–600 kg arasındadır. Cam Kumaş ve Dokumalar Cam dokuma ipliğinden, sürekli cam lifi demetinden veya fitilinden yapılan kumaş ve dokumalardır. Özellikle cam fitilinden yapılan dokumalar, fitilin kalın olması nedeniyle sepet örgüsü görünümündedir. Cam dokumanın ince türleri, bitümlü örtülerde de kullanım alanı bulabilmektedir. Cam lifi çok sağlam bir malzemedir. Cam lifi kolayca çizilip bozulabildiğinden bir koruyucu matris içine alınarak kullanılır. Bu koruyucu genellikle polyester, epoksi, naylon reçinelerdir. Böylece elde edilen ürün aynı ağırlıktaki çelikten 8–10 kat daha kuvvetli olabilir. Cam yünü yapılarda ısı ve ses izolasyonu için kullanılır. Kullanış amacına uygun olarak rulo, plaka veya dökme olarak satın alınabilir. Cam lifi Cam soğuyunca saydamlaşır. Korozyondan etkilenmez. Basınç dayanımı yüksektir (400–12000 kgf/cm2). Çekme dayanımı (kusursuz lif olduğu takdirde) 200–900 kgf/ cm2. Elastisite modülü 6000–10000 kgf cm2’ Aşınma dayanımı sertliği oldukça yüksektir Birim hacim ağırlığı 2,5–2,7 gr/dm3’dür. Asitlere dayanıklıdır. (hidroflorik asit hariç) Kırılgan (gevrek) bir yapıya sahiptir. Hava ve suyu geçirmez. Atmosfer etkilerinde değişiklik göstermez. Isıyı çok iyi geçirirler. Camın Teknik Özellikleri Cam soğuyunca saydamlaşır. Korozyondan etkilenmez. Basınç dayanımı yüksektir (400–12000 kgf/cm2). Çekme dayanımı (kusursuz lif olduğu takdirde) 200–900 kgf/ cm2. Elastisite modülü 6000–10000 kgf cm2’ Aşınma dayanımı sertliği oldukça yüksektir Birim hacim ağırlığı 2,5–2,7 gr/dm3’dür. Asitlere dayanıklıdır. (hidroflorik asit hariç) Kırılgan (gevrek) bir yapıya sahiptir. Hava ve suyu geçirmez. Atmosfer etkilerinde değişiklik göstermez. Isıyı çok iyi geçirirler. Camın Kimyasal Özellikleri Bir malzemenin temasta bulunduğu gaz, sıvı veya katı haldeki maddelerin etkilerine karşı gösterdiği direnç, kimyasal dayanıklılık olarak tanımlanır. Genellikle camdaki alkali oranın yüksekliği camın kimyasal dayanıklılığını zayıflatırken, boroksit, alüminyum oksit, çinko oksit ve zirkonyum oksit ise camın kimyasal dayanıklılığının artmasını sağlamaktadır. Camın Fiziksel Özellikleri Camın şekillendirilmesindeki en önemli etkenlerden birisi viskozitedir. Viskozite camın kimyasal özelliğine bağlı olduğu kadar camın üretim sıcaklığına da bağlı olarak değişim gösteren bir özelliktir. Camın şekillendirilmesi, birbirini takip eden bir işlemler zinciridir. Her işlemin başında ve sonunda camın istenilen viskozitede olması ve işlemlerin sonunda da verilmiş olan şekli muhafaza edebilecek yüksek bir viskozitede olması önemlidir. Camın şekillendirilmesinde diğer bir önemli etken de yüzey gerilimidir. Bu özellik, camın çok ince gözeneklere girmesini ve bunları doldurmasını etkilemektedir. Sıcaklık etkisi ile; mekanik mukavemet, camın boyutları ve ısının camda yayılması, bütün olarak camın sıcaklığa mukavemetini etkilemektedir. Sıcaklığa mukavemet bir camın normal yapım işlemlerinden sapmaları gösteren bir deneme yolu olduğu için, çok kullanılan bir süreç kontrol yöntemidir. Camlar, genellikle 100-350 0C sıcaklık aralıklarında, soğuk suda su verildiklerinde, sıcaklık şoklarına dayanabilmektedirler. Camın özgül ağırlığı, kimyasal bileşimine bağlı olarak 2,2-7,2 g/cm3 arasında değişmekle birlikte genel kullanımda olan pencere ve şişe camlarının yoğunluk değerleri 2,3-2,6 g/cm3 arasındadır. Camın Mekanik Özellikleri Camın ölçülebilen mukavemeti, 2,7.105 kg/cm2 olarak tahmin edilebilen özgün mukavemetinin 100 ile 1000 kat altındadır. Cam bileşiminin kırılma mukavemeti üzerinde çok az etkisi olduğu kabul edilmektedir. Cam; yüzeyindeki kalıcı hata farklılıklarından başlayan çatlaklar sonucu kırıldığından, camın yüzey alanında ölçülen mukavemete etkisi vardır. Bu durumda, camlarda uzun bir süre için kullanılması gereken çekme mukavemetinin 130 kg/cm2 kabul edilmesi ve tasarım içinde genelde 65 kg/cm2 kullanılması uygundur Kaynak: Sarıbıyık, M. (2010). Camlar [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu
Boyalar Bir yüzeye uygulandığında, dekoratif ve koruyucu bir tabaka oluşturan malzemeye boya denir. Boyalar mineral(toz), plastik ve yağlı olmak üzere üç grup altına toplanırlar. Mineral, boyalar yüzeye sadece renk verici olarak kullanılır. Beton, şap, mozaik harcına ve badanaya katılarak değişik renk vermeye yarar. Buradaki amaç sadece görünüştür. Yağlı ve plastik boyalar sıvı halde bulunurlar. Uygulama esnasında inceltici katılarak işlenme kolaylığı sağlanır. Bu boyalar uygulandığı yüzeyde kuruduktan sonra süsleyici, koruyucu, ışık geçirmeyen bir film haline dönüşür. Boya belirli prensiplere göre Formüle edilen ve bünyesinde dört madde bulunan bir karışımdır. Bunu ana maddeleri şu şekilde sıralamak mümkündür; a.) Örtücü ve renk verici maddeler, b.) Çözücü ve inceltici maddeler, c.) Bağlayıcı ve yapıştırıcı maddeler, d.) Kurutucu ve yardımcı kimyasal maddeler. Tarihi Boyalar ilk çağlardan itibaren, önceleri mağara insanın yaptığı resimlerde, daha sonraları çeşitli uygarlıklarda toprak çanaklarda dini ayinlerde kullanılmıştır. Ardından M.Ö 1000 yıllarında Mısırlılar, kireç is, çam reçinesi, bazı mineral ve kökleri pigment olarak, balmumunu da bağlayıcı olarak kullanmışlar ve çeşitli renklerde boyalar elde etmişlerdir. Uzakdoğu'da Çin ve Japon, orta Amerikada Aztek ve Maya, Güney Amerika'da da İnka, Avrupa da Miken ve Yunan toplumları aynı çağlarda birbirlerinden habersiz boyayı başarıyla kullanmışlardır. M.S. XI.yüzyıllar Avrupa’sında başlayan Fresk ve tablo resmi ile sanat alanında yapılan boyalar 1700 yılına kadar ressamların kendileri tarafından yapılmakta ve genellikle organik ve madensel pigmentler su veya bezirle birlikte kullanılmakta idi. Bu arada parlak vernik yapımında kullanılan bezir Osmanlı ve ye Türk Beziri adıyla biliniyordu. 1840’ta çinko oksit, 1855’te kurşun sülfat ve 1948’de de titan oksit bulunarak, reçineli bağlayıcılarla birlikte boya endüstrisinde kullanılmaya başlamıştır. Bu çağlardan sonra boya, kagiri rutubetten, ahşabı dış etkilerden, metali korozyondan koruyan, ışık kontrolünü ve sağlık koşullarını sağlayıcı nitelikleri ile yapıya girmiştir. 1856’da W. H. Perkins’in (İng.) anilinden kömür katranı-ilk sentetik boyayı bulması ve 1870’ten sonra plastik endüstrisindeki gelişmelerle, 1920’de selülozikler, 1945’ten sonra da akrilik, PVC bağlayıcı olarak boya yapımında yer almışlardır. Günümüzde plastik boyaların binlerce çeşidi üretilmekte ve yapıda kullanılmaktadır. Boyaların Sınıflandırılmaları Boyalar bağlayıcılarına, kurumalarına, kullanımlarına ve uygulamadaki yerlerine göre sınıflandırılırlar. Bağlayıcılarına Göre Sınıflandırma Yağlı boyalar, Sentetik boyalar, Selülozik boyalar, Emülsiyon boyalar. Kurumalarına Göre Sınıflandırma Havada kuruyan boyalar Solvent buharlaşması ile kuruyan boyalar Isı etkisi ile kuruyan boyalar Kimyasal reaksiyon ile kuruyan boyalar. Kullanımlarına Göre Sınıflandırma Mimari boyalar Endüstri boyalar Deniz boyaları Aristik boyalar Parlaklıklarına Göre Sınıflandırma Parlak boyalar Yarı parlak boyalar Mat boyalar Yapılarda Kullanılan Boya Sistemleri Yağlı Sistem Ten yağı, bezir yağı ve bunların reçine adı verilen çeşitli sentetik reçinelerle olan karışımlarından meydana gelen bağlayıcılarla yapılan boyalardır. Hava etkisiyle uzun zamanda kurur ve dayanıklılıkları sentetik boyalara kıyasla daha azdır. Bu sistem zamanımızda pek kullanılmamaktadır. Sentetik Sistem Ikid reçinesi adı verilen sentetik esaslı bir bağlayıcı ile yapılan boyalardır. Bu boyalar hava tesiriyle daha çabuk kuruyan, yüksek parlaklık ve dayanıklılığı olan sistemi meydana getirir. Macun, astar ve son kat boyalarını kapsamına alır. Bu sistem çok kullanılan bir sistemdir. Plastik Sistem Esası sentetik olan fakat su içinde inceltilebilen emilsiyon lipi boyalar grubudur. Bu sistemde polivinil, asetat, akrilik ve lateks emilsiyon bağlayıcılar kullanılmaktadır. Genel olarak bağlayıcıların adları ile isimlendirilen bu sistem bina içinde ve dışında duvar boyası olarak kullanılmaktadır. Kullanım Sırasına Göre Boyalar Boyaların yüzeylere uygulanmasında değişik özelliklere sahip malzemelerden yararlanılır ve bir boya uygulaması burada sözünü edeceğimiz malzeme katlarının bütünüdür. Bir boya uygulanmasında yararlanılan boyalar genelde astarlar ve son kat boyalar adı altında toplanabilir. Astarlar da ilk kat astarlar (primers) ve ara kat astarlar (underloats) olarak gruplanabilir. İlk Kat Astarlar (Primer) Boya uygulamalarında, hazırlanmış yüzey üzerine ilk olarak tatbik edilen malzemelerdir. Temel işlevi, uygulandığı yüzeye iyi aderans göstermesi ve üzerine ahşap, hafif beton bloklar, alçı gibi emiciliği yüksek yüzeylerde aşırı emiciliği azaltarak, uygulanacak boyanın bağlayıcısının aşırı emilmesini önlemek. Metal yüzeylerde, özellikle demir ve çelikte korozyonu önlemek, beton çimento sıvalar, ..çimento asbest levhalar gibi alkali ortamlı yüzeylerde, zemini boyaya hazırlamak gibi görevleri vardır. Astarlar, uygulanacak yüzeye göre değişiklik gösterirler ve çok farklı türleri vardır. Örneğin, sıva ve mineral yapılı yüzeylerde 1. kat astar olarak kireç badana, silikat boyalar ve silikat sentetik dispersiyon boyalar ise, sentetik emilsiyonlar ile kullanılır. Su ile inceltilecek malzemelerle birlikte ise, her türlü ahşapta, sıva ve mineralik yüzeylerde bezir yağları, inceltilmiş sentetik reçineler kullanılır. Yine, ahşap, yüzeyler için sentetik reçine esaslı astarlar ile nitroselüloz esaslı ahşap astarları kullanılır. Saç, demir, çelik ve benzeri yüzeylerde sülyen, alkit reçine esaslı antipas kullanılır. Çinkokromat veya kurşun silikokromat astarlar, vb. yüzeylerde yine sentetik reçine esaslı metal astarları sentetik yüzeylerde ise, sentetik reçine bağlayıcılı malzeme kullanılmaktadır. Ana Katlar Genellikle birçok uygulamada ilk kat ve ara kat astarlar olarak aynı malzemeden yararlanılmaktadır. Ancak yukarıda sözü edilen ilk kat astarın özelliklerinin yanı sıra, ara katlarda (undercoot) olarak kullanılan astarların da kendilerine özgü özellikleri vardır. Bu amaçla kullanılan astarlar, pigment oranı nisbeten yüksek mat veya yarı mat malzemelerdir. Bir ilk kat astar sürülmüş veya önceden boyanmış yüzeylere, son kat boya uygulamadan evvel sürülür. Temel işlevleri renkli son kat boya uygulamaya uygun opak bir yüzey oluşturmak olmakla beraber, boya sisteminin kalınlığı, doldurma yeteneği ve kohezyonu üzerinde olumlu etkiler yaparlar. Burada sözü edilen yöntemler dışında akıtma, doldurma döner varıl yöntemi, perde kaplama, daldırma birçok değişik yöntemden boyamada yararlanılmaktadır. Uygulamada Genel İlkeler, Notlar Boya uygulamalarında dikkate alınması gereken ilkeler, genel kurallardan başlıcaları, şu şekilde sıralanabilir: Bir boyama işleminde daima aynı sisteme, hatta markaya, ait ürünler kullanılmalıdır. Bütün boyalar kullanılmadan evvel iyice karıştırılmalıdır. Boyalar uygun şartlarda saklanmalıdır. İnceltme gereken durumlarda, tavsiye edilen inceltici kullanılmalıdır. Malzeme seçildikten sonra, ona ve koşullara en uygun uygulama yolları araştırmalıdır. Hiçbir boya kirli ve nemli yüzeylere uygulanmamalı, yüzey, tavsiye edilen biçimine göre temizlenmelidir. Yüzey kontrolü yapılmadan boyaya başlanmamalıdır. Fazlası ile sıcak, soğuk, yağmur, sis gibi ortamlarda açıkta boya yapılmamalıdır. Boya ve verniklerin fırça ile tatbikinde fırça izi kalmamalıdır. Vernik ve boyaların fırça ile tatbikinde, birbirini takip eden katlardaki fırça hareket doğrultusu birbirine dik olmalıdır. Uygulama sırasında, genel kurallar uyarınca, genelde 5 °C sıcaklığın altında ve %80 nisbi nem oranının üzerinde uygulama yapılmamalıdır. Ahşap elemanları, özellikle dış doğramaların, tüm yüzeylerine montajdan evvel bir ilk kat astar uygulanmalıdır. Diğer malzemelerde de macun uygulama sırası benzer olarak ilk kat astardan sonra olmalıdır. Yapılan uygulamalarda, üst üste boya yapılabilmesi için alt tabakanın dokunma kuruluğuna gelmesi beklenilmeli veya üretici firma verilerinden hareket edilmelidir. Kuruma sürelerinin sıcaklık ve nemden önemli ölçüde etkilendiği unutulmamalıdır. Boya ve verniklerde uygulamaya ara verilmesi halinde. uygulama uygun bir mimari hat üzerinde durdurulmalıdır. İki bileşen malzemelerin uygulama süreleri kısıtlı olduğundan uygulamada sıcaklık değişimlerinden de önemli ölçüde etkilenen bu süreye çok dikkat edilmelidir. Boyama öncesinde bu emprenye edilecek ahşap malzemeler mümkün olduğunda son kullanım boyutunda şekillendirilmiş olmalı, emprenye işlemi sonunda malzeme tekrar bir işlem görecek olursa, delinen vb. bölgelere emprenye maddesi bolca sürülmelidir. Boya uygulama Kuralları Binalarda ahşap, kâgir ve metalden inşa edilen yapı elemanlarının yüzeyleri çeşitli sistem ve renklerdeki boyalar kullanılarak boyanır. Boyama işi daha önce açıklandığı gibi fırça, Rulo. Püskürtme, spatula daldırma ve akıtma ile yapılabilir. Yüzeylerin boyanması aşağıdaki genel prensiplere uygun olarak yapılmalıdır. 1-) Boya sistemi uygulanacak yer ve yüzeye göre seçilmelidir. Boyanacak yüzeyi oluşturan malzemenin cinsine, yüzeyin: bina içinde ve dışında oluşana, boyanın yapılış maksadına uygun özellikte boya kullanılmalıdır. Boya sistemi boyanın yapıldığı yere göre parlak, yarı parlak ve yarı mat olacak şekilde seçilir. 2-) Boya uygulaması aşağıdaki beş kademede yapılan işlemlerle tamamlanmalıdır. Yüzeyin hazırlanması Boyanacak yüzeyler durumlarına ve uygulanacak boya cinsinin, özelliklerine göre temiz ve düzgün olarak hazırlanır. Birinci Kat Astar Uygulanması Yüzey hazırlandıktan sonra bekletilmeden ilk astar uygulanır. Astar boyanın görevi yüzeye yapışmak, dış etkenlerden korunmak ve diğer katların da yapışmasını sağlamaktır. Macun Çekilmesi Yüzeyin düzgün olmadığı ve düzgün bir yüzey görünümü gereken yerlerde uygulanır. Büyük çatlak, yarık ve çukurlar bir defada macunla doldurulursa, sonradan çökme yaparak bozulabilir. Bu gibi arızalı yüzeye katlar halinde macun yapılır. Bu şekilde yapılan ikinci ve üçüncü kat macunlara yoklama macunu denir. Macun iyice kuruduktan sonra yüzey zımpara ile düzeltilir ve yüzeyde meydana gelen tozlar bir bezle temizlenir. İkinci Kat Astar Uygulaması Son kat boyaya iyi ve dolgun bir yüzey hazırlamak, tüm boya kalınlığını artırarak sistemin dayanıklılığını yükseltmek ve katlar arasında iyi bir yapışma sağlamak üzere yapılır, ikinci kat astar kuruduktan sonra ince zımpara ile düzeltilir ve temizlenir. Son Katlar Boyanacak yüzeyde en iyi dayanıklılığı sağlayarak koruyucu özelliği temin etmek ve dekoratif maksada hizmet etmek üzere uygulanır. Son kat boya, boyanın ve yerin özelliğine göre uygulanan katlar bir veya daha fazla olabilir. Bir yüzeye uygulanan boyada, aynı sisteme giren malzeme kullanılmalıdır. Yapılacak boya için bir sisteme karar verildikten sonra alt kademeden üste kadar, seçilen sistemdeki malzemelerin kullanılması gerekir. Malzeme özelliği birbirine çok yakın veya aynı olmasına rağmen boya tamamlanıncaya kadar aynı firmanın malzemesinin kullanılması önerilir. Reçineli bir astar üzerine yağlı boya veya yağlı astar üzerine sentetik boya sürmek hatalıdır. Boya kademelerindeki malzeme sistemi değiştirilirse boya kısa bir zamanda çatlar, kırışır ve pul pul dökülür. Renk Seçiminde Dikkat Edilecek Hususlar Salon ve Oturma Odası Salon ve oturma odasının rengi ortamda mevcut doğal renklere göre seçilmelidir. Yerler, şömine, tuğla veya taş işleri başlangıç noktası olarak görülmeli, koyu ve açık gölgeli renkler arasında sert kontrastlara yer verilmemelidir. Çünkü, kontrast renkler dikkat çeker. Ancak bu odanın amacı ise, dikkatinizin dağılmamasını gerektiren kitap okuma, müzik dinleme, sohbet etme ve dinlenme gibi aktivitelerin yapılabilmesidir. Perde ve jaluzi seçerken, kullanacağınız duvarın rengiyle hafifçe kontrast oluşturacak bir renk seçmenizi tavsiye ederiz. Genel kural olarak, oturma gurubu koltukları, halılar ve sandalye döşemeleri duvar renginin koyu bir gölgesi gibi olmalıdır. Salon ve oturma odası için temel olan, renklerin keskin zıtlıklar oluşturmadan karıştırılmasıdır. Etkili vurgular için, vazo, abajur ve çiçek gibi odadaki diğer unsurların renklerini değerlendirin. Yemek Odası Yemek odası duvarlarında açıktan ortaya doğru değişen renklere yer vermek, mutlu, sıcak ve davet edici bir atmosfer yaratır. Bunun için, doğal, meyve renklerini andıran renkleri tavsiye ederiz. Mümkün olduğunca soluk yeşil, ve sarı gibi soluk renklerden uzak durmalısınız. Çünkü bu renkler hastalığı ve rahatsızlığı hatırlatır. Kontrast renkler, masa örtüsü veya peçete gibi küçük unsurlarda kullanılabilir. Genel olarak, yemekteki renklerin net bir şekilde görünümüne yetecek kadar ışıklandırma olmasına dikkat edin. Mutfak Mutfak nadiren dinlenilecek bir yerdir. Bu sebeple, hareket artırıcı renkleri hedefleyerek, renk kataloğunun sıcak renkler kısmında seçiminizi yapın. Bu renkler dikkatli ve hazır olma duygusunu, yaratıcılığı destekler. Tezgah için kontrast renkler kullanılabilir; bu oradaki ışık yansımasını artıracaktır. Daha koyu gölgeli renklerin seçildiği bölümler için kuvvetli ve net bir aydınlatmaya ihtiyaç vardır. Kullandığınız bütün havlular, porselen takımlar, tavalar ve diğer mutfak eşyaları, odadaki temel renge bağlı bir vurgu yaratmak için bir fırsattır. Yatak Odası Burası, rahatlık ve sükunetin olması gerektiği yerdir. Bu yüzden sert kontrastların, ağır renklerin yerine yumuşak renkleri tercih etmelisiniz. İklimi de göz önünde tutmalısınız. Soğuk ülkelerde, sıcak renkler kullanılmalı, sıcak ülkelerde ise mavi grubu gibi sağlık ve serinletici renklere yer verilmelidir. Çocuk Odası Ortaokul çağına gelmemiş çocuklar için, berrak ve parlak bir ortam yaratması bakımından kırmızı, turuncu ve sarı bazlı renkler tercih edilmelidir. Ortaokul çağı ve üzerindeki çocuklar içinse, yeşil ve mavi bazlı renklerin açık tonları daha uygundur. Koyu renklerden kaçınılmalıdır, ayrıca okurken gözü yormayacak bir aydınlatma olmasına da dikkat edilmelidir. Banyo Banyolar genelde küçük yerlerdir. Bu yüzden, duvarlar için hacim genişletici, açık ile orta arası renklere yer vermenizi tavsiye ederiz. Fayanslar, küvet, lavabo ve tuvalet sabit unsurlardır. Bu sebeple başlangıç noktası da bu elemanlar olacaktır. Beyaz ve kırık beyaz banyo için uygun renklerdir, çünkü bunlar temizliği ve sağlığı çağrıştırır. Diğer uygun renkler arasında mavi, turkuaz, mavi-yeşil, akuamarin veya yeşil tonlardaki açıktan ortaya değişen renkler sayılabilir. Bu renkler, doğal elementleri temsil eder. Akla su, canlılık ve geniş hacmi getirir. Havlular, diş fırçaları, saç kurutma makinesi gibi eşyalar, genel renk gurubunuza uygun kontrast renkler kullanmanıza yardımcı olur. Ortak Kullanım Bu mekanı ortak olarak kullanacakların amacına bağlı olarak en uygun ortak renk saptanmalıdır. Ortak kullanılan odalarda, kuvvetli ve çarpıcı bir atmosfer yaratmak istiyorsanız, seçiminizi koyu ve canlı renklerden yana yapmalısınız. Sıcak ve rahatlatıcı bir atmosfer yaratmak için, gül rengi, şeftali, limon, leylak, ve pembe gibi renklere ve onların tonlarına yönelmelisiniz. Kaynak: Sarbıyık, M. (2010). Boya [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu
Beton Beton: Çakıl, kum gibi "agrega" denilen maddelerin bir bağlayıcı madde ve su ile birleştirilmesinden meydana gelen inşaat yapıtaşı. Bağlayıcı madde de genellikle çimentodur. Portland çimentolu betonda bağlayıcı, portland çimentosu ve su karışımıdır. Çimento, agrega (kum, çakıl), su ve gerektiğinde katkı maddeleri karıştırılarak elde edilen, başlangıçta plastik kıvamda ve daha sonra piriz olayı sonucu sertleşen ve tekrar yumuşamayan yapı malzemesine beton denir. Beton çok yaygın olarak kullanılan bir yapı malzemesidir. Baraj, kanal gibi su yapıları yanında yol, bina, köprü ve diğer yapıların inşaatında kullanılır. Hem bir taşıyıcı eleman ve hem de dekoratif malzeme olarak ortaya çıkar. Yangına dayanıklılığı, su geçirmezliği ve ses yalıtımı bakımından da tercih edilir. Modern yapılarda nükleer radyasyona karşı da kullanılır. Dünya ortalaması olarak kişi başına senelik beton üretimi bir ton civarındadır. Taze beton: Betonun, karıştırma işlemi tamamlandıktan sonra, seçilen metotla sıkıştırılabilir haldeki durumu. Sertleşmiş beton: Katılaşmış durumdaki, belirli seviyede dayanım kazanmış beton. Tarihçe Betonun ilk bulunuşu 18. yüzyılın sonlarına kadar uzanmaktadır. Çimentoya ilk patent 1824 yılında alınmıştır. İlk betonarme bina 1852 yılında yapılmıştır. Betonla ilgili ilk şartnameler ise, 1905 ve 1906 yıllarında ABD ve Almanya’da çıkarılmıştır. Türkiye’de ise ilk betonarme yapı 1920 yılında inşa edilmiştir. Fakat Betonun asıl gelişimi II. dünya savaşından sonraki yıllara rastlamaktadır. Halen günümüzde de hızla devam eden betonun geliştirilmesiyle ilgili çalışmalarda betonun dayanımı, kalitesi, uzun süredeki davranışı, döküm tekniği, bakım tekniği, ekonomi, estetik, olumsuz şartlarda beton dökümü, katkılarla özelliklerini geliştirme vb. konularda çalışmalar yapılmaktadır. Beton yaklaşık olarak değişik şekillerde ve genel anlamda 5000 yıldan beri kullanılmaktadır. Eski Mısırlılar kil harcını piramitlerin yapımında kullanmışlardır. Harç kireç taşının (CaCO3) ısıtılması ve karbondioksit gazının (CO2) çıkarılması ile elde edilmekteydi. Elde edilen kireç, agrega ile karıştırılarak harç olarak kullanılmaktaydı. Daha sonra CO2 olarak sertleşen orijinal CaCO3 veya kireç taşına çevrilmekteydi. Su ile sertleşen hidrolik çimentonun bulunuşu, Romalılara kadar uzanır. Romalılar kireç hamurunu, pozolanik volkanik küle karıştırmaktaydılar. Bu amorf silisten oluşan pozolan, suyun mevcudiyetinde alkali ile kimyasal olarak reaksiyona girerek silis jeli olarak sertleşir. Pozolan kelimesi, maddenin bulunduğu Pozzuoli isimli İtalyan kasabasından gelmekteydi. Bu konuda ilk patent İngiliz James Parker'e 1796'da verilmiştir. 1824'te de İngiliz duvarcısı Joseph Aspdin kireç taşını kille yakarak bir bağlayıcı madde, çimento elde etti. Portland Adasındaki kireç taşına benzediği için Portland çimentosu ismini verdi. bundan sonra yapılan evler barajlar yollar çimento karıştırılan agregalarla yapılmaya başladı Betonun bileşimi Betonu teşkil eden en önemli madde, bağlayıcı olan çimentodur. Çimento, su ile kimyasal reaksiyona girerek (Hidratasyon) agrega tanelerini bağlar. Agrega, betonun ağırlıkça yaklaşık % 75'ini meydana getirir. Tane boyutuna bağlı olarak iri ve ince diye isimlendirilir. İri veya kaba agrega çoğu zaman taş ocaklarından kırma suretiyle elde edilebildiği gibi tabii olarak da bulunabilir. Dikkat edilecek husus, zararlı maddelerden temiz olmasıdır. Bu zararlı maddeler yumuşak taneler, kil, çözülebilir tuzlar ve organik maddeler olabilir. Kum veya ince agrega, silika veya kalker ihtiva eden tabii olarak parçalanmış malzemenin elenmesi ile elde edilebildiği gibi, kayalardan kırma ve öğütme suretiyle de elde edilebilir. Betonu teşkil eden diğer önemli bir madde de sudur. Suyun zararlı madde ihtiva etmemesi gerekir. Genellikle içilebilen su yeterlidir. Çimento, agrega ve sudan başka betona bazı katkı maddeleri de karıştırılabilir. Bunlar, su ilavesinden önce veya sonra konulabilirler. Katkı maddeleriyle, betonun işlenebilme özelliği, dayanıklılığı, mukavemeti arttırabildiği gibi, sertleşmeyi geciktirebilir veya çabuklaştırabilir. Bunun yanında ısı genleşme ve geçirgenliği de beton katkı maddeleriyle kontrol edilebilir. Betonun içinde milyonlarca mikroskopik hava kabarcığı meydana getiren katkı maddeleri de mevcuttur. Karışımın su ihtiyacını azaltan katkı maddeleri, portland çimentosu taneciklerini elektrikle yükleyerek birbirlerinden ayırır ve daha homojen bir karışım meydana getirerek su ihtiyacını azaltırlar. Beton üretimi Beton için gerekli olan çimento ve agrega, ayrı sanayi dallarında hazırlanır. Son adım, karışımın hazırlanıp betonun kullanılması safhasıdır. Uygun karışım oranlarının seçilmesi; ekonomi, işlenebilme, mukavemet, dayanıklılık ve görünüş gibi özelliklerin dengeli elde edilmesini sağlar. Bunlar kullanıldığı yere göre değişir. Agreganın durumuna, çimento cinsine göre pekçok karışım oranı hesap metodu teklif edilmiştir. Karışım suyunun çimento miktarına oranı, betonun mukavemetine tesir eden en önemli bir etkendir. Diğer önemli bir etken de beton içindeki hava miktarıdır. Bu miktar normal betonda yaklaşık % 0,3-3 civarındadır. Bu iki tesir beton kalitesinin kontrolünde en önemli iki faktörü teşkil etmektedir. Ayrıca beton karışımın homojen olarak elde edilmesinde de önemlidir. Karıştırma işi, inşaat yerinde betoniyerlerle gerçekleştirilir. Bazı özel durumlarda karışım, küreklerle de yapılabilir. Genel olarak karışımı meydana getiren çimento torba, agrega ağırlık (veya bazı hallerde görünen hacim) ve su da hacim olarak ölçülür. Karışımı hazırlayan (veya hazır beton satan) merkezi kuruluşlar da mevcuttur. Buraya yapılacak istek karşılığında, kullanıma hazır, istenen kalitede karışım, inşaat yerine getirilir. Karışım, sabit karıştırıcılarda yapılabildiği gibi, hareketli karıştırıcılarda da gerçekleştirilebilir. Bu çeşit merkezi beton santrallerinin faydası, karışımın kontrollü olarak yapılmasıdır. Uygun kum ve çakıl bulunduğunda kolayca iyi kalitede beton elde edilebilir. Karışımın homojen bir şekilde elde edilmesinden sonraki yapılan iş, bunun yerleştirilmesidir. Eğer hazırlanan karışım döküm yerine yakın değilse bunun bu yere iletilmesi gerekir. Bu işlem araba ve kova veya pompa kullanılarak da gerçekleştirilebilir. Kalıba yerleştirilen karışımda bulunan hava kabarcıkları titreştirici kullanılarak çıkarılabilir ve betonun iyi yerleşmesi sağlanabilir. Küçük işlerde, şişleme de tatbik edilebilir. Titreştirme, dış merkezli bir kütlenin bir eksen etrafında döndürülmesi suretiyle elde edilir. Bu vibrasyon denilen titreştirme, beton içinde yapılabildiği gibi, kalıbın titreşimiyle de elde edilebilir. Betonun elde edilmesinde en son adım, dökülmüş betonun bakımı ve sertleşmesidir. Sertleşme portland çimentosunun hidratasyonu, su ile kimyasal reaksiyona girmesi sonucu meydana gelir. İlk günlerde nemli şartların belirli süre devam ettirilmesi önemlidir. Bunun için betonun dış yüzü, su ile ıslatılabileceği gibi, nemli örtüler de kullanılabilir. Tam hidratasyonun elde edilmesi için çimento türü ve sıcaklığa bağlı olarak uzun bakım süresine ihtiyaç duyulabilir. Çoğu hallerde yedi gün kafidir. Genellikle betonun suyunun buharlaşması sonucu sertleştiği zannedilir. Gerçekte bu doğru değildir. Su olmaksızın ne hidratasyon ne de sertleşme olabilir. Su, çimentonun hidratasyonu sonucu kaybolur ve ancak fazla suyun buharlaşmasına müsaade edilebilir. Betonun geçirdiği devrelerdeki kimyasal reaksiyonlar oldukça karmaşıktır. Artık üretilen betonlarda oluşan sorunlar nedeni ile üretilen katkı malzemeleri kullanılmaktadır. Bu katkılar hem betonun mukavvemetini yükseltip suyun zararlarından korur hem de katkının kıvamına göre akışkan ya da donuk olmasının ayarlanmasını sağlar. Beton türleri Betonun standart basınç dayanımı 28 gün boyunca 20(+/-2)°C sıcaklıkta ve %100 nemli ortamda ve kireçli suda kür edilen, çapı 150 mm, boyu 300 mm olan silindir numunelerin eksenel basınç altındaki dayanımı olarak tanımlanır. Gerilme cinsinden ifade edilen dayanım, kırılma yükünün, silindir alanına bölünmesi ile elde edilir. Beton sınıfları concrete = beton kelimesinin baş harfi olan "C" ile ifade edlir. Örneğin C20/25, 28 günlük karakteristik silindir basınç dayanımı 20 MPa yani 200 kgf/cm² olan betondur. Beton Sınıfı Silindir Basınç Dayanımı (MPa) Küp Basınç Dayanımı (MPa) Eksenel Çekme Dayanımı (MPa) Elastisite Modülü (MPa) C16/20 16.0 20.0 1.4 27000 C18/22 18.0 22.0 1.5 27500 C20/25 20.0 25.0 1.6 28000 C25/30 25.0 30.0 1.8 30000 C30/37 30.0 37.0 1.9 32000 C35/45 35.0 45.0 2.1 33000 C40/50 40.0 50.0 2.2 34000 C45/55 45.0 55.0 2.3 36000 C50/60 50.0 60.0 2.5 37000 Tablo 1. Beton Sınıfları Kaliteli Beton Taze haldeyken kolay işlenebilirlik, Sertleştiğinde yüksek dayanım ve dayanıklılıkta olması. Yani; iyi işlenebilen, sıkışmaya imkan veren taşınma ve yerleştirme esnasında ayrışmayan, sertleştiğinde yüksek dayanım ve dayanıklılık gösteren beton kaliteli betondur. Kötü Beton Karışımına giren malzemeler karıştırıldığında sulu, Petekli bir görünümü olan, Homojen olmayan, Oldukça boşluklu yapıya sahip olan, Testlerde düşük dayanım gösteren ve Zaman içinde dayanıklılığı az olan bir malzemedir. Çok ilginç olan bir şey vardır ki iyi veya kötü beton üretmek için kullanılan malzemelerin aynı olmasıdır. Beton Mukavemetine Etkiyen Faktörler Taze Betondan Beklenen Ana Nitelikler İşlenebilir olmalı Taze beton sıcaklığı kontrol edilmeli Agreganın en büyük boyutu donatı durumuna uygun olmalı Beton hacim sabitliğine sahip olmalı Rötre (Büzülme) ve şişme sınırlı olmalı Sertleşmiş Betondan Beklenen Ana Nitelikler Projede öngörülen dayanımı güvenle sağlamalı Dış etkilere dayanıklı olmalı Temas edeceği sularda ve havada mevcut kimyasallara dayanabilmeli Donma-çözülme etkilerine dayanmalı Islanma-kuruma etkilerine dayanmalı Kendi içindeki (çimento ile agrega arasında) reaksiyonlardan zarar görmemeli Betonun Üstünlükleri Hazırlanması kolaydır. Döküldüğü kalıbın şeklini alır. İstenilen boyutta tek parça yapılabilir. Yangın, su, darbe vb. dış etkilere diğer yapı malzemelerine göre daha dayanıklıdır. Sertleştikten sonra mukavemeti yüksektir. Betonda fare – böcek vb. haşereler yaşayamaz. Yapım süreleri kısadır. Betonun Mahsurları Diğer yapı malzemelerine (Ahşap, çelik v.b.) göre birim ağırlığı fazladır. Yıkılmaları zordur. Ayrıca yıkımdan sonra malzemeler tekrar kullanılmaz. Oysa ahşap ve çelik yapılar yıkılsalar da malzemeleri tekrar kullanılabilir. Betona ek yapılması oldukça güçtür. Ses ısı ve rutubeti geçirir. Betonun Ana Bileşenleri Su Agrega Çimento Katkı maddeleri (Gerektiğinde) Beton Çeşitleri Hazır beton Kullanıcı olmayan şahıs veya kuruluş tarafından hazırlanarak taze halde iken teslim edilen beton. Bu standarda aşağıda verilenler de hazır beton olarak kabul edilir. Kullanıcı tarafından şantiye dışında hazırlanan beton. Şantiyede, kullanıcı haricindeki kişi veya kuruluşlarca hazırlanan beton. Şantiyede hazırlanan beton Beton kullanıcısı tarafından, sadece kendi kullanımı için şantiyede hazırlanan beton. Normal beton Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 2000 kg/m3'ten büyük, 2600 kg/m3'ten küçük olan beton. Hafif beton Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 800 kg/m3'ten büyük, 2000 kg/m3'ten küçük olan beton. Hafif beton, betonda kullanılan agreganın bir kısmı veya tamamı hafif agrega olarak imal edilir. Ağır beton Etüv kurusu durumdaki birim hacim kütlesi ( yoğunluğu ), 2600 kg/m3'ten daha büyük olan beton. Kaynak: Neville, A. M. (2012). Properties of concrete (5th ed.). Pearson Education Limited. Mehta, P. K., & Monteiro, P. J. M. (2014). Concrete: Microstructure, properties, and materials (4th ed.). McGraw-Hill Education. Turkish Standards Institution. (2017). TS EN 206: Beton – Özellikler, performans, üretim ve uygunluk. Mindess, S., Young, J. F., & Darwin, D. (2003). Concrete (2nd ed.). Prentice Hall. American Concrete Institute. (2019). Building code requirements for structural concrete (ACI 318-19). ACI. Kost, S. (2016). Beton teknolojisi ve uygulamaları. Teknik Yayınlar. Neville, A. M. (1996). Concrete technology. Longman Scientific & Technical. Aspdin, J. (1824). Patent for Portland cement. Parker, J. (1796). Patent on pozzolanic cement. The Concrete Society. (n.d.). The history of concrete. Retrieved from https://www.concrete.org.uk Journal of the American Ceramic Society. (n.d.). Pozzolana and pozzolanic cements in ancient Rome.
Alçılar Alçı taşlarının (CaSO4.2H2O) pişirilip öğütülmesi sonucunda elde edilen bağlayıcıya alçı denir. Pişirilme sıcaklığına göre çeşitli özellikte alçılar elde edilir. Alçının hidrotasyonu için lüzumlu su alçı ağırlığının % 25’i kadardır. Fakat bu kadar su ile karıştırıldığında katılaşma çok süratli olduğundan uygulamada alçı ağırlığının % 65-85 i kadar su ile yoğrulur. Alçılar da katılaşma su ile yoğrulduktan 2-6 dakika sonra baslar ve 15-30 dakikada son bulur. Katılaşmayı geciktirmek için yoğurma suyuna tutkal, kazein, jelatin gibi maddeler katılır. Fakat neticede normal alçıdan daha sert ve mukavim bir kütle elde edilir. Ayrıca şekerli su, sönmemiş kireç ve sıcak su katılaşmayı geciktiren maddelerdir. Alçının Tarihi Tabiatta bazen anhidrit (susuz kalsiyum sülfat) bazen de jips (% 21 kadar su tasıyan kalsiyum sülfat) minerali olarak karsımıza çıkan alçıtaşı en fazla ihmal edilen hammadde kaynaklarımızdandır. Oysa Çatalhöyük' te bulunan yazılı kayıtlara göre Anadolu' da alçı kullanılışı 10.000 yıl öncesine gitmektedir. Sonraları yakın coğrafyalarda hükmeden ve şüphesiz birbirinden etkilenen Sümer, Asur, Mısır, Yunan ve Roma uygarlıklarında da inşaat malzemesi olarak kullanıldığı bilinmekte. Geçmişte belki de en çok bilinen ve değer verilen kullanımı ise ismini muhtemelen eski Mısır' da Alabastron şehrinden almış bir çeşit yarı şeffaf alçı tası olan albastr ile yapılan heykel ve süs eşyaları olmuştur. Özellikle Etrüsk' lüler arasında yaygın olan bu gelenek bugün dahi İtalya' nın Volterra kasabası için önemli bir gelir kaynağı teşkil etmekte. Alçı Tası Alçıtaşı, eski jeolojik devirlerde kurak ve yarı kurak iklim bölgelerinde çökelmiş tortul kütleler arasında görülürler. Doğada kalsiyum sülfit (CaSO42N2O) masif kütle seklinde, ayrıca bitüm, kil, kireçtaşı ve demir oksitle karışık halde bulunur. Çökelmiş tortul kütleli bir mineral olduğu için asitlerde kolayca çözünmez. Sertliği 2,0 - 2,4; özgül ağırlığı 2,2 - 2,4 gr/cm3’dür. Alçıtaşı (CaSO4.2H2O) kimyasal formülü ile ifade edilir ve 120 oC'de bir miktar suyunu kaybederek de su molekülleriyle etkileşim haline geçer. Alçının Mekanik Özellikleri Alçının basınç, çekme vb. gibi mukavemetleri zamanla artar. Gereğinden fazla katılan yoğurma suyu alçının mukavemetini azaltır. Çünkü hidrotasyona iştirak etmeyen su zerreleri alçının içerisine dağılır ve sonra buharlaşarak gözenekli bir kütle meydana gelmesine sebebiyet verir. Katılaşmış alçının kuru veya rutubetli yerde muhafazasının mukavemetine tesiri büyüktür. Yapılan deneylerde su ile doymuş numunelerin mukavemeti, kuru numunelerinkinden % 80’nin üstünde bir azalma gösterir. Bu nedenle alçının su ve rutubetle temas eden yerlerde kullanılmaması gerekir. Alçı Çeşitleri ve Kullanıldığı Yerler Alçılar, pişme ve öğütme şekillerine, üretimlerinde kullanılan maddelerin saflığına göre aşağıdaki gibi sınıflandırılırlar. Kaba Alçı (Adi Alçı) : İçerisinde bulunan yabancı madde miktarı % 40 a yaklaşır. Tavan ve duvar sıvalarında, onarım islerinde kullanılır. Kaba olarak öğütülmüştür. Birinci Alçı: İçerisindeki yabancı madde miktarı kaba alçıya oranla azdır. Kaba alçının kullanıldığı yerlerde kullanılırlar. Ekstra Alçı: İçerisinde yabancı madde miktarı % 5-10 dur. Beyaz renkli, ince öğütülmüş alçıdır. Mermer kaplama, alçı perdahı, kartonpiyer islerinde kullanılır. İnce alçıda denilmektedir. Ekstra-Ekstra Alçı: İçerisindeki yabancı madde miktarı %5’den azdır. İtinayla pişirilip, öğütülmüşlerdir. Kalıp alma, suni mermer ve süsleme islerinde kullanılır. Saplı Alçı: Alçı tası önce adi alçı tası üretiminde olduğu gibi pişirilip öğütülür, sonra içerisinde % 10-12 oranında sap bulunan su ile yoğrulur. Hazırlanan hamur, briketler halinde kalıplandıktan sonra 1100-1200 oC de pişirilir. Briketlerin öğütülüp elenmesiyle saplı alçı elde edilir. Alçının sap ile karıştırılıp öğütüldükten ve yüksek hararette pişirildikten sonra öğütülüp elenmesiyle de elde edilirler. Şaplı alçı ağırlığının % 30-35 i kadar su ile yoğrulur. Hamuru geç donar. Fakat donduktan sonra adi alçıdan çok daha sert ve mukavim bir kütle meydana gelir. Rutubetten daha az müteessir olur. Katılaşırken hacim değiştirmezler. Döseme Alçısı: Alçı tası 1100-1200 oC de pişirildiğinde kükürt trioksit ve kalsiyum oksit ayrışır. Böylece bir miktar serbest kireç alçı içerisinde dağılır. Geç donan ve donduktan sonra alçıdan çok daha sert ve mukavim bir kütle meydana getiren bu maddeye döşeme alçısı denir. Dış tesirlere ve aşınmaya karsı mukavim olduğu için genellikle döşeme islerinde kullanılırlar. Alçının Dezavantajları Alçı demir ve çeliğin korozyonuna (paslanmasına) sebep olur. Bu bakımdan rabitz islerinde galvanizli teller kullanılır. Alçı islerinde çelik mala yerine bakır malanın kullanılma sebebi de budur. Alçının tuğla ve tasa olan aderansı iyi olduğu halde, ahşaba ve parlak agregaya olan aderansı çok zayıftır. Katılaşma esnasında hacminde % 1 kadar artma olur. Bu özelliğinden dolayı bilhassa kalıp alma ve takoz yerleştirme islerinde faydalanılır. Alçı çok iyi bir termik izolen ve bu sebeple de yangına karsı mükemmel bir koruyucudur. Alçı ve alçı karışımından meydana gelen malzemeler ısı yalıtım malzemesi olarak geniş ölçüde kullanılmaktadır. Alçının Özellikleri Yanmazlık Isı Yalıtımı Ses Yalıtımı Hafiflik İsleme ve onarım kolaylığı Bakteri üretmeme Rutubet dengeleme Yüzeye nefes aldırma Her türlü yapıya uygunluk Yanmazlık: Alçı inorganik bir madde olduğu için yanmaz. Bir yangın anında alevle karşılasan alçı elemanın boşluklarındaki nem ile bünyesindeki kristal suyu ayrıştırmak için ısı enerjisinin büyük bir bölümünü içine hapseder. Ayrışan ve buharlaşan su alev ile alçı elemanın arasında bir buhar tabakası oluşturur. Nem Düzenleyici Özelliği: Kapalı bir hacimde bulunan su buharı, hacmi çevreleyen dış yapı elemanlarının yüzeylerine temas ettiğinde soğuyarak yoğunlaşır ve yapı elemanlarının ıslanmasına dolayısıyla da elemanın yüzeyinde su lekelerine ve çiçeklenmelere neden olur. Alçı ise ısı iletkenliğinin düşük olması dolayısıyla yalnız yoğunlaşmayı geciktirmekle kalmaz, aynı zamanda boşluklarında önemli bir oranda ortam nemini içine hapsedip, iç hacimde bağıl nemin azalmasını sağlayarak yoğunlaşmayı azaltır. Buna ek olarak nem azaldığında alçı kendi bünyesindeki nemi ortama vererek ortamın yeterli derecede nemli kalmasını sağlar ve bu suretle kaloriferli evlerde yasam koşullarının iyileştirilmesine katkıda bulunur. Isı İletkenlik özelliği: Alçı, yapılarda kullanıldığından beri sıcak temaslı bir malzeme olduğu bilinmektedir. 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. Geleneksel bir yapı malzemesi olan alçı, ısı yalıtımı ve diğer olumlu özellikleri nedeniyle günümüzdeki yapıların duvar konstrüksiyonlarının estetik, konfor ve insan sağlığı açısından standardını yükseltecek niteliktedir. Alçı malzeme doğru olarak ve uygun yerlerde uygulandığında, mimariye çok geniş imkânlar tanıyan ve yüzyıllarca bozulmadan kalan ekonomik bir malzemedir. Ses düzenleyici etkisi: Alçı yapı elemanı, çok küçük boşluklar içermesi nedeniyle üzerine gelen ses dalgalarını azaltarak yansıtır. Özellikle akustik amaçlarla üretilmiş elemanlar yardımıyla, hacim içinde ses düzen ve hacimler arasındaki ses geçişi, iyi bir şekilde kontrol edilebilmektedir. Temel Olarak Alçı Çeşitleri Sıva alçısı Kartonpiyer alçısı Saten alçısı Makine sıva alçısı Yapı Alçısı: Alçı taşının öğütülüp pişirilmesiyle elde edilen, genellikle bina bölümlerinin fabrikada imalatı veya yerinde yapımı islerinde kullanılan, esas olarak CaSO41/2H2O veya susuz CaSO4’dan oluşan ve kullanım amacına uygun olarak çeşitli katkı malzemeleri içeren alçıdır. Katkılı Normal Alçı: Normal alçının isleme özelliklerini daha elverişli hale getirmek için kullanım amacına uygun olarak içine çeşitli katkı malzemelerinin (akışkanlaştırıcı, priz geciktirici, yumuşatıcı gibi) eklenmesiyle elde edilen alçısıdır. Saten Alçı: Alçı sıva kaplanmış duvarlara veya brüt beton yüzeylere uygulanabilen bir yapı alçısıdır. Susuz Alcı: Anhidrit alçısı, anhidrit çimentosu, anhidrit bağlayıcı da denir. Alçı taşının öğütülmesi ve içerdiği 2 mol kristal suyunun dehidrasyona tabi tutularak tamamen giderilmesi ya da kimyasal veya doğal kaynaklı anhidritin (CaSO4) öğütülmesi ile elde edilen bir yapı alçısıdır. Döşeme alçıları bu tur alçıdır. Geç donar daha dayanıklıdır. Katkılı Susuz Alcı: Susuz alçının isleme özelliklerini daha elverişli hale getirtmek amacıyla, kullanım amacına uygun olarak çeşitli katkı maddelerinin eklenmesiyle elde edilen yapı alçısıdır. Kaynak: Sarıbıyık, M. (2010). Alçı [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu
Kireç Suyla karıştırıldığında tipine göre hava veya suda katılaşma özelliği gösteren beyaz renkli inorganik esaslı bir bağlayıcı türüdür. Ana maddesi kalsiyum oksittir (CaO).Kireç taşı denilen kalsiyum karbonat (CaCO³) 850-900˚C pişirildiğinde karbondioksit (CO²) uçar ve kalsiyum oksit kalır. Böylece kireç oluşur. Özelliği Yoğunluğu 3,02-3,30 arasındadır. Kalsiyum oksit 2570˚C erir. Kireç taşı (Ca CO³) pişirilirken sıcaklık 1000˚C geçemezse elde edilen kirece çalı kireci adı verilir. Bu kireç su ile kolay işlem görür ve iyi söner. Çünkü bu kireçler gevşek ve gözeneklidir. Şayet kireç taşı uzun zaman 1400˚C civarında pişirilirse kömür kireci elde edilir. Sönmesi zordur ve zaman ister. Kireçler kullanılacakları zaman kalsiyum oksit halinde kullanılmazlar. Su ile işlem görerek söndürülmesi gerekir. Kirecin söndürülmesi bir hidratasyon olayıdır. Sönmemiş kirecin içerisine az miktarda su dökülünce bir müddet sonra kireç parçasının kabardığı ve yavaş yavaş çatlayarak dağıldığı ve aynı zamanda sıcaklıkla birlikte buhar meydana geldiği görülür. CaO+H²O Ca(OH)² +1590 cal Meydana gelen sıcaklık 400 ˚C ye ve daha fazlaysa yükselebilir. Bu sebeple olayın aksi yönde cereyan etmesi de mümkündür. Yani sönmüş kirecin su kaybederek tekrar (CaO) haline gelmesi mümkündür. Bu sebeple kirecin söndürülmesi dıştan görüldüğü kadar basit ve kolay bir işlem değildir. Kireç söndürülürken üzerine dökülen suyu yavaş yavaş vermek, bir müddet soğuyup kabarmasını bekledikten sonra tekrar su vermek sureti ile söndürme işlemine devam etmek lazımdır. Bazen, açılan kireç kuyusu içine su doldurulup sönmemiş kireci bunun içine atarak kirecin söndürüldüğü sanılır. Bu şekilde kireç tam olarak sönmez, şayet kireç bu şekilde kullanılırsa yapı için çeşitli sakıncalar meydana gelebilir. Kireç sönmüş kireç haline gelirken hacmi 2- 2,5 kat artar. Zaten kirecin sönerken kabarıp çatlamasına sebep olur. İçinde iyice sönmemiş kireç bulunan malzeme ile yapılan inşaatlarda zamanla deformasyon ve çatlaklar meydana gelir. Kirecin iyice sönmesini sağlamak için kireç yeterli su ile söndürüldükten sonra üzeri kumla örtülüp üzerinden bir kışın geçmesini beklemekte fayda vardır. Böylece kuyu içinde bekleyen bu sönmüş kireç içinde sönmemiş paça kalmamış olur. Özellikle sıva yapımında kullanılan kireçler için bu yol takip edilmelidir. Kirecin Söndürülmesi Sönmemiş kireç, ağırlığının yarısı kadar suyun içine konularak söndürülür. Bu işlem sırasında yüksek miktarda ısı açığa çıkar. Yarım kilo sönmemiş kireç, 0°C’deki 1 litre suyun sıcaklığını kaynama noktası olan 100°C’ye çıkaracak büyüklükte bir reaksiyon ısısı vermektedir. CaO+ H²O Ca(OH)² + ısı MgO+ H2O Mg(OH)² + ısı Sönmüş Kireç Elde edilen toz halindeki sönmüş kireç, kuru halde ve torbalar içinde depolarda saklanır. Ancak çeşitli nedenler (taşın aynı oranda pişmemesi veya aşırı pişmesi, sirkülasyon olmayışı vb.) kalitede düşüşe sebep olur, ayrıca üretilen kireç küçük miktardadır. Kireç Üretimi Modern Yöntem Taş ocaklarında tek bir patlama ile seçilmiş bölgeden 30.000 ton taş elde edilir. Kireçtaşı, döner ya da yatay kalsinasyo fırınlarında, 900°C’nin üzerindeki sıcaklıklarda kalsine edilerek sönmemiş kirece dönüştürülür. Öğütülmüş tozsuz kireç, yüksek akışkanlığa sahip kireç, yüksek boşluklu kireç, yavaş priz (İnce toz halindeki bağlayıcı maddelere su eklenince başlangıçta istenilen şeklin verilebildiği plastik bir hamur elde edilir. Belirli bir süre sonra, hamur katılaşmaya başlar.) yapan kireç sütü, özel katkılar gibi değişik özelliklere sahip kireç çeşitleri üretilebilir. Yeni yapılmış ve içerisinde oturulmamış yerlerin daha uzun müddet nemli kaldıklarını açıkça bu reaksiyon Ca(OH)² + O² Ca CO³ + H²O (Kirecin sertleşmesi reaksiyonu) gösterir. Bu nedenle binanın nemini gidermek için yalnız sıcaklık yetmez karbondioksidinde (CO²) varlığı gerekir. İşte sadece hava ile temasla, havanın (CO²) alarak karbonat haline gelerek sertleşen bu maddelere hava kireçleri denir. Bunlar hidrolik maddeler gibi su ile temasla sertleşmedikleri gibi sık sık ve bol su ile temasta olacak yerlerde bu kireçler kullanılmaz. Kireç hamuru kururken, kendini çeker, büzülür ve çatlar. Bu sebeple, kireç hamuru kendi başına kesinlikle kullanılmaz. Yapıştırıcı, bağlayıcı olarak kumla karıştırılmış şekli kullanılır. Böylece elde edilen harcın büzülüp çekmesi önlenir. CO²’ in bünye içine girmesi sağlanmış olur, sertleştirilmesi kolaylaştırılır. Aksi halde karbonatlaşma uzun sürer. Mesela, söndürülmüş kireç kuyusunda senelerce bırakılabilir ve hiç karbonatlaşma olmaz. Kireçler sertleşme şekillerine göre hava ve su kireçleri diye ikiye ayrılır. Hava kireçleri; havadaki karbondioksidi alarak sertleşen kireçlerdir. Üç grupta incelemek mümkündür. 1-Beyaz Kireç; tatbikatta yağlı kireç olarak tanınan bu malzeme TS. 30 da şöyle tanımı yapılmaktadır. İçerisinde % 80 den yukarı (Ca CO³) bulunan kireç taşları erimeye yakın sıcaklık sınırının altında pişirildikten sonra su veya buhar altında söndürülürken karbondioksit alarak yalnız havada sertleşen malzemeye beyaz kireç denir. 2-Dolamit kireci; dolamit taşlarının ( Ca CO3, Mg CO3) erimeye yakın sıcaklık altında pişirildikten sonra, su veya buhar altında söndürülüp karbondioksit alarak yalnız havada sertleşen malzemeye dolamit kireci denir. 3-Karpit kireci; bir çeşit karpitten (CaC2), asetilen gazı (C2H2) elde edilirken kalan kısım kalsiyum hidroksit (Ca(OH)2) yani sönmüş beyaz kireçtir. CaC2 + 2H2O C2H2 +Ca(OH)2 Su kireçleri; hava kireçleri ile tamamen hidrolik olarak çimentolar arasındaki grubu su kireçleri teşkil eder. Bu kireçler hava kireçlerinden farklı olarak su, içerisinde sertleşme özelliğine sahiptirler. Su kireçleri %10-25 oranında kil bulunan kalkerlerin pişirilmesiyle elde edilirler. Pişirme sırasında 105-110 ˚C de kalkerin içerisinde bulunan su buharlaşır. 900 ˚C de kalkerin ayrışımı ve karbondioksit çıkışı sona erer. 900 ˚C den sonra kirecin silis ve alüminyum üzerindeki etkisi başlar. Fırın yanma bölgesindeki sıcaklık 1200-500 ˚C arasındadır. Pişirilen kalkerin homojen olmaması nedeniyle kirecin silis ve alüminyum ile birleşmesi tam olmaz. Büyük bir kireç serbest olarak kalabilir. Sıcaklığın şiddetine silis ve alüminyum miktarına göre bir kısım kireç alüminyumla birleşerek trikalsiyum alüminat (3CaO.Al²O³), dikalsiyum silikat (2CaCO.SiO²), trikalsiyum silikat (3CaO SiO²) meydana getirir. Bu maddeler çimentonun da ana bileşenidir. Bu bakımdan su kirecine yağlı kireç ile Portland çimentosunun (çimento klinkeri ve alçı taşı ile birlikte öğütülerek elde edilir) karışımı olarak bakılabilinir. İyi bir su kirecinin birim ağırlığı (boşlukları dâhil olmak üzere birim hacim ağırlığı) 0,600- 0,800, özgül ağırlığı ise (boşlukları çıkartıldıktan sonra birim hacmine karşılık gelen ağırlığı) 2,70-2,80 dir. Katılaşma müddeti 2 gün ile 4 hafta arasında değişir. Kirecin Kullanımı Kireç İnşaat Sektöründe; Sıva, Harç, Karayollarında stabilizasyon malzemesi ve bitümlü karışımlarda katkı maddesi olarak, Gaz beton, Kireç- kum tuğlası üretimi ve Badana işlerinde kullanılmaktadır. Kireç, harçlara plastisite ve işlenebilirlik kazandırmak amacıyla eklenir. Çoğunlukla Melez harç adı verilen bu harçlar; 1 kısım çimento, 1-2 kısım kireç ve 5-6 kısım kumdan oluşur. Kirecin Özellikleri Kirecin fiziksel özellikleri; 1- Verimlilik; a) Hava kireçleri; 10 kg sönmemiş su kirecinden minimum 20 lt kaymak kireç elde edilmelidir. b) Su kireci; 10 kg sönmemiş su kirecinden minimum 18 lt kaymak su kireci elde edilmelidir. 2-Hacim sabitliği; Hacim sabitliği deney yapıldığında radyal ve kafes şeklinde çatlamalar yoksa kireç sabit hacimli olarak kabul edilir. 3-İncelik; Toz halinde satılan kireç cm2 sinde 4900 delik bulunan elekten % 15 ten fazla kalıntı bırakmayacak şekilde öğütülmüş olmalıdır. Kireç Kullanılırken Dikkat Edilecek Hususlar Kireç ile fazla kalın harç sıvası yapılmamalıdır. Aksi takdirde C0² harcın içine fazla oranda giremeyeceğinden, orta kısımlar plastik durumunu korur. Su ile temas eden yapılarda kullanılmamalıdır. Kireç su içinde erir. Taşıyıcı elemanların yapımında bağlayıcı madde olarak kullanılmamalıdır. Kirecin her türlü yapı malzemesine iyi yapışma yeteneği olmasına karşın, mekanik özellikleri zayıftır 4. Kireçle elde edilen harçların plastik özellikleri fazladır. Şekil değişimi yapabilme yeteneğinin fazlalığı nedeniyle duvar sıvaları için çok uygundur. Kireçle yapılan sıvalar çimento harcı ile yapılan sıvalara kıyasla daha az çatlar. Kaynak: Sarıbıyık, M. (2010). Kireç [PowerPoint slayt]. Sakarya Üniversitesi, Teknik Eğitim Fakültesi, Yapı Eğitimi Bölümü Ders Notu