Topraktan Yapılan Yapı Malzemeleri

Yapı Malzemesi

Kil ve Önemi

Kil, çok ince taneli yapısıyla hem doğal hem de çok yönlü bir yapı malzemesidir. Genellikle 0,002 mm’den küçük minerallerden oluşur. Bu mineraller, sulu alüminyum silikatlardan meydana gelir ve SiO₂ ile Al₂O₃ içerir. Ayrıca tabakalı yapıları sayesinde kolayca şekillendirir. Böylece seramik, tuğla, kiremit ve kerpiç gibi pek çok ürünün hammaddesi hâline gelir.

Tarih boyunca insanlar, kili farklı şekillerde kullandı. Özellikle MÖ 3800’lü yıllarda Babil’de, ustalar pişmiş kil ürünler üretti. Bununla birlikte taşın az bulunduğu bölgelerde, kil hem yapı hem de eşya üretiminde ön plana çıktı. Günümüzde ise modern teknikler, kili daha dayanıklı ve estetik bir hâle getirdi.

Kilin Teknik Özellikleri

Killer doğada bol miktarda bulunur; ancak saf kil nadirdir. Çoğu zaman kalker, silis, mika ve demir oksit gibi minerallerle karışık hâlde yer alır. Renkleri sarımtırak, kırmızı, esmer veya gri olabilir. Bunun yanında kil, suyu hızlı çeker. Doygun hâle geldiğinde geçirimsizleşir ve bu nedenle baraj çekirdeklerinde tercih edilir.

Kullanılacak killerin şu özellikleri taşıması gerekir:

• Yüksek plastiklik

• İdeal su emme oranı

• Düşük büzülme riski

• Yeterli kesme dayanımı

• Düşük geçirgenlik

• Yüksek konsolidasyon kapasitesi

Kil Çeşitleri

Üç ana kil türü öne çıkar:

1. Kaolen: Saf, beyaz ve yüksek ısıya dayanıklı bir kil türüdür.

2. Yarı Yağlı Kil: Gri, mavi, yeşilimsi veya kırmızı tonlara sahiptir. Fazla kalker içermez.

3. Lekeci Kil: Yağ lekelerini temizleme özelliği taşır ve maviye yakın renktedir.

Kilden Üretilen Malzemeler

Kili işleme yöntemine göre iki ana grupta inceleyebiliriz:

• Pişirilmeden üretilenler: Kerpiç

• Pişirilerek üretilenler: Tuğla, kiremit, seramik, künk, cam

Kerpiç

Kerpiç ustaları, kumlu kili suyla yoğurup kalıba döker ve güneşte kurutarak malzemeyi üretir. Bu yöntem hem ekonomik hem de doğa dostudur. Ayrıca kerpiç, üretildiği yerde kullanıldığı için taşıma maliyeti oluşturmaz. Ancak suya karşı hassasiyeti nedeniyle mühendislik önlemleri gerektirir.

Kerpiç toprağı genellikle %30–40 kil içerir. Duvar ustaları kerpiçleri kil harç ile örer. Bununla birlikte saman gibi katkılar çatlamayı önler.

Pişmiş Kil

Pişmiş kil, kiremit, tuğla, çini ve seramik gibi ürünlerde kullanılır. Ustalar, kili yüksek sıcaklıkta pişirerek sertleştirir ve kalıcı form kazandırır.

Pişirme sürecinde şu aşamalar gerçekleşir:

• 100–250 °C’de serbest su buharlaşır.

• 250–500 °C’de hidrat suyu kaybolur.

• 550–900 °C’de alüminyum silikat oluşur.

• 900 °C’nin üzerinde mullit ve cam fazı meydana gelir.

Tuğla Üretimi

Tuğla ustaları, killi toprağı kum ve gerektiğinde tuğla tozu ile karıştırır. İlk olarak hammaddeyi suyla yoğurur ve dinlendirir. Ardından karışımı paletli makinelerde homojen hâle getirir. Daha sonra silindirlerde ezer, nem ayarını yapar ve kalıplara şekil verir. Kurutma aşamasının ardından tuğlaları fırınlarda pişirir.

Başlıca tuğla çeşitleri:

• Makine tuğlaları

• Klinker tuğlaları

• Cephe tuğlaları

• Ateş tuğlaları

Kiremit Üretimi

Kiremit ustaları, kireç ve organik madde içermeyen kili kumla karıştırarak hamuru hazırlar. Daha sonra şekillendirir, kurutur ve fırınlar.

Kiremit türleri:

• Düz kiremit: Geleneksel yapılarda tercih edilir.

• Yerli kiremit: Farklı boyutlarda üretilir, yerli üretim avantajı sunar.

• Makine kiremitleri (Marsilya kiremitleri): Basınç altında kalıplanır, az gözeneklidir ve günümüzde en çok kullanılan türdür.

Seramik ve Kullanım Alanları

Seramik, metal olmayan elementler ile metalin birleşmesiyle oluşur. Geleneksel seramikler (kil, kaolen, feldispat) tuğla, kiremit, cam ve porselen yapımında yer alır. Bununla birlikte ileri teknoloji seramikleri, yüksek ısıya dayanıklılık ve aşınma direnci sayesinde uzay, havacılık ve elektronik sanayilerinde kullanılır.

Sonuç olarak kil, hem geçmişte hem de günümüzde yapı sektörünün vazgeçilmez hammaddelerinden biri olmaya devam eder.

Kaynak

• Çevre ve Şehircilik Bakanlığı. (2020). Yapı Malzemeleri Ders Notları. Ankara: Mesleki Hizmetler Genel Müdürlüğü.

• TMMOB İnşaat Mühendisleri Odası. (2019). Yapı Malzemesi Bilgisi. Ankara: İMO Yayınları.

• Minke, G. (2009). Building with Earth: Design and Technology of a Sustainable Architecture. Basel: Birkhäuser.

• TS EN 13055-1: Hafif agregalar – Bölüm 1: Beton, harç ve enjeksiyon harcı üretimi için hafif agregalar, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara.

• Goodhew, S., & Griffiths, R. (2005). Sustainable earth walls to meet the building regulations. Energy and Buildings, 37(5), 451–459.

• Erdoğdu, S. (2001). Yapı Malzemeleri. İstanbul: Birsen Yayınevi.

• Akın, S. (2014). İnşaat Teknolojisi ve Malzeme Bilgisi. İstanbul: Nobel Akademik Yayıncılık.

• Orhon, C. (1990). Toprak Esaslı Yapı Malzemeleri. İstanbul: İTÜ İnşaat Fakültesi Yayınları.