İnşaat ve Yapı Malzemeleri

Hazır harç, sıva, gazbeton ve kireç-kum tuğlası dışarıdan bakıldığında dört ayrı üründür; proses kimyası açısından ise aynı üç soruyu farklı sıcaklık ve basınçta soran dört hattır. Kalsiyum sisteme hangi biçimde giriyor, silisle ne zaman ve hangi fazda reaksiyona giriyor, karışımdaki suyun ne kadarı bağlanıp ne kadarı altlığa ve havaya kaçıyor. Bu üç sorunun cevabı değiştiğinde ürünün adı da değişir.

Kalsiyum bileşiklerinin bu hatlardaki rolü tek bir başlığa sığmaz. Doğal kalsiyum karbonat kuru harçta reaksiyona girmeyen pasif bir dolgu gibi görünür; oysa çimento taneleri arasına yerleşerek su ihtiyacını düşürür ve C-S-H için çekirdeklenme yüzeyi sağlar. Aynı hammadde kalsine edildiğinde gazbeton kekini 70 °C'ye taşıyan ısı kaynağına, hidratlandığında ise sıvanın su tutmasını belirleyen plakamsı portlandit kristallerine dönüşür.

Sahada işler nadiren basınç dayanımı yüzünden ters gider. Kalıptan alınan numune 28 günde sınıfını rahatça tutar; duvarda ise sıva çatlar, harç altlığa yapışmaz, gazbeton keki tel kesim öncesi çöker. Bu sayfa dayanım tablosunu değil, o tablonun arkasındaki su, tane dağılımı ve zamanlama dengesini anlatıyor.

Bir harcın duvardaki davranışını belirleyen ilk şey altlığın emiciliğidir. Gazbeton, delikli tuğla ve kuru pomza blok temas ettiği harçtan saniyeler içinde su çeker. Ara yüzeyde su/çimento oranı hızla düşer, hidratasyon o ince tabakada durur ve yapışma dayanımı (EN 1015-12) çöker. Aynı harçtan kalıba dökülen numune ise yeterli suyla kür gördüğü için basınç dayanımını (EN 1015-11) rahatça tutar. Ölçüm doğrudur; yanıltıcı olan, ölçülen şeyin sahadaki problemi temsil etmemesidir.

İkinci kısıt kum granülometrisidir. Yıkanmış kırma kumlarda 0,063 mm altındaki ince malzeme yıkama suyuyla birlikte gider ve geriye boşluklu, su salan bir iskelet kalır. Ustanın kısaca “harç yağsız” dediği durum budur. Refleks olarak çimento artırılır; işlenebilirlik biraz düzelir ama elastisite modülü ve rötre büyür, sıva ilk haftada saç çatlağı verir. Eksik olan bağlayıcı miktarı değil, ince tane fraksiyonudur.

Üçüncüsü karbonatlaşmanın hız kısıtıdır. Ca(OH)₂ + CO₂ → CaCO₃ tepkimesi ancak gözenek çeperinde ince bir su filmi varken yürür. Bağıl nem %40'ın altına indiğinde CO₂'in çözüneceği film kalmaz; %90'ın üstünde ise gözenekler suyla dolduğu için CO₂ difüzyonu gaz fazına kıyasla dört mertebe yavaşlar. Kışın kapalı ve ısıtmasız bir mekânda kireç sıvası haftalarca yüzeyden ovulur — sorun kirecin sınıfında değil, kür ortamındadır.

Dördüncüsü otoklavlı ürünlerde senkronizasyondur. Gazbeton kekinde sönmemiş kirecin söndürme ekzotermi ile alüminyum tozunun hidrojen üretimi aynı zaman penceresine düşmelidir. Reaktivitesi çok yüksek bir kireç (t60 < 1 dakika) karışımı erken katılaştırır; gaz kabarcıkları hapsolur, kek kabarmasını tamamlayamaz ve kesimde yırtılır. Çok yavaş bir kireç ise ısısını kabarma bittikten sonra verir; kek yeşil dayanımına ulaşmadan tel kesime girer ve deforme olur. Her iki durumda da laboratuvarın verdiği aktif CaO değeri kusursuz görünür.

Hazır harç ve sıvada belirleyici ürün sönmüş kireçtir. EN 459-1'e göre CL 90-S sınıfı kireç, yüksek özgül yüzeyi (tipik olarak 15–25 m²/g) ve plakamsı portlandit morfolojisi sayesinde karışım suyunu fiziksel olarak tutar. EN 1015-8 ile ölçülen su tutma değeri, katkısız çimento harcında %75–82 bandındayken çimento kütlesinin %10–25'i kadar kireç ilavesiyle %90'ın üzerine çıkar. Pratik karşılığı şudur: emici altlıkta hidratasyon ara yüzeyde durmaz.

Kirecin ikinci katkısı reolojik ve mekaniktir, üstelik dayanımla ters yönde çalışır. Kireçli harcın elastisite modülü düşüktür; altlıkla arasındaki nem ve sıcaklık kaynaklı hareket farkını gerilme biriktirmeden karşılar. Buhar difüzyon direnci düşüktür (µ ≈ 6–12, EN 1015-19), yani duvarın nefes almasını engellemez. Bu yüzden EN 998-1 kapsamındaki dış cephe sıvalarında hedef en yüksek basınç dayanımı değil, CS II–CS III bandında kalıp yapışma dayanımını ve kılcal su emme sınıfını (W1/W2, EN 1015-18) birlikte tutmaktır.

Dolgu tarafında kalsiyum karbonat üç iş birden yapar. D50'si 3–20 µm aralığında seçilen bir karbonat, çimento ile kumun bıraktığı boşlukları doldurup paket yoğunluğunu artırır ve aynı kıvam için gereken suyu düşürür. İkincisi, taneler C-S-H çekirdeklenmesi için yüzey sağladığından erken dayanım gelişir. Üçüncüsü kimyasaldır: karbonat C₃A ile monokarboalüminat oluşturarak etrenjiti kararlı kılar, monosülfata dönüşümü geciktirir ve hacim davranışını düzenler. Kuru harçlarda tipik kullanım kuru karışımın %10–40'ıdır.

Gazbetonda ana kalsiyum kaynağı sönmemiş kireçtir ve seçim ölçütü saflıktan çok reaktivitedir. Kuru madde bazında %15–25 oranında kullanılan kirecin EN 459-2'ye göre t60 değeri 1,5–4,0 dakika bandında, aktif CaO'su ≥ %90, CO₂'si ≤ %2 olmalıdır. Söndürme reaksiyonu kilogram CaO başına yaklaşık 1160 kJ verir; bu ısı döküm yatağını 38–45 °C'den 70–80 °C'ye taşır ve alüminyumun gaz üretim hızını doğrudan belirler. Otoklavda 180–195 °C ve 10–12 bar doymuş buhar altında CaO–SiO₂–H₂O sistemi tobermorite döner; Ca/Si oranının 0,8–1,0 bandında tutulması gözenek yapısını ve nihai dayanımı belirler.

Kireç-kum tuğlasında reçete daha yalındır: %88–92 silis kumu, %6–10 sönmemiş kireç ve su. Karışım reaktör silosunda 1–4 saat söndürülür, 20–60 MPa'da preslenir ve 200–203 °C / 16 bar otoklavda 4–8 saat tutulur (EN 771-2). Burada kumun granülometrisi bağlayıcı kadar belirleyicidir: ince fraksiyon reaksiyona giren silis yüzeyini, iri fraksiyon ise pres sonrası yeşil dayanımı verir. Aynı granülometri mantığı agrega seçiminde de geçerlidir ve karayolu altyapısı ve asfalt tarafındaki filler tartışmasıyla doğrudan akrabadır.