ALÇININ TARİHİ

Bundan 20 – 30 milyon yıl önce, bugün Anadolu diye adlandırdığımız kara parçası oluşurken buharlaşan denizlerden bizlere milyonlarca ton alçı taşı miras kaldı. Tabiatta bazen anhidrit (susuz kalsiyum sülfat) bazen de jips (% 21 kadar su taşıyan kalsiyum sülfat) minerali olarak karşımıza 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 taşı 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.

1766 yılındaki Londra yangını alçı kullanımının geniş kitlelerce benimsenmesi bakımından bir dönüm noktası sayılabilir. Bu felaket sırasında ahşap yapıları koruduğu gözlenen alçının kullanımı Paris' te zorunlu hale getirilmiş,bu vesile ile sıva alçısına da “Paris alçısı” lakabı takılmıştır. 1700' lerden itibaren alçıtaşının toprak ıslahında, özellikle de sebze, yerfıstığı, pamuk, patates gibi ürünlere kalsiyum ve kükürt sağlayıcı doğal gübre olarak kullanımıyla da artan ilginin neticesinde olsa gerek, 18.yüzyılda Fransız kimyacı Lavoisier alçı üzerine yapılan ilk bilimsel çalışmayı yayınladı. Takip eden iki yüzyılda insanoğlunun alçı kültürü öylesine gelişti ki, bugün 100 den fazla ülkede 100 milyon tonun üzerinde alçıtaşı tüketilmekte.

Kalkınmış ülkelerin tüketimleri incelendiğinde günümüzde zirai amaçlı alçıtaşı kullanımının toplamın % 5 i kadar olduğu görülmekte. Yine toplamın % 10 – 15 kadarı ise endüstriyel kullanımolarak adlandırılabilecek uygulamalar da tüketilmekte. Bu grup başta çimento üretimi olmak üzere, cam sanayii, kalıpçılık, sondajcılık, hayvan yemi ve böcek ilacı üretimi, boya, tutkal, plastik üretimi, gıda ve ecza sanayii gibi çok çeşitli faaliyetleri kapsar. Geri kalan alçıtaşının tamamı ise inşaat sektöründe kullanılan alçı türlerinin imalatında kullanılır; inşaat alçısı, sıva alçısı, saten perdah alçısı gibi toz ürünlerin yanı sıra, iç mekanlarda da alçıdan yapılan ara bölme, üst kaplama yapı elemanları kullanılmaktadır.

Alçının inşaat malzemesi olarak sağladığı avantajları son on yılda fark eden Türkiye, 2000' li yıllara girerken yılda bir milyon ton alçıyı yapılarda kullanır hale gelmiştir. Ancak ülkemizin çağdaş konut ihtiyacını rasyonel bir biçimde ve bir kuşakta karşılayabilmesi bundan çok daha fazlasını kullanmayı gerektirmektedir.

Ülkemizde ve dünyada alçı nerelerde bulunmaktadır.

Dünya'da işletilebilir alçı rezervlerinin toplamı 2.6 milyar ton kadar olduğu, bunun 800 milyon tonunun A.B.D. de, 500 milyon tonunun Kanada'da olduğu bilinmektedir. Alçı üretimi tamamen Yapı sektörünün gelişmesine bağlıdır. 2. dünya savaşından sonra Dünya alçı üretiminde süratli bir artış olmuştur. 21. yüzyıl başlarında dünyada yaklaşık 110 milyon ton alçı üretilmekte, bunun yaklaşık % 20 sini A.B.D. kalanını ise Kanada, İran, Rusya , Fransa, Rusya, Fransa, İtalya, İngiltere,Almanya, Mısır, Çin, Polonya, Hindistan ve Meksika gerçekleştirmiştir.

Türkiye'de alçı taşı çok yaygın olarak bulunmaktadır.

Alçı taşı rezervlerimizi onlarca milyon ton olarak ifade etmemiz mümkündür. Ancak ülkemiz ekonomik şartları, alçının, gelişmiş toplumlar içindeki kullanım seviyesine ulaşmamızı engellemektedir.

Ülkemizde alçıtaşının yaygın olarak bulunduğu yöreler:

TÜRKİYE'NİN ÇEŞİTLİ BÖLGELERİNDE YER ALAN İŞLETİLEBİLİR ALÇITAŞI OLUŞUMLARININ ANA ÖZELLİKLERİ

• Kuzeydoğu Anadoluda Pasof, Norman ve Aşkale'de mostra veren alçıtaşı yatakları Oligomiyosen yaşlı olarak bilinmektedir. Genellikle kirli beyaz, sarı-beyaz , sarıbeyaz renklerde, 12 m kalınlığında (Aşkalede 8-12 m) merceksel ve/veya uzun mesafede tabakalı konumda, selenitli (Aşkalede yer yer masif
ve taneli) alçıtaşları kireçtaşı, kumtaşı ve çamur taşlarıyla arakatkılıdır. Alçıtaşlı zon kalınlığı 150 m ulaşmaktadır.

• Sivas havzası Batıda Bünyan batısından, Ecemiş Fayına kadar uzanan; doğuda, Munzur dağları kuzeydoğusuna kadar devam eden yaklaşık 400 km uzunluğunda 50 ila 100 km genişliğinde bir alanı kapsamaktadır. Alçıtaşları yaklaşık 150 m kalınlığında bir zon içinde marn ve kiltaşları ile arakatkıhdır.
Alçıtaşlarının oluşum yaş aralığı Üst Eosen-Miyosenciir; renkleri beyaz, kirli beyaz, sarı beyaz ve gri arasında değişmektedir. Genellikle masif ve taneli doku sunan Sivas güneyinde jipslerde senjenetik olarak gelişmiş sölestin yatakları mevcuttur.

• Ulukışla- Ereğli Havzası jeolojik açıdan Sivas havzasının Ecemiş fayı ile atılmış Güneybatı bölümü olarak düşünülebilir. Üst Eosen-Miyosen yaşlı, beyaz ve açık gri renkli alçıtaşının anhidritle beraber kalınlığı 60-70 metreye ulaşmaktadır. Alçıtaşları genellikle masiftir ve taneli doku sunmaktadır. Ulukışla güneydoğusunda alçıtaşı tabakaları simektitli kiltaşlarıyla ara katkılıdır. İleri sürülen sölestin varlığının işletilebilir olması henüz doğrulanmamıştır.

• Bala-Tuz gölü Havzası, Ulukışla Ereğli havzasıyla birlikte Türkiye'nin en kaliteli ve işletilmesi en ekonomik alçıtaşı sahalarını içermektedir. Üst Eosen-Miyosen yaşlı genellikle beyaz, ender olarak gri bantlı alçıtaşlarının kalınlığı 5-25 m arasında değişmektedir. Alçıtaşlarının altında kalınlığı 60 metreye
varan anhidrit bulunmaktadır (Foto 1-11). Klorid ve genleşen kil tenoru yok denecek kadar düşüktür. Alçıtaşı-Anhidrit altında işletilebilir nitelikte simektit grubu killer yer almaktadır.

• Çankırı Çorum havzasında iki ayrı stratigrafik zonda birbirinden yapısal-dokusal farklılıklar sunan alçıtaşı düzeyleri yer almaktadır. Alt bölümde Üst Eosen Oligosen yaşlı 2-6 m kalınlıkta tabaka ve/veya
mercekler şeklinde, yumrulu (nodüler) yapı sunan, kumtaşı, kiltaşı, silttaşı ve çakıltaşı arâkatkılı alçıtaşları yatık izoklinal ve/veya konvolut kıvrımlanmaya uğramışlardır. Kıvrım şarniyerlerinde kalınlık artmaktadır. Kıvrım kanatlarının topografya oluşturması durumunda göz aldatıcı kalınlıklar izlenmektedir.
Genleşen kil içerikleri yer yer %3,6 ya ulaşmaktadır,

• Mesiniyen yaşlı alçıtaşları 10-60 metre kalınlık sunan bir zon içinde marn, kireçtaşı ve yer yer konglomeratik düzeylerde arakatkılıdır. Taneli doku sunan bu alçıtaşlarının genleşen kil içeriği daha azdır (Foto 12-27).

• Kırıkkale -Yozgat havzası Çankırı - Çorum havzası ile Bala-Tuzgölü havzası arasında her iki havzada oluşan alçıtaşlarına benzerlikler göstermektedir. 20-30m kalınlığında açık gri, bantlı, beyaz ve pembe renkli Üst Eosen -Oligosen yaşlı alçıtaşları ila 5-15 metre kalınlık sunan beyaz-agk gri renkli, marn, kireçtaşı ve kumtaşı arâkatkılı Mesiniyen yaşlı alçıtaşları bölgede geniş yayılımları sunmaktadır.(Foto 28).

• Düzce-Kaynaşlı havzasında bulunan alçıtaşları E.5 karayolunun güneyinde heyelanlı bölgede mostra vermektedir. Üst Eosen-Oligosen yaşlı, beyaz renkli,taneli dokulu bu alçıtaşları yaklaşık 20 m kalınlık sunan anhidrit üzerinde yer almaktadır. Alçıtaşlarının kalınlığı 10-12 metredir (Foto 29-31).

• Bolu-Göynük'te izlenen alçıtaşları Paleosen yaşlı kumtaşı, kumlu kireçtaşı arasında 1,5-2 m kalınlığında, gri beyaz renkli, taneli ve boğumlu yapıda bir tabaka oluşturmaktadır. İşletilmesi yer altı madenciliğini gerektirmektedir (Foto 32).

• Manyas yöresinde yer altı madenciliği ile önceleri işletilmiş olan alçıtaşları koyu gri renkli jips ve anhidrit karışımından meydana gelmiştir. Yaşı, bileşimi ve dağılımı konusunda inandırıcı veriler bulunamamıştır.

• Beypazarı-Çayırhan havzasında marn ve kireçtaşı arakatlı, Messiniyen yaşlı alçıtaşlarının kalınlığı 8-21 metre arasında değişmektedir. Rengi beyaz , kirli beyazdır. Genellikle yatay tabakalıdır. Taneli sellenitli dokuya sahiptir. Alçıtaşı altında 1-2 metre kalınlıkta simektit tabakası üstünde yaygın Goloborit
cevherleşmesi izlenir. Klorit miktarı yüzeyde 100 ppm civarında iken derinleştikçe 4000 ppm 'e kadar yükselmektedir. Genleşen kil tenoru %l,6-2,5 arasında değişmektedir.

• Polatlı-Sivrihisar havzasında 3- 20 m arasında kalınlık sunan Messiniyen yaşlı alçıtaşları kirli- beyaz renkli olup taneli sellenitli dokusal özellik sunar. Alçıtaşı tabakaları kiltaşı, kireçtaşı, dolomit ve marn ile arakatkılıdır. Tabakalar genellikle yataydır. Eğimler 7-8° yi geçmez. Senjenetik olarak dolomit, manyezit, atapu!jit sepiyoüt, simektit, illit depolanması yaygındır. Klorid 10 ppm'derı azdır. Genleşen kil miktarı %0,9 ile 2,6 arasında değişmektedir (Foto 33-37).

• Denizli- Kaplık(Kızılyar) mevkiinde halen işletilmekte olan alçıtaşı yatakları 40 m civarında kalınlık sunmaktadır. Kirli beyaz ve gri renklidir. Breşik bir yapı sunarlar. Jips ve anhidrit karmaşık bir beraberlik gösterir. Oluşum yaşı ve jenezi halen tartışmalıdır. Kil ve klorit miktarı düşüktür.

• Aydın Bozdoğan'da önemli bir bölümü işletilmiş alçıtaşları 8-10 m kalınlık sunan bir zonada 0,5 - 3 metre kalınlıkta tabakalar halindedir; kumtaşı ve kil taşlarıyla ara katkılıdır.

• Mersin-Adana- İskenderun havzasında önemli bir kısmı işletilmiş 6 alçıtaşı depolanması vardır. Kalınlıları 10-30 metre arasında değişmektedir. Beyaz, açık gri renkte alçıtaşlannın üst ve alt bölümleri iri sellenit kristalli, orta kısımları taneli dokulu ve masiftir. Klorid miktarı 10-33 ppm, genleşen kil miktarı %0,3-0,7 arasında değişmektedir.

BİR ALÇITAŞI SAHASINDA GERÇEKLEŞTİRİLMESİ GEREKLİ ARAŞTIRMALAR

Bir alçıtaş- sahasında , alçıtaşının özelliklerinden kaynaklanan nedenlerle herhangi bir sedimanter hammadde yatağından farklı araştırmalar yapmak gerekmektedir.

Yapılacak 1/10.000 ve 1/5.000 ölçekli jeolojik harita esastır. Bu harita üzerinde dolinlerin işaretlenmesi zorunludur. Alçıtaşı mostraları üzerinden alınan örneklerin kimyasal analizleri alçıtaşı içeriğinde bulunan kil ve tuzun suda çözünerek veya süspansiyon haline gelerek kolay taşınması nedeniyle gerçek bileşimi yansıtmayabilir. 10 ppm klorid ve %1'den büyük genleşen kil miktarı alçıtaşının alçı-alçıpan yapımında kullanılmasını zorlaştıracağı dikkate alındığında bu iki analizin ancak sondaj karotlarmdan alınacak örnekler üzerinde gerçekleştirilmesi bir zorunluluk haline getirmektedir. İşletilecek bir alanda sondaj aralıkları, o alandaki alçıtaşının genel özellikleri dikkate alınarak, 50-150 metreyi aşmamalıdır. Sondaj derinliği işletilebilir derinlikten daha fazla olmalıdır. Alçıtaşının taban haritası yapılabilmesi için sondaj derinliği alçıtaşı kalınlığını en az l m geçecek şekilde uygulanmalıdır. İşletme sahasında yer alan her dolinin ortasından bir sondaj yapılarak alçıtaşının hangi derinliğe kadar eridiği bilinmelidir. Yapılan sondajlar sayesinde alçıtaşının örtü kalınlığı, dolayısıyla dekapaj miktarı iyi hesaplanmalıdır (Harita 1-4; Kesit 1-2).

ALÇININ ÖZELLİKLERİ

Yanmazlık:
Alçı anorganik bir madde olduğu için yanmaz Bir yangın anında alevle karşılaşan alçı elemanın boşluklarındaki nem ile bünyesindeki kristal suyu ayrıştırmak için ısı enerjisinin büyük bir bölümünü absorbe eder . Ayrışan ve buharlaşan su alev ile alçı elemanın arasında bir buhar tabakası oluşturur. Suyun buharlaşma sürecinde alçı elemanın yüzeyindeki sıcaklık 140 santigrat derecenin üzerine çıkmaz. İki saat yoğun ateşe maruz kalan 15 cm. kalınlığındaki bir alçı elemanın dış yüzeyindeki sıcaklık 1000 derece iken, iç yüzeyinde 55 derecedir.

Alçı, yanmazlığı ve dayanıklılığı ile tüm dünyada bina ve yangın sigorta otoriteleri tarafından kabul görmektedir.

Nem Düzenleyici Özelliği:
Kapalı bir hacimde bulunan su buharı, hacmi çevreleyen dış yapı elemanlarının yüzeylerine temas ettiğinde soğuşarak yoğuşur ve yapı elemanlarının ıslanmasına dolayısıyla da elemanın yüzeyinde su lekelerine ve çiçeklenmelere neden olur. Alçı ise ısı iletkenliğinin düşük olması dolayısıyla yalnız yoğuşmayı geciktirmekle kalmaz, aynı zamanda boşluklarında önemli bir oranda ortam nemini ve kondansasyon suyunu absorbe edip, iç hacimde bağıl nemin azalmasını sağlayarak yoğuşmayı azaltır. Buna ek olarak nem azaldığında alçı kendi bünyesindeki nemi ortama vererek ortamın yeterli derecede nemli kalmasını sağlar ve bu suretle kaloriferli evlerde yaşam 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. TS 825 'e göre birim hacim ağırlığı 800kg/m² olan bir ahşap malzemenin ısı iletkenlik değeri 0.17 W/ mK dir.

Alçının ısı iletkenlik dereceleri alçı hamurunun birim hacim ağırlığına bağlı olarak değişkenlik gösterir. Birim hacim ağırlığı, hamura katılan alçı/su oranına bağlıdır. Alçı hamurundaki alçı oranı fazlalaşıp su oranı azaldıkça alçının birim hacim ağırlığı artar. Binalarda ısı yalıtım kurallarını tanımlayan TS 825 te alçı hamurlarının gözenekli ve yoğun oluşuna göre birim ağırlığına bağlı olarak verilen ısı iletkenlik değeri 0.6-1.20 kg/m³ birim ağırlık için 0.29-0.53 W/mK değerleri arasında değişmektedir.

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. İnşaat sektöründe, doğadan kolayca elde edilip işlenebilen alçı malzeme kullanımının artması ile minimum enerji sarfiyatıyla yüksek performanslı ürün elde edilebilecek ve binalardaki ısı kaybı da azalacaktır.

Alçı malzeme doğru olarak ve uygun yerlerde uygulandığında, mimariye çok geniş imkanlar tanıyan ve yüzyıllarca bozulmadan kalan bir malzemedir. Ayrıca sanıldığının aksine alçı malzeme çimento ve kireç esaslı malzemelerden maliyet açısından daha ekonomiktir.

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. Bu alanda yapılan araştırmalarda, alçı elemanlarla yapılmış bir duvar tertibinde, 700 Hz' lik bir sesi % 50 ye kadar yuttuğu, bu tertibe bilinen lifsel malzeme eklendiğinde % 90'a varan bir ses yutucu!uğu yaptığı ortaya çıkmıştır (1).

Yapı biyolojisi açısından ise alçılı malzemelerin değerlendirmesini yapabilmek için belirli ölçütlerin önceden belirlenmiş olması gerekmektedir. Genellikle kabul edilen bu ölçütleri yedi grupta toplamak mümkündür (8).

• Üretim sırasında gereksinim duyulan enerji miktarı,
• Üretim aşamasında atık madde veya yan ürün olarak çıkan zararlı maddeler,
• Malzemenin geri dönüşebilirliliği,
• Malzemenin tekrar kullanılabilirliği,
• Yerel kaynaklardan sağlanabilirliliği,
• Merkezi büyük tesisler dışında üretim ve uygulama olanakları,
• Kişi sağlığı ve ortamın konfor düzeyi üzerindeki etkileri,

Buna göre alçılı yapı malzemeleri için "yapı biyolojisine uygun nitelikte bir malzemedir" denilebilir.

Alçının yukarıda bahsedilen özellikleri yanında diğer yapı malzemelerine göre üstünlüklerini sıralamak gerekirse;

Alçı dökümünden ve prizini yapıp kuruduktan sonra boyutlarında bir değişiklik göstermez. Böylelikle beton gibi rötre çatlakları ve ahşap gibi bünyesine rutubet alıp verdiği halde boyut ve şekil değişikliği yapmaz,

• Alçının ve alçı elemanının elde edilişi, uygulanması, bakımı kolay ve ucuzdur,
• Alçı, tam bitmiş olarak yapıya girer, ek emek ve masraf gerektirmez,
• Alçı, hazır yapı elemanı üretimine elverişli bir malzemedir. Duvar ve tavan kaplamalarının önceden hazırlanmasına olanak sağlar. Deprem, yangın ve sel baskını gibi afet durumlarında konut ihtiyacının arttığı ve karşılanmasının kısa sürede gerçekleşmesinin zorunlu olduğu hallerde kullanılmak üzere depo edilebilecek yapı elemanları hazırlanabiliri).
• Alçıdan üretilen yapı elemanları, aranan fiziksel ve ekonomik özelliklere sahip, çağın inşaat usullerine uygun, çabuk kuru, hafif yapı elemanlarının üretimini sağlayan yapı malzemeleri arasında önemli bir yer tutar (1).
• Alçı malzemesi en az enerji kullanımı ile elde edilebilir, Tasarımda öngörülen konfor ve estetik koşullarını sağlar, Çevre kirliliği yaratmaz,
• Alçı doğal hammadde kaynaklarından elde edilmekte, bu malzemeler ülke ölçeğinde yeterli olduğu gibi, ülke dışına da ihraç edilerek ülke ekonomisine katkıda bulunulabilir.
• Malzeme üretimi büyük yatırım ve karmaşık teknoloji ile değildir.
• Teknolojik gelişmelere uyum sağlar ve hazır yapı elemanları üretimine elverişlidir.
• Standartlara uygun malzeme kolaylıkla üretilebilir.
• Alçı malzemesi kolaylıkla işlenebilir. Bu özellik, tasarımda ve yapımda esneklik sağlar.Dolayısıyla zaman içinde ortaya çıkabilecek kullanıcının değiştirme istek ve gereksinmeleri kolaylıkla karşılanabilir.
• Alçı malzemesinin birim hacim ağırlığı kullanım yerine göre ayarlanabilir. İstenirse azaltılabilir. Hafif malzemeler yapı yükünün az olmasını, dolayısıyla zemine aktarılan yükün de az olmasını sağlar. Bu özellik de ekonomiye önemli ölçüde katkı sağlar. Özellikle taşıyıcı sistemli yapılarda bölücü duvarların hafif olması sağlanırsa, daha düşük maliyette yapı elde etmek çözümüne ulaşılabilir,
• Alçı malzemeleri üretim yerinden şantiyeye kolaylıkla taşınabilir ve kolay uygulanabilir.İşçilik masrafı ve maliyeti azdır,
• Taşıma ve kullanma sırasında tahrip olmuş malzeme veya yapı elemanları kolay onarılabilir (9).

Yapılarda kullanılacak malzemelerin seçiminde ise enerji-malzeme üretim teknikleri dikkate alınmalı, karbondioksit ile hava ve çevre kirlenmesi dengeleri hesaba katılmalıdır. Alternatiflerden en az zararlısı seçilmelidir. Bu nedenle mimarlar, mühendisler ve tüketiciler yapı malzemelerini seçerken üretim aşamasında en az enerji kullanan, çevre ile uyumlu malzemeleri seçmek durumundadırlar (10).

İnsan yaşama ortamını kendi istekleri yönünde değiştirirken doğadan kopmamaya ve doğaya zarar vermemeye özen göstermek zorundadır. Eğer üretimi ve işlenmesi sırasında en az enerji harcanan, kullanım ömrünü tamamlayınca doğa tarafından kolayca dönüşüme uğratılan, hem üretim aşamasında, hem de yakılması sırasında doğayı kirletmeyen ve kanserojen maddelerin ortaya çıkmasına neden olmayan malzemeler seçmeye özen gösterilirse doğal dengeyi korumaya katkıda bulunmuş oluruz(10).