Doğada bulunan alçı taşının (CaSO4+2H2O) 150-160 °C sıcaklığa ısıtılarak kimyasal yapısında bulunan 2 mol suyun 1.5 molunun buharlaştırarak CaSO4+1/2H2O elde edilmesi işlemine kalsinasyon denir. Kalsinasyon esnasında alçı %15 civarında kütle kaybına uğrar, yani fırına 1000 kg alçı beslendiğinde yaklaşık 850 kg kalsine olmuş alçı elde edilir, 150 kg su buharı bacadan dışarı atılır. Doğada kararlı yapıda bulunan alçı taşı, kalsinasyondan sonra kararsız bir yapıya dönüşür. Su ile karıştırıldığında taşlaşarak tekrar doğadaki kararlı yapısına dönüşür.
CaSO4 + 2H2O CaSO4 + ½H2O + 3/2H2O Dehidrasyon (Kalsinasyon)
CaSO4 + 2H2O + 3/2H2O CaSO4 + 2H2O Rehidrasyon
Alçı ortamdaki fazla nemi alabilme ve ortam kuruduğu zaman bünyesindeki nemi verebilme özelliği ile nefes alan bir yapı malzemesidir. Yangın esnasında ısıyı emerek (kalsinasyon) bünyesindeki suyu bıraktığı için yangına karşıda dayanıklıdır. Alçı diğer yapı malzemelerine kıyasla ısı ve ses yalıtımında da vaz geçilmezdir.
Üretim ve kullanım yerlerine göre alçı iki sınıfa ayrılır, β-beta alçı ve α-alfa alçı, alfa ve beta alçı kimyasal yapı olarak (CaSO4 + ½H2O) aynıdır. Aralarındaki farklılık kristal yapılarında ortaya çıkar. Bu farklılığı ortaya çıkaran neden kalsinasyon yöntemidir. Bu iki alçı arasındaki farkı alçı/su karışım oranına ve uygulama sonrası mukavemet değerlerine bakarak anlayabiliriz.
Kalsine olmuş alçı kimyasal katkı maddeleri karıştırılarak, çeşitli yapı malzemelerine dönüştürülür. Temel olarak üretilen alçı bazlı yapı malzemleri aşağıdaki gibidir.
- Satin Plaster / Saten Alçı
- Plaster of Paris / Kartonpiyer Alçısı
- Hand Plaster / Sıva Alçısı (El ile uygulama)
- Spray Plaster / Makine Sıvası
- Construction Plaster / İnşaat Alçısı
- Joint Filler / Derz Dolgu
- Adhesive / Yapıştırma Alçısı
- Rifino
- Orthopedic / Ortopedik Alçı
- Seramic Mould Plaster / Seramik Kalıbı Alçısı
Ayrıca üretici firmaların kendi geliştirdikleri özel ürünler bulunmaktadır.
ALÇI FAZ ANALİZLERİ VE KRİSTAL SUYU
%100 saflıktaki alçının faz analizleri aşağıdaki tablodaki gibidir. Dihidrat alçı doğadaki alçı taşıdır. Kalsinasyon sonrası dihidrat alçı taşı Hemihidrat, AII anhidrit (susuz alçı) ve AIII soluble (kararsız alçı) dönüşür.
Hemihidrat; ( Hemihydrat ) diğer bir ifade ile stucco alçı bünyesindeki 2 mol suyun 1.5 molünü kayberek kalsine olmuş alçıdır.
AII Anhidrit; ( Anhydrate ) bünyesinde bulunan 2 mol suyun tamamını kaybetmiş (yanmış) alçıya denir.
AIII Kararsız Alçı; ( Soluble Anhydrate ) Kararsız alçı prosesin ilerleyen aşamalarında Hemihidrat ’a veya dihidrata dönüşebilir.
| CaSO4 + 2H2O Phases and Characteristics | |||||
| Designation | Formulation | Molecular Weight |
Crystal Water |
Density Gr/cm3 |
Solubility in 20°C H2O (sCaSO4/lt) |
| Dihydrate | CaSO4 + 2H2O | 172,17 | 20,92 | 2,31 | 2,05 |
| Hemihydrate | CaSO4 + ½H2O | 145,15 | 6,21 | 2,619 β - > 2,757 α | 8,8 β - 6,7 α |
| Soluble Anhydrite | CaSO4 III | 136,14 | 0 | 2,58 | 8,8 β - 6,7 α |
| Insoluble Anhydrite | CaSO4 II | 136,14 | 0 | 2,93 - 2,97 | 2,7 |
ALÇI SAFLIK ORANLARINA GÖRE ÜRÜN ÖZELLİKLERİ
Alçı saflığına bağlı olarak kalsinasyon sonrası elde edilen ürün özellikleri değişiklik gösterir. Ateş zayiatı ( Crystal Water), donma zamanı ( Setting Time ) ve yayılma çapı ( Flow Diameter ) gibi ürün bilgileri, özellikleri değişiklik gösterir, aşağıdaki tabloda alçı saflık oranlarına bağlı olarak bu değerle deki değişimler gösterilmiştir. Bu değerler döner fırınlı kalsinasyon sistemi baz alınarak oluşturulmuştur. Kalsinasyon yöntemine bağlı olarak bu değerler büyük değişim gösterebilir.
- Döner Fırın ( Rotary Kiln )
- Dik Fırın ( Vertical Kiln )
- Flash Kalsinasyon ( Flash Calcination)
- Otoklav ( Autoclave )
- Kettle
- Endirek Fırınlar ( Indirect Kettle or Indirect Rotary Kiln )
- Anhidrit Fırınları
Alçı kalsinasyon yöntemlerine bağlı olarak elde edilen ürün özellikleri ve bazı teknik değerleri aşağıdaki tabloda verilmiştir. Bu değerler üretim standardına ve ekipman kalitesine bağlı olarak değişiklik gösterebilir.