Kil yapısı

Kil yapısı, içeriği ve kullanım alanı

Kil çok uzun zamandan beri kullanılmasına karşın, kil bilimi genç bir bilim dalıdır. Kil yapısı inceleyen bilim; fizik, kimya, biyoloji ve mineraloji gibi çok birçok bilim dalını bir araya getiren disiplinler arası bir bilim dalıdır. Kil minerali, doğada kolayca ve bol miktarda bulunabilen, yumuşak ve çok ince taneli yapıya sahip bir hammaddedir. Doğada yumuşak çamur, yumuşak katı madde ve tabakalı taşlar formunda bulunmaktadır.

Jeoloji alanında kil; Kimyasal bileşimi sulu aliminyum silikat ya da sulu magnezyum silikat olan, tanecik boyutu 4 µ’dan küçük ve plastik özelliklere sahip jeolojik bir malzeme olarak tanımlanmaktadır. Mühendislik alanında kil; Ana kimyasal bileşimi sulu alüminyum silikat mineralleri ve bazı yabancı maddelerden meydana gelen, tanecik büyüklüğü 2 µ’dan küçük olan, suyla temas ettiğinde şişen ve plastik özelliği kazanan, kurutulduğunda büzülen, yüksek ısıda pişirildiğinde sürekli sert ve camsı bir yapıya sahip olan ince dokulu toprak malzeme olarak tanımlanabilir.

Mineraller içerik ve kimyasal bileşimlerine bağlı olarak beyaz, gri, pembe, yeşil, mavi ve kahverenginin tonlarında bulunabilirler. Killer, elektriği iletmeyen yalıtkan malzemelerdir. Yüksek sıcaklıklara karşı dayanıklı olduklarından ısıya maruz kaldıklarında yumuşama özelliklerinden dolayı elle veya bir alet aracılığıyla parçalanmadan şekil verilebilmektedir.

Kimyasal yapısından dolayı su çekme özelliğine sahip olan kil minerali daima nemlidir. Yapılan çalışmalarda kil minerallerinin bünyelerinde silika, alümina, alkali ve toprak alkali metallerle birlikte kil minerali olmayan quartz, kalsit, illit ve pirit gibi mineralleri de bulunduğu tespit edilmiştir. Bazı kil minerallerinde, alüminyumun yerine Fe ya da Mg bulunabilmektedir.

Kil bileşiminde yer alan bazı bileşiklerin kil minerali üzerindeki çeşitli etkilere neden olmaktadır. Serbest silis; plastikliğini azaltır ve kuruma ve pişme sırasında küçülmeyi önlemektedir. Alüminyum bileşikleri, kilin refrakterliğini arttırmaktadır. Alkali bileşikleri, kilin kuruma küçülmesini azaltırlar, kuruma işlemlerini kolaylaştırmaktadır.

Kalsiyum bileşikleri; vitrifikasyon ve refrakterlik ısısını düşürür, düşük ısıda kilin kurumasını kolaylaştırır, kırmızı rengi beyazlatır ve porselen çamurlarında ve sırlarında genleşmeyi azaltmaktadır. Demir bileşikleri; pişme rengine tesir eder, kilin refrakterliğini azaltır ve pişmiş kil üzerinde görülen demir lekelerini meydana getirmektedir. Titanyum bileşikleri; renge tesir eder ve alüminyum ile beraber erime noktasını yükseltmektedir.

Kil yapısı gereği bir çok sektörde kullanılır en önemlisi inşaattır.

Türkiye’de üretilen killerin büyük bir bölümü seramik ve fayans üretiminde kullanılmaktadır. Ayrıca izolatör, sıhhi tesisat ve porselen sanayilerinde de tüketilmektedir. Toprağın kil içeriği tarım alanlarında olduğu kadar inşaat alanlarında da önem arz etmektedir.

Bina, nükleer reactor ve termik santral gibi önemli yapıların yanı sıra baraj, köprü ve yol inşaatlarında zemin oturması kil mineralleri ile ilişkilidir. Kil çeşidi olan betonitler bünyelerinde su tutarak şişme özelliklerinden dolayı baraj inşaatlarında dolgu malzemesi olarak işlev görmektedir. Tuğla, kerpiç, refrakter, cam ve kiremit gibi inşaatlarda kullanılan bazı yapı malzemeleri killerden üretilmektedir.