ÇAĞDAŞ YAPI MALZEMESİ - ALKER
“Alçılı Kerpiç”

Prof. Ruhi KAFESÇİOĞLU - Doç. Dr. Erol GÜRDAL

ÖNSÖZ

Bilindiği gibi toprak, çok eski dönemlerden beri insanların barınmak için yararlandıkları malzemelerin başta geleneklerinden biridir. Bu gün de yer yüzünde yaşayan insanların büyük bir çoğunluğu, topraktan yapılmış evlerde oturmaktadırlar. Bu bir yönden toprağın yapı malzemesi olarak hemen hemen her yerde kolay ve bol tedarik edilebilmesi nedeniyle ise de, diğer yönden de topraktan oluşturulan yapının diğer malzemelerle yapılanlara nazaran bir çok yönden daha yararlı olmasından kaynaklanır. Toprak yapı, başka olanak bulunmadığı dönem ve yörelerde, zorunluluk nedeniyle kullanılan, toplumun refah düzeyinin yükselmesi olanaklar elverdiği an terkedilmesi gereken bir malzeme olarak görülmeğe başlanmıştır. Oysa, günümüzdeki sosyal ve ekonomik koşullar, toprağın yapı için yararlı yönlerini tekrar ön plana çıkarmıştır. Bu gün toprak yapı, en az gelişmiş ülkelerden en gelişmiş ileri endüstri ülkelerine kadar, dünyanın her yerinde, üzerinde en çok çalışma ve araştırma yapılan konuların başında yer alanlarda biridir.

Toprak yapı , konut, işyeri ve hizmet binalarının yapımı için

Ülkede bol bulunan kaynaklardan en kolay ve en ileri düzeyde yararlanmayı, Yöre halkının gelenek ve göreneklerini değerlendirme olanağı, Etkin ölçüde enerji tasarrufu, Kalkınma için gerekli kaynakların yapı sektöründeki kullanımını en az düzeye indirmeyi, Her mevsimde bina içinde kullanıcıya en uygun yaşam koşullarını, Güneş enerjisinden en kolay yöntemlerle en üst düzeyde yararlanmayı, Günümüzde uygarlığın gereği olan her türlü donatımın yapıda uygulanması olanağını, sağlar bu nedenle toprak yapı, günümüzde “Çağdaş Yapı” niteliğini kazanmıştır. Elbette ki toprak yapının da, diğer yapı türlerinde olduğu gibi, bazı sakıncalı yönleri vardır. Bunlar gerekli önlemler alınarak ve ön görülen koşullara uyularak, ya tamamen giderilebilir, ya da en aza indirilebilir. Elinizdeki bu kitapçıkta bunlarla ilgili ayrıntıları bulabileceksiniz.

Toprakla yapıda iyi sonuç almada, dikkat edilmesi gereken husus, sağlanması gereken koşul, bu iş için uygun toprak türünü seçilmesidir.

Bununla ilgili ayrıntılar (bölüm 2.1)de verilmiştir. Toprak malzemenin en belirgin iki sakıncalı yönü, basınç dayanımının az, rutubete karşı duyarlılığının fazla olmasıdır. Ülkemizde bir çok yörede, yeterli iyi kalitede toprak bulmak mümkündür. Daha iyi, yani, basınca daha dayanıklı, rutubete karşı duyarlılığı daha azaltılmış,suda dağılmayan, yüzeyleri düzgün ve toz üretmeyen kerpiç elde etmek maksadıyla, toprağa çimento, kireç,alçı ve diğer bazı katkı maddeleri katılır. Bunlar arasında alçı katkılı kerpiç üretimi, ülkemiz için daha uygun sonuçlar verdiğinden, diğerlerine tercih edilmiştir. Alçı katkısı ile nitelikleri iyileştirilmiş kerpiçe “ALKER” adı verilmiştir.

Bugünün uygarlık düzeyinde, her türlü konforu,en kolay, en ucuz ve en az enerji gereksinmesi ile sağlayabilecek kırsal yöre yapılarının ALKER ile gerçekleştirilebileceği, ALKER 2in kısal yörelerde yapılaşmaya önemli katkısı olacağı inancındayız.

ALKER (Alçılı Kerpiç) üretimi ve ALKER ile yığma yapı kurallarını ana hatları ile vermek, yararlarını belirlemek ve olası sakıncaları en aza indirecek önlemleri açıklamak amacıyla bu kitapçık hazırlanmıştır. Bilinen normal kerpicin niteliklerinin üstünde, daha kaliteli bir duvarı, benzer diğer duvar malzemesine nazaran daha uygun koşullarda elde etmek isteğiniz zaman, yapınızı ALKER ile yapabilirsiniz. Bu, yapınıza alçı maliyetini ekleyecek ve bir alçı çalışma koşullarına uymanız gerektirecektir. Fakat artmalara karşılık herhangi bir katkılı kerpiçten daha ucuz bir duvar malzemesine ve daha kaliteli bir yapıya sahip olacaksınız.

24.4.1985
R.Kafesçioğlu-E.Gürdal

1. GENEL BİLGİLER
1.1. NEDEN TOPRAKLA YAPI

Barınma sorununun çözümünde, ucuz ve hızlı yollardan birisidir. Yaşam konforunun en iyi düzeyde sağlar. Maliyeti en az, üretimi tesis kurulmasını gerektirmeyen tek malzemedir. Kendi evini yapana, kendi olanaklarını değerlendirme ve bu yolla ev sahibi olma olanağı verir. Seri üretim olanaklıdır ve maliyette büyü indirim sağlar. Malzeme üretiminde, malzemenin taşıma işinde ENERJİDEN, Binanın tüm kullanım süresince YAKITTAN tasarruf sağlar. Kendi öz kaynaklarımızdan yararlanma olanağı sağlar. Konut yapımı kolaylaşır, İşyeri,kümes, besi ahırları vb. yapılabilir. Tarımsal ürünlerin işlenip değerlendirilmesi ve yöresel el sanatlarının gelişmesinin ön şartı olan kırsal yörelerde uygarca yaşamın gerçekleşmesi olanağını artırır. Kırsal yörelerde bilinen yapım teknolojisinden yararlanma ve onu geliştirme olanağı verir. Yeterli sağlamlıkta bina yapılabilir. Çevre kirlenmesini önlemesi açısından önemli katkıları vardır.

1.2. NEDEN ALKER ?

Alker, uygun kerpiç toprağına %10-20 arasında alçı katılmış bir kerpiç türüdür. Fizik ve mekanik nitelikleri, normal kerpiçe nazaran yapı için gerekli olan yönde, önemli ölçüde iyileştirilmiştir. Buna ilişkin değerler Tablo-I’ de verilmiştir. Alker’e katılan alçının çabuk priz yapması, kalıptan çıktığı sırada yeterli sağlamlık kazanmasını sağlar. Uygulamada, kurutma için işçilik ve zaman sarfına ve kurutma alanı ayrılmasına gerek kalmadan kullanma olanağını kazandırır.

Alçının çabuk priz yapması (katılaşması) kilin kuruma sırasında normal olarak yapacağı büzülmeyi ve kurumanın dengeli sağlanamadığı zamanlarda bünyede oluşacak çatlama ve biçim değişmelerini önler. Bu olaylar, tabloda görüldüğü gibi, dayanımın artmasına ve suda dağılmamasına neden olurlar

TABLO – I ALKERİN FİZİKSEL VE MEKANİK NİTELİKLERİ

FİZİKSEL NİTELİKLER					MEKANİK NİTELİKLER
SERTLEŞME SÜRESİ ALKER DEĞERLERİ	Birim hacimağırlığı? (kg/m3)1550	Isı İletkenlikKatsayısı? (w/m 0k )0,40	Özgül IsıC (kcal kg 0C)0,30	Buhar difüzyonDirenç faktörü?13	Basınç dayanımıQb (kgf/cm3)35-50	Eğilmede çekmeDayanımıQeç (kgf/cm2)0,14-0,16

Yukarıda verilen Tablo’ da ALKER ‘in fiziksel ve mekanik niteliklerini belirleyen değerler, ALKER ile yapılan yapı bünyesinde normal kerpice ek olarak şunları sağlar.

• Isı ve rrutubet geçirimine karı gösterdiği dengeli direnç ve ısı depolama kapasitesinin yüksek olması, yapının fiziksel niteliğini yeterli düzeye getirmek için başka ek yardımcı malzeme katmanları ve soğuk dönemlerde, en uygun yaşam koşullarını sağlamaya yeterli olur.
• ALKER duvarlı yapıda duvar içi yüzey sıcaklıkları diğer duvarlara nazaran daha yüksek olur. Bu daha alçak iç ortam sıcaklıklarına insanların kendilerini yeterli ısıl konforsa hissetmelerini sağlar. İç ortam sıcaklıklarında insanların kendilerini yeterli ısıl konforsa hissetmelerini sağlar. İç ortam sıcaklığının 220C’den 20 yada 190C’ye indirilmesi, ısıtma için sarfedilen yakıttan, büyük ölçüde, diğer bir tasarruf kaynağı oluşturur.
• ALJER çabuk sertleştiğinden katkısız normal kerpiç ve diğer katkılı kerpiçlr gibi kullanılabilir duruma gelinceye kadar yapılacak gölgede serme, çevirme, kurutma işine gerek yoktur. Bu da çabukluk ve ucuzluk sağlar.
• ALKER ‘in suya karşı duyarlılığının azalması, normal kerpicin kısa sürede dağıldığı ortamlarda bile bütünlüğünü korumasını sağlar ve yağmurda yıpranmasını önler.
• Isı tutuculuk değeri daha arttırılmış olduğundan (= 0.40 w/m 0K) her sene büyüyerek giden yakıt giderlerinden tasarruf sağlar. Bu durum Tablo II- de açıkca görülmektedir.
• Normal kerpiçte 5-10 kgf/cm2 olan basınç dayanımının, ALKER de 35-60 kgf/cm2 çıkması,yapının daha dayanıklı olması, ısı tutuculuk özelliğinin önemli olmadığı bölgelerde, taşıyıcı dış duvarların da 30 cm ye kadar incelenebileceğini gösterir.
  
  TABLO II ÇEŞİTLİ DUVARLARIN 1m2 sinden 1 SAATTE DIŞA AKAN (KAYBEDİLEN) ISI MKTARI Q Kcal/m2 h 0C (İÇ ORTAM 20 0C DIŞ ORTAM –5 0C) DUVAR YÜZEYİ SICAKLIK DERECELERİ VE DUVAR MALİYETİ (1984 FİYATLARI)
  
  80 M2 BİR EVİN YALNIZ DIŞ DUVARLARINDA KAYBEDİLEN ISIYI KARŞILAMAK İÇİN SARF EDİLMESİ GEREKEN YAKIT MİKTARI (FUEL OİL LİTRE) VE BETON DUVARLI EVE ORANLA SENELİK YAKIT TASARRUFU
  
  
• Eğilmede çekme mukavemetinin normal kerpiçe göre daha fazla olması, kuvvet etkileri ile kırılma ve dağılmasını büyük ölçüde önler. Deprem sırasında oluşan yatay kuvvetlere karşı dayanımını arttırır.
• ALKER in yüzeylerinin düzgün, boyutlarının değişken olmaması, duvar yüzeyinin düzgün olmasını, katkılı sıva harcının duvara iyi yapışmasını ve ince yapılabilmesini sağlar. Bu da normal kerpiç duvarlardaki genellikle duvara iyi tutunmayan çok kalın toprak sıvaların, ufak bir sarsıntıda dökülerek verdiği büyük zararın önüne geçer.
• Katkılı sıva, düzgün ve toz üretmeyen yüzeyler, basit bir kireç badana ile temiz bir hacım oluşturur.
• Duvarın yeterli sağlamlıkta olması, istenildiğinde, sulu hacimlerde, çimento- katkılı düzgün torak sıva yüzeylerine fayans kaplama olanağını vermektedir.
  
  1.6 YAPIMDA DİKKAT EİDLMESİ GEREKLİ NOKTALAR
  
  İyi bir kerpiç yapı için, aşağıdaki noktalar daima gözönünde bulundurulmalıdır.
  
  
• Üretim ve yapım büyük ölçüde iklim şartlarına bağlıdır. Yapım için zamanlamanın iyi yapılması önemlidir. Kerpiç, yağmurdan ve sudan korunmalıdır.
• Kerpiç yapı rutubete karşı korunmalıdır. Gerekli yerlerde rutubet yalıtımı yapılmadır. (*)
• İçerde ve dışarda, duvar yüzeyleri sıva ile kaplanmalıdır.
• Yapı kurallarına uymak ve üretime dikkat etmekle bu sakıncalar giderilir.
  
  1.3. YAPI YERİNİN SEÇİMİ
  
  Kerpiç yapı hangi bölgelerde ve hangi zeminlerde öncelikle yapılmalıdır? Kerpiç yapı;
  
  
• Yağmuru az, kurak bölgelerde,
• Sel tehlikesi olmayan yerlerde, sel yatağı dışında ,
• Deprem etkilerinin az olduğu yörelerde (**)
• Malzeme taşımasının sorun olduğu yörelerde veya malzemenin kıt olduğu dönemlerde,
• Üretim enerjisinin sorun olduğu yer ve dönemlerde,
• Diğer duvar malzemelerinin üretim tesislerinin kurulması, süresi, maliyeti, işletmesi sorun olduğu yerlerde
  
  (*) Temel ve çatı detaylarında yalıtım gösterilmiştir. (**) Deprem Bölgelerinde kerpicin bir ahşap iskelete takviyesi yararlı, olur.
  
  
• Üretim enerjisinin sorun olduğu yer ve dönemlerde
• Diğer duvar malzemelerinin üretim tesislerinin kurulması, süresi, maliyeti, işletmesi sorum olduğu yerlerde
  
  Konut ve diğer ihtiyaçlar için öncelikle başvurulacak yapı sistemidir. Çok yağmurlu ve deprem bölgelerin de gerekli yapısal önlemler alınarak uygulanmalıdır.
  
  1.4. BİNA TİPLERİ
  
  Kerpiç, ülkemiz koşullarında 1 veya 2 katlı olmak üzere her bina için uygun bir yapı malzemesidir.
  
  
• Konut
• Çiftlik Binalar
• İşyeri
• Hizmet binaları Resmi daireler yapılabilir. Şekil (1,2,3) de çeşitli kerpiç yapı örnekleri görülmektedir.
  
  1.5. BİNALARIN PLANLANMASINDA GÖZÖNÜNDE TUTULMASI GEREKLİ NOKTALAR
  
  
• Toprak damlı olan, deprem bölgelerinde yapılan binaların planının yalın kare veya dikdörtgen olmasına çalışmalı, fazla girinti ve çıkıntı olmaması sağlanmalıdır.
• Yapıların taşıyıcı dış duvarları en az 50 cm. kalınlıkta olmalıdır. Taşıyıcı iç bölme duvarları 30 cm taşıyıcı olmayan bölme duvarları 15 cm den daha ince olmamalıdır.
  
  
  Şekil 3 : İTÜ Ayazağa Kampüsünde deneme evi ( Yığma Alker yapı denemesi )
  
  
  
  Şekil 4 : Kerpiç yapımı için uygun toprak gronürlometri eğrisi (A.B.D. Arizona Uni . Kerpiç Araştırma Enst )
• Planda enine ve boyuna taşıyıcı duvarlar tertip edilmeli, bu duvarların sürekli olmasına özen gösterilmeli, şaşırtmalı yapmaktan kaçınmalıdır.(Deprem bölgelerinde)
• Tek açıklıkta taşıyıcı duvar uzunluğunun 5 m ‘yi aşmamasına dikkat edilmelidir.
• Dış duvarda yapılacak boşlukların yeri, köşeden itibaren 1.2. derece deprem bölgelerinde 15 cm 3 ve 4. derece deprem bölgelerinde 100 cm den başlamalıdır. (Deprem Yönetmeliği)
• Kapı ve pencere genişliği, betonarme hatıl kullanılsa bile 100 cm yi geçmemelidir. (Deprem Yönetmeliği)
• Lentoların duvara oturma payı en az 50 cm. olmalıdır. Boşluklar arasındaki dolu kısımlar en az 60 cm olmalıdır.(Şekil 18 ).
• Çatıya plaka şeklinde malzeme kaplanacaksa, bina köşeleri tam dik açı şeklinde planlamalı ve uygulamada bu durum sağlanmalıdır.
• Geniş saçak yapılması, duvarların yağmurdan korunması bakımından yararlıdır.
• Burada belirlenen dışındaki hususlarda kerpiç yapı standardındaki kurallara uyulmalıdır . 
•  
• 2. ALKER ÜRETİMİ
  
  2.1. TOPRAK SEÇİMİ
  
  İyi bir kerpiç üretmek için kullanılacak TOPRAĞIN CİNSİ ÇOK ÖNEMLİDİR !
  İyi bir toprak, yarı nemli durumda avuç içinde sıkıldığında ele yapışmalı, top haline gelmeli, yere bırakılınca dağılmadan yere yapışmalı bir bütün halinde kalmalıdır.
  
  Bu duruma uymayan toprak :
  a. Ya kil miktarı az olan yağsız topraktır, yere bırakılınca parçalanır, kuruyunca çatlar ve dağılır. Bu tür topraklara kil katılarak, uygun hale getirilebilir.
  b. Ya kil miktarı çoktur, ele yapışır, kuruyunca çok çatlama yapar. Bu tür topraklara da kum katılarak uygun duruma getirilir.
  
  Kerpiç toprağının dayanıklılığını belirlemek için şöyle bir deney yapılması yararlıdır,
  
  “ Avuç içinde yuvarlatılmış çeşitli kerpiç topları kuruduktan sonra bir masa yükseldiğinden (yaklaşık 70 cm) bırakılarak sert bir zemine düşürülür. Tamamen dağılan örneklerin toprağı uygun değildir. Parçalanmayan veya küçük parçalar kopan örneğin toprağı uygun bir topraktır. Aynı deneme gerçek boyuttaki kerpiç ile de yapılmalıdır.”
  
  Aynı yerde çok sayıda bina yapılacaksa bir teknik eleman yönetiminde kerpiç üretilmeli, toprağın kalitesi granülometri deneyi ile belirlenmelidir
  
  Uygun granulometri eğrisi Şekil-4 ‘de verilmiştir. Üretim sırasında toprak 2 cm. lik göz açıklığı olan bir elekten elenerek kullanılmalıdır. Daha iri taneler, kerpicin dayanımını azaltır, zararlı olur.
  
  2.2. TOPRAĞIN İYİLEŞTİRŞMESİ
  
  Her tür iyileştirme işlemi, uygun toprak ile daha iyi sonuç verir. Uygun olmayan toprağın çeşitli katkılarla iyileştirilmesi çok zordur. İyileştirilme işlemi, normal bir kerpiçten daha üst kalitede kerpiç üretimi amaçlanıyorsa, yapılmalıdır.
  
  1.1.1 . İyileştirilmiş Kerpiçin Sağladığı Yararlar.
  
  
• Daha dayanıklı olur.
• Su ve rutubete karşı duyarlılığı azalır, zor bozulur, yıpranma azalır,
• Toz ve kir-üretmez
• Kalıplanması ve kuruması daha kolay olur,
• Kuruma sırasında çatlamalar olmaz veya çok az olur.
  
  2.2.2. İyileştirme Yöntemi
  
  Kerpiçi iyileştirmek ve geliştirmek amacı ile toprağa çeşitli maddeler katılır, bunlar ;
• Çimento,
• Kireç,
• Alçı veya kireç+ alçı,
• Bitüm,
• Bağlayıcı nitelikte olan endüstri artıkları,