Kireç

Tarih

Bağlayıcı maddelerden en eski bilinen malzeme kireçtir. Eski Babil, Mısır, Finike, Hitit ve Persler tarafından hava kireci yapıda bağlayıcı madde olarak kullanılmıştır. Romalılar devrinde su kireci bulunmuş ve su içerisindeki inşaatlarda kullanılmıştır. Bu arada puzolanik kirece (volkanik esaslı, killi, kalkerli toprak) Türkler tarafından tuğla kırıkları (pişmiş kil) öğütülüp karıştırılmış ve Horasan harcı olarak kullanılmıştır. Ayrıca, bu tür bağlayıcı Mısır'da homra, Hindistan'da surki adıyla bilinmektedir. Bizans'ta ise kireç, sıva fresk tekniği için uygulanmıştır. Orta çağda, bu zenaatte daha fazla bir ilerleme olmamıştır.
9. ve 12. yüzyıllarda puzolan bile Avrupa'da kaybolmuştur. Smeathon, 1756 yılında deniz feneri yaparken killi bir kireci pişirerek su kireci ve hidrolik bağlayıcı fikri üzerinde önemli adımlar atmıştır.

Hava kireci (yağlı kireç)

Kirecin üretiminde iki aşama vardır: pişirilme ve söndürme.

Pişirilme işlemi (kalsinasyon)

CaCO₃  CaO + CO₂
Bu reaksiyon sonucunda meydana gelen CaO söndürülmemiş kalsiyum (kalker) kirecidir. CaO, parçalar haline getirilmiş tabi kireç taşının özel fırınlarda 900 - 1000 °C sıcaklıkta kızdırılması suretiyle elde edilen ve su ile muamele edilmesi sonucu ısı açığa çıkararak söndürülmüş kalker kireci (kalsiyum hidroksit, Ca(OH)₂ haline gelebilen bağlayıcı bir malzemedir. Özgül ağırlığı 3,0-3,4 gr/cm³ olan CaO beyaz, amorf bir katıdır. 2580 °C'a doğru erir, elektrik fırınında uçucu duruma gelir. Isıyla bozulmaz.
100 gram kalkerden teorik olarak 56 gram kireç (CaO) elde edilir. Fakat pratikte verim %54 ü geçmez. Kalkerden başka, CaCO₃ ve MgCO₃'u aynı zamanda bulunduran dolomit taşlarının da yüksek derecede pişirilmesi ile kireç elde edilir. Bu haldeki kireç CaO ve MgO'den oluşmaktadır. Bu durumda pişirilme işlemi aşağıdaki şekilde olmaktadır.
x CaCO₃ + y MgCO₃  x CaO + y MgO + (x + y) CO₂
Bu reaksiyon sonunda meydana gelen x CaO + y MgO söndürülmemiş dolomit kirecidir. CaO + MgO, parçalar haline getirilmiş dolomit kireç taşının özel fırınlarda 900-1000 °C sıcaklıkta kızdırılması suretiyle elde edilen ve su ile muamele edilmesi sonucu ısı açığa çıkararak söndürülmüş dolomit kireci (kalsiyum hidroksit+magnezyum hidroksit, Ca(OH)₂ + Mg(OH)₂) haline gelebilen bağlayıcı bir malzemedir.
Söndürülmemiş kalker kirecinin öğütülerek belirli inceliğe getirilmesi ile söndürülmemiş toz kalsiyum (kalker) kireci, söndürülmemiş dolomit kirecinin öğütülerek belirli inceliğe getirilmesi ile söndürülmemiş toz dolomit kireci elde edilir.
Kireçtaşı pişirilirken sıcaklık 1000 °C yi geçmezse elde edilen kirece çalı kireci adı verilir. Su ile işlem görünce kolay ve iyi söner, çünkü bu tip kireçler gevşek ve gözeneklidir. Eğer kireçtaşı uzun zaman 1400 °C civarında pişirilirse kömür kireci elde edilir. Bu nedenle, halk arasında, çalı kireci kömür kirecine nazaran tercih edilir. Kömür kireçleri geç söndüğü ve dağılmadığı için ulaşım yolu uzun olan işyerleri için elverişlidir.

Su kireci (hidrolik kireç)

Muhtevasında %10-25 mertebesinde kil bulunduran kalker taşının pişirilmesiyle elde edilen bir kireç türüdür. Bu pişirme esnasında oluşan sönmemiş kireç silis ve alüminle birleşir. Bu şekilde elde edilen kireç ufak parçalar halinde olup dikalsiyumsilikat (2 CaOSiO₂)'tan ibarettir. Toz haline getirme işi, su ile işleme tabi tutularak yapılır, yani öğütülemez. Suda söndürerek toz haline getirmek için kirecin içinde en az %10 oranında CaO olması gerekir.
Bu şekilde elde edilen kireç su içerisinde erimez, katılaşıp sertleşebilir. Bu yüzden su içindeki yapılarda kullanılabilir. Su kirecinin yapılarda kullanılmasıyla elde edilen yararlar, hava kirecinin kullanılmasıyl elde edilen yararların aynısıdır. Su kirecinin üst tarafı ise hava kirecinden daha yüksek mukavemete sahip olup, suda sertleşebilmesidir. Su kirecinin 28 günlük basınç mukavemeti 20–250 kg/cm² arasındadır.

Kirecin kullanım alanları

Kirecin oldukça geniş bir kullanım alanlı vardır. Kullanım alanları sürekli artan bir şekilde çeşitlilik göstermektedir. Örneğin; 1900-1910 yılları arasında kireç %80 inşaatta, %10 kimya endüstrisinde, %10 da ziraatta kullanılıyordu. 1980'lerde ise, yapılarda %3, kimyasal endüstride %84, otoyollarda %6, refrakter endüstrisinde %6, ziraatte %1 oranında kullanılmaktaydı.