Çayca yöresi tüflerinin geleneksel seramik ve dekoratif baskı malzemesi olarak kullanılması /
Yazar: ZÜBEYDE ALVER
Danışman: DOÇ. DR. İSKENDER IŞIK
Dumlupınar Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Seramik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1998
Konu: Seramik Mühendisliği = Ceramic Engineering
Dizin: Baskı malzemeleri = Printing materials ; Kütahya-Çayca = Kütahya-Çayca ; Seramik malzemeleri = Ceramic materials ; Tüfler = Tuffs

Özet:
VI Ancak 2. malzemenin 1200 °C sıcaklıkta süngerimsi sinter bir yapı alarak yayıldığından dolayı malzemenin boyutları ölçülememiştir. Bu durumun tane boyutu küçük olan malzemelerde, tane boyutu küçüldükçe ısıl reaksiyonun nisbeten hızlanması gerekeceğinden kaynaklandığı düşünülmektedir. 5. 1. tüf malzeme, 1120 °C 'de % 5.92, 2. malzeme % 1.56, 3. malzeme % 10.08 su emme gösterirken; 1200 °C sıcaklıkta ise su emme değerleri 1. malzemede % 0.55'e, 3. malzemede % 2.91 'e düşmüştür. 2. malzeme 1200 °C 'de süngerimsi sinter bir hal aldığından su emme deneyine tabi tutulmamıştır. Sonuç olarak, elek bakiyelerinin su emme değerleri ile doğru orantılı, buna karşın sıcaklık artışı ile ters orantılı olduğu söylenebilir. 6. 3. malzeme masseleri pişme küçülmesinde %100 tüf baskılı örneklere göre % 56 daha az küçülme gösterirken, bu malzemelerin sırlı numunelerinin 1120 ve 1200 °C sıcaklıklarda pişirilenlerin yüzeyinde çatlaklıklar meydana gelmiştir. Ham tüften % 0 elek bakiyeli (+125 fim elekten) olarak hazırlanan pasta bazları Kütahya Seramiğin ürettiği yer ve duvar karolarına su- altı ve su- üstü tekniği ile uygulanmıştır. Buna göre; 1. Tüfün pasta bazı olarak kullanımında duvar karosunda 1 120 °C 'de opak ve mat sn- üzerinde yeterli ısı alamadığından ve gelişemediğinden dolayı istenilen görünüm sağlanamamıştır. Tüf, sn yüzeyinde sır ile tam kaynaşmamış, elle de hissedilebilen pürüzlü bir yapı oluşturmuştur. Aynı malzeme yine duvar karosunda transparan sn altında sn- altı tekniği olarak çalışılmış, istenilen gelişmeyi göstermiştir. 2. 1200 °C 'de yer karosunda dekoratif baskı malzemesi olarak kullanılan tüf, saten ve mat sırlar üzerinde standartlara uygun gelişim göstermiştir. Burada pasta bazı olarak kullanılan tüf işletmedeki bir ürüne alternatif olarak çalışıldığında kullanılan boya ve medyum oranında farklılık göstermemiştir. Kütahya Seramik'te ve diğer bazı karo üreten seramik sektöründe ithal edilerek yüzeyde parlak ve ışıltılı görüntü sağladığı için reaktif olarak kullanılan baza alternatif olarak kullanıldığında daha canlı görüntü sağlanmıştır. 3. Yer karosunda, tüf pasta bazı çalışmalarında dekoratif baskı yapılan ürünlere, TS/EN 105'e göre basınç ve TS/EN- 154'e göre uygulanan aşınma testlerinde numunelerin 5 bar basınçta 1 saat süreyle dayanım gösterdiği gibi, 1500-1800 devir/dakika aşınma mukavemeti göstererek1. Tüf, ham halde karo ebatlarında mermer gibi kesilerek hazırlanmaya çalışıldığında bünyede daha önce bulunmayan kılcal çatlaklar oluşmuş, düzgün yüzeyli ve kenarlı bünye elde edilememiştir. Ebat olarak çok küçük boyutlarda kesilebilirken ve 10 cm' nin üzerine çıkılamazken, kalınlık olarak da 1.5-2.0 cm'nin allına inilememiştir. Bünyede kesme sırasında kılcal çatlaklar oluştuğundan ham, bisküvi ya da sırlı pişirimlerde de aşağıda belirtildiği gibi standartlara göre mukavemet kazanmamıştır. TS/EN-100 'e göre yer karosunda eğilime dayanımının minimum 270 kg/cm2, duvar karosunda ise 120 kg/cm2 olması gerekmektedir. 970 °C sıcaklıkta pişirilen tüf bünyelerin mukavemet değerleri ortalama 20 kg/cm2, 1065 °C sıcaklıkta ise 25 kg/cm2 olarak ölçülmüştür. Seramik tüf bünye denemelerindeki mukavemet değerleri TS/EN-100 standartlarına göre çok düşüktür. 2. +125um elekten % 15 elek bakiyeli (1. malzeme) ve % 7 bakiyeli (2.malzeme) olarak iki farklı tane boyutunda öğütülen ve kuru presleme yöntemi ile şekillendirilen malzemelerde kuru mukavemet 1. malzemede 1.6 kg/cm2 iken, 2. malzemede 2.27 kg/cm2 'ye yükselmiştir. Kuru mukavemet değerlerinde gözlenen değişimin, tane boyutundaki küçülmeden kaynaklandığı tahmin edilmektedir. 1. malzeme örneğinde % 0.14 kuru küçülme gözlenirken, 2. malzeme örneğinde % 0.05 kuru küçülme gözlenmiştir. % 25 Şile kili katkılı tüf bünyede (3. malzeme) kuru küçülme % 0.4 ve kuru mukavemet 2.6 kg/cm2 olarak ölçülmüştür. 3. 1. ve 2. malzemelerin 1120 ve 1200 °C 'lerde pişirilmesi sonucunda 1120 °C'de tane boyutu küçük olan numunelerde artan sıcaklıkla beraber pişme küçülmelerinde artış olduğu gözlenmiştir. 1200 °C'de ise tane boyutu küçük olan malzemeler sıcaklığın artması ile süngerimsi sinter bir yapı kazanmıştır. 1. malzemenin 1120 ve 1200 °C lerde sırsız olarak pişirilmesinde eğilme dayanımları 31.9 ve 26.3 kg/cm2 olarak ölçülmüş, sırlı mamulde ise her iki sıcaklıkta 15.1-16.5 kg/cm2 mukavemet gözlenmiştir. 3. malzemede ise 1120° C 'de 19.65 kg/cm2 mukavemet ölçülürken, 1200 °C'de 26.4 kg /cm2'ye yükselmiştir. İşletme şartlarında mamulün sırlanıp pişirildiğinde mukavemetinin arttığı halde tüf bünyede sırlı numunelerdeki mukavemet düşüklüğü bünyedeki kılcal çatlaklardan ve yüzeye uygulanan sırın bünyeyi çatlatmasından kaynaklanmaktadır. 1. malzeme massesinin yüzeydeki sn- uyumu, 2. malzeme massesine göre daha uyumlu olduğu gözlenmiştir. Fakat üretim şartlan göz önünde bulundurulursa seramik masse olarak kullanıma uygun değildir. 4. 1. malzeme masse örneğinde de 1 120 ve 1200 °C 'lerde % 8.65 ve % 1 1.05 pişme küçülmesi gözlenirken, 2. malzeme masse örneğinde 1120 °C'deki pişme küçülmesi % 18.5 l'e ulaşmıştır.VI Ancak 2. malzemenin 1200 °C sıcaklıkta süngerimsi sinter bir yapı alarak yayıldığından dolayı malzemenin boyutları ölçülememiştir. Bu durumun tane boyutu küçük olan malzemelerde, tane boyutu küçüldükçe ısıl reaksiyonun nisbeten hızlanması gerekeceğinden kaynaklandığı düşünülmektedir. 5. 1. tüf malzeme, 1120 °C 'de % 5.92, 2. malzeme % 1.56, 3. malzeme % 10.08 su emme gösterirken; 1200 °C sıcaklıkta ise su emme değerleri 1. malzemede % 0.55'e, 3. malzemede % 2.91 'e düşmüştür. 2. malzeme 1200 °C 'de süngerimsi sinter bir hal aldığından su emme deneyine tabi tutulmamıştır. Sonuç olarak, elek bakiyelerinin su emme değerleri ile doğru orantılı, buna karşın sıcaklık artışı ile ters orantılı olduğu söylenebilir. 6. 3. malzeme masseleri pişme küçülmesinde %100 tüf baskılı örneklere göre % 56 daha az küçülme gösterirken, bu malzemelerin sırlı numunelerinin 1120 ve 1200 °C sıcaklıklarda pişirilenlerin yüzeyinde çatlaklıklar meydana gelmiştir. Ham tüften % 0 elek bakiyeli (+125 fim elekten) olarak hazırlanan pasta bazları Kütahya Seramiğin ürettiği yer ve duvar karolarına su- altı ve su- üstü tekniği ile uygulanmıştır. Buna göre; 1. Tüfün pasta bazı olarak kullanımında duvar karosunda 1 120 °C 'de opak ve mat sn- üzerinde yeterli ısı alamadığından ve gelişemediğinden dolayı istenilen görünüm sağlanamamıştır. Tüf, sn yüzeyinde sır ile tam kaynaşmamış, elle de hissedilebilen pürüzlü bir yapı oluşturmuştur. Aynı malzeme yine duvar karosunda transparan sn altında sn- altı tekniği olarak çalışılmış, istenilen gelişmeyi göstermiştir. 2. 1200 °C 'de yer karosunda dekoratif baskı malzemesi olarak kullanılan tüf, saten ve mat sırlar üzerinde standartlara uygun gelişim göstermiştir. Burada pasta bazı olarak kullanılan tüf işletmedeki bir ürüne alternatif olarak çalışıldığında kullanılan boya ve medyum oranında farklılık göstermemiştir. Kütahya Seramik'te ve diğer bazı karo üreten seramik sektöründe ithal edilerek yüzeyde parlak ve ışıltılı görüntü sağladığı için reaktif olarak kullanılan baza alternatif olarak kullanıldığında daha canlı görüntü sağlanmıştır. 3. Yer karosunda, tüf pasta bazı çalışmalarında dekoratif baskı yapılan ürünlere, TS/EN 105'e göre basınç ve TS/EN- 154'e göre uygulanan aşınma testlerinde numunelerin 5 bar basınçta 1 saat süreyle dayanım gösterdiği gibi, 1500-1800 devir/dakika aşınma mukavemeti göstererekvn standartlara göre 4. sınıf karo sertlik sınıfında yer almaktadır. Duvar karosunda sn altı pasta bazı ile dekorlanan numunelerin 5 bar basınç altında 1 saat süreyle yapılan otoklav testlerinde çatlama görülmemiştir. Sonuç olarak masse ve dekoratif baskı malzemesinde Çayca Tüfü'nün ergitici olarak kullanılabilirliği TS-EN/105 ve TS-EN/154 standartlarına göre uygundur. 10 milyon m3'lük tahmini bir rezerve sahip ve Kütahya'daki seramik kaplama malzemesi üreticilerine nisbeten yakın bulunan Çayca Tüfü'nün karo üretimi dekorlama maliyetine olumlu yönde etki yapacağı söylenebilir. Bunun için yapılan ön ekonomik analizde pasta bazı olarak kullanımının ithal pasta bazına göre Kütahya Seramiğe 652 kat daha ucuza geleceği hesaplanmıştır.

Abstract:
Tile specimens prepared from bulk tuff by cutting and grinding the tuffs twice passing 125 /A m sieve with 15 % and 7 % remainder separately and by adding Sile clay of 25 % by weight to the ground tuffs with 15 % remainder were shaped by pressure. Their physico mechanical properties such as the dry modulus of rupture, the drying shrinkage, the fired modulus of rupture, the firing shrinkage and the water absorption were tested. According to the test results: 1. While raw tuff material was tried to be prepared by cutting the tile size like a marble the capillary crack which does not exists before emerged, a smooth surface and edged body could not be obtained. Although it can be cut into smaller dimension and can not be reached below 1,5- 2 cm as thickness. Since some capillary cracks occur in the body during cutting, it did not acquire enough strength in accordance with the standard given below. According to TS/EN-100, the bending strength should be minimum 270 kg/cm2 in floor tile and %120 kg/cm2 in wall tile. The strengths values of the body fired at 970 and 1065 °C were measured an average 20 of kg/cm2 and 25 kg/cm2, respectively. 2. In the specimen shaped by dry-press method, the dry strength was risen 1.6 kg/cm2 for 15 % remainder (first material) and 2.27 kg/cm2 for 7 % remainder (second material). It was estimated that the change in the dry strength value was originated because of the getting smaller in particle size. While the 0. 14% drying shrinkage was determined in the first material, the 0.05 % drying shrinkage was determined in the second material. The drying shrinkage in the tuff body added 25 % of Sile clay (third material) was measured as 0.4% while dry strength was measured as 2.6 %. 3. When the first and the second materials were fired at 1 120-1200 ° C, it has been observed an increase in the fired shrinkage with increasing firing temperature for sample having relatively smaller particle size at 1120 °C. The samples that have smaller particle size was acquired a porous sinter structure. When the first material was fired without glaze, the bending strengths were measured as 31.9 and 26.3 kg/cm2; however, in glazed sample a bending strength of 15.1- 16.5 kg/cm2 was observed at both temperatures. In the third material, when the strength was measured as 19.65 kg/cm2at 1120 °C, it was increased to 26.4 kg/cm2at 1200 °C. AlthoughIX Tile specimens prepared from bulk tuff by cutting and grinding the tuffs twice passing 125 /A m sieve with 15 % and 7 % remainder separately and by adding Sile clay of 25 % by weight to the ground tuffs with 15 % remainder were shaped by pressure. Their physico mechanical properties such as the dry modulus of rupture, the drying shrinkage, the fired modulus of rupture, the firing shrinkage and the water absorption were tested. According to the test results: 1. While raw tuff material was tried to be prepared by cutting the tile size like a marble the capillary crack which does not exists before emerged, a smooth surface and edged body could not be obtained. Although it can be cut into smaller dimension and can not be reached below 1,5- 2 cm as thickness. Since some capillary cracks occur in the body during cutting, it did not acquire enough strength in accordance with the standard given below. According to TS/EN-100, the bending strength should be minimum 270 kg/cm2 in floor tile and %120 kg/cm2 in wall tile. The strengths values of the body fired at 970 and 1065 °C were measured an average 20 of kg/cm2 and 25 kg/cm2, respectively. 2. In the specimen shaped by dry-press method, the dry strength was risen 1.6 kg/cm2 for 15 % remainder (first material) and 2.27 kg/cm2 for 7 % remainder (second material). It was estimated that the change in the dry strength value was originated because of the getting smaller in particle size. While the 0. 14% drying shrinkage was determined in the first material, the 0.05 % drying shrinkage was determined in the second material. The drying shrinkage in the tuff body added 25 % of Sile clay (third material) was measured as 0.4% while dry strength was measured as 2.6 %. 3. When the first and the second materials were fired at 1 120-1200 ° C, it has been observed an increase in the fired shrinkage with increasing firing temperature for sample having relatively smaller particle size at 1120 °C. The samples that have smaller particle size was acquired a porous sinter structure. When the first material was fired without glaze, the bending strengths were measured as 31.9 and 26.3 kg/cm2; however, in glazed sample a bending strength of 15.1- 16.5 kg/cm2 was observed at both temperatures. In the third material, when the strength was measured as 19.65 kg/cm2at 1120 °C, it was increased to 26.4 kg/cm2at 1200 °C. AlthoughThe same material has been studied as a under glaze technique under glaze in the wall tile again, and it has provided the aimed grow. 2. The tuff used as a decoration sample in the floor tile at 1200 °C had displayed a suitable growing on the clear glaze and mat glaze as specified by the standarts. While the tuff used here as a paste base and is studied an alternative to any kind of product in the company, it does not differentiate in the dye and medium used. It provided more shiny and bright scene while it is used as alternative to the base utilized as imported reactive by Kütahya Ceramic Co. and some other ceramic sectors producing tile, since it provides bright and gleam scene on the surface. 3. In the abrasion experiments applied according to TS/EN 105 and pressure to TS/EN-154 the production made decorative press some tuffs paste studies in floor tile, the example have endured 1 hour duration and 5 bar pressure as well as takes place fourth class tile hardness by displaying the 1500-1800 period/minute. The otoklave experiments done under the 5 bar pressure and 1 hour duration do not show any cracks on the examples decorated with glaze paste base. Consequently, it is suitable to use Cayca tuff as a melting agent in the biscuit and decorative pressing material according to TS-EN standards It might be claimed that Cayca tuff which is relatively close to ceramic coating material producers in Kütahya and has 10 millions m3 approximate reserve effects positively to the cost of decoration of the tile production. It is calculated that its usage as a paste base reduce the cost 652 times comparing to the using of the imported paste base in the preliminary economic analysis which is realized to prove this.