Yapı tuğlası üretiminde şistlerin kullanılabilirliği ve son ürün özelliklerine etkilerinin araştırılması

Bu araştırmada, Afyon ilinde faaliyet gösteren bir tuğla fabrikasının üretiminde kullanmış olduğu hammadde reçetesine şist katkısının etkileri incelenmiştir. Şist katkısının farklı oranlarda yapılması ve bununla birlikte iki farklı tane boyut dağılımına sahip şist kullanılması araştırmanın detaylandırılması açısından uygun görülmüştür. Firmanın kullanmakta olduğu hammadde reçetesinde yer alan hammaddeler, firmanın stok sahasından rastgele numune alma metoduna uygun bir şekilde alınmıştır. Katkı olarak kullanılacak olan şist hammaddeside firmanın ruhsatlı maden ocağı sahasından alınmıştır. Şist dışındaki kil hammaddeleri mikron boyutunda oldukları için sadece nemden ötürü keseklenmeler, bir çekiç ile dağıtıldıktan sonra etüvde sabit ağırlığa gelene kadar kurutulmuş ve 1 mm altına elenmiştir. Şist ise yapraksı ve yer yer sert yapısı nedeni ile çekiçle ezilip, etüvde sabit ağırlığa ulaşana kadar kurutulmuş, 1 mm altı ve 2 mm altı olmak üzere iki farklı tane boyutunda hazırlanmıştır. Firmanın kullanmakta olduğu hammadde reçetesine şistler, her iki tane boyutunda da %10, %15 ve %20 oranlarında karıştırılmıştır. Ayrıca firmanın reçetesine %10 oranında 2 mm altı şist, %10 oranında 1 mm altı şist katılarak bir reçete daha hazırlanmıştır. Böylelikle katkısız olan referans reçete ile birlikte toplam 8 reçete hazırlanmıştır. Bu karışımlara uygun miktarda su ilave edilip plastik kıvama gelene kadar el ile yoğurulmuş ve plastik kıvama gelen malzeme 2 gün süre ile kapalı bir numune poşeti içerisinde dinlendirmeye alınmıştır. Dinlendirme sonucunda 40-45 gr parçalar halinde hidrolik el presinde şekillendirilmiş, yaş ağırlıkları ve yaş boyutları ölçülerek kayıt altına alınmıştır. Bir gün oda sıcaklığında bekletilen numuneler daha sonra etüvde sabit ağırlığa gelene kadar kurutulmuş, kuru ağırlıkları ve kuru boyutları ölçülmüştür. Numuneler belirlenen sinterleme sıcaklığında sinterlenmiş ve pişmiş ağırlıkları ve boyutları ölçülmüş, su içinde bırakılarak suya doygun ve arşimet prensibi ile su içerisindeki ağırlıkları kayıt altına alınmıştır. Daha sonra bu çalışmanın başlangıcında yapılması planlanan fiziksel, mekanik ve mikroyapı analizlerine geçilmiştir. Bu değerlendirmeler sonucunda en ideal iki reçetenin %20 oranında 2 mm altı şist katkılı reçete (T4) ile yine %20 oranında 1 mm altı şist katkılı reçeteler (T7) olduğu kanısına varılmıştır. Artan şist katkısı ve küçülen tane boyutu ile beraber; su emme ve porozite, plastiklik suyu, kuru küçülme ve ateş zaiyatı değerlerinde azalma, birim hacim ağırlık ve basınç mukavemeti değerlerinde artma gözlemlenmiştir. Pişme küçülmesi değerleri incelendiğinde ise küçülme yerine genleşmeler olduğu tespit edilmiştir. SEM analizleri incelendiğinde; R kodlu örneğe oranla T4 ve T7 örneklerinde daha küçük ve az gözenek olduğu ve bu nedenle bu örneklerde yüzdesel su emme değerlerinin daha düşük, mukavemet değerlerinin ise daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Ayrıca, R kodlu örnekte daha düzensiz bir mikro yapının ve gözenek boyutunun olduğu, T4 ve T7 örneklerinde ise gözenek ve mikroyapı da daha homojen bir yapının oluştuğu görülmüştür. XRD analizleri sonucunda ise; deney numunelerinin yapısında kuvars, anortit, illit, muskovit ve hematit minerallerinin oluştuğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak şist hammaddesinin tane boyutunu 2 mm altına ne kadar fazla düşürebilirsek, tuğla ve kiremit sanayisinde arzu edilen alternatif bir hammadde olarak reçetelerde belirli oranlarda kullanılabileceği kanısı oluşmuştur.