Cam Çeşitleri ve Özellikleri, Kullanım Alanları, Yapı Malzemeleri Hakkında Bilgi

Yapı malzemesi olarak camın kullanımı, eldesi ve çeşitleri nelerdir? Yapıda camın kullanım alanları hakkında bilgi.

Yapı Malzemeleri – Cam ve Kullanım Alanları

Cam ismini duyduğumuzda ilk aklımıza gelen türü birçoğumuz için sadece pencere camıdır. Biraz düşündüğümüzde ise çay bardağından tutun da bilgisayar monitörlerine, gözlerimize taktığımız lenslere kadar yüzlerce farklı alanda kullandığımız genel bir madde türü akla gelmektedir.

Cam eşyalar insanlık tarihi boyunca binlerce yıldır kullanılmaktadır. Özellikle 19. yy başından itibaren teknolojilerin gelişmesiyle birçok farklı türde cam üretilmeye başlanmıştır. Camdan yapılmış ürünler bugün hayatımızın olmazsa olmaz maddeleri hâline gelmişlerdir.

Birçok farklı alanda karşımıza çıkan camlar için dünyadaki en yararlı maddelerden biridir dememiz sanırız yanlış olmayacaktır. Çünkü ham maddesi ucuz olup çevre dostu olan cam benzeri maddelerin sayısı çok azdır.

Kuvvetli kovalent bağ içeren, düzensiz büyük molekülleri olan ve kumdan (silisyum dioksit, $\displaystyle Si{{O}_{2}}$ ) yapılan maddelere cam denir.

Silisyum dioksitin bazı maddelerle ısıtılmasıyla o maddelerde bulunan kalsiyum, potasyum, magnezyum, sodyum atomlarının iyonları silisyum dioksidin aralarına girerek düzensiz bir yapı oluşturur. Bu düzensizlik sonunda, saydam, dış etkilere karşı dayanıklı bir karışım olan cam elde edilir. Camın yapısı aşağıda verilmiştir.

Opal Cam

Camlar paslanmadığı, su geçirmediği ve saydam olduğu için hemen hemen her alanda kullanılır. En çok kullanıldığı yerler arasında şişe, kavanoz, ampül camı, araba camları, binaların pencereleri, dış cephe kaplamaları gösterilebilir. Kimyasal olarak da cam birçok maddelere karşı dayanıklıdır. Sadece hidroflorik asit (HF) ve bazı bazik çözeltiler camı etkiler.

Kullanım alanlarına göre camları beş ana başlıkta sınıflandırabiliriz:

1. Düz Cam (Adi Cam)

Bu cam en çok üretilen ve en yaygın kullanılan cam türüdür.

Düz camın sanayide soda camı, soda – kireç camı gibi adları vardır. Kullandığımız pencere camlarında, şişelerde, elektrik ampullerinde başta olmak üzere birçok sanayi ürününde ve sanatçıların yaptığı eserlerde düz cam kullanılmaktadır.

Soda camı kum (silisyum dioksit), soda (sodyum karbonat) ve kireç taşı (kalsiyum karbonat) maddelerinin ısıtılması ile elde edilir.

***Düz cam üretiminde, kum, sodyum karbonat ve kireç taşı karışımı 1500 °C a kadar ısıtılır. Bu işlem sonucunda sodyum karbonat ve kum tepkime verir ve sodyum silikat ( $\displaystyle N{{a}_{2}}Si{{O}_{3}}$ ) oluşur. Bu madde su camı olarak adlandırılan suda çözünen bir maddedir.
***Daha sonra karışımda bulunan kireç taşının yardımı ile “kalsiyum silikat + sodyum silikat” yapısı oluşur bu yapı suda çözünmez.

Not: Günümüzde cam üreticileri kullanılmış camları tekrar eriterek kum yerine ham madde olarak kullanmaktadırlar.

Pencere Camı ve Eldesi

Ham maddelerin oranına göre ısıtılan karışım eritildiği zaman cam hamuru oluşur. Cam hamurlan; kum ( $\displaystyle Si{{O}_{2}}$ ), $\displaystyle {{B}_{2}}{{O}_{3}}$ , $\displaystyle A{{l}_{2}}{{O}_{3}}$ gibi oksitlerle $\displaystyle CaC{{O}_{3}}$ , $\displaystyle N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}$ , $\displaystyle N{{a}_{2}}S{{O}_{4}}$ gibi maddelerin uygun karışımlarının fırınlarda eritilmesiyle elde edilir.

$\displaystyle N{{a}_{2}}C{{O}_{3}}+CaC{{O}_{3}}+2Si{{O}_{2}}+isi\to NaSi{{O}_{3}}+CaSi{{O}_{3}}+2C{{O}_{2}}$

Cam hamuruna istenen şekil verildikten sonra soğutulma İşlemi yapılır.

Soğutma işlemi kırılma ve kopmalara engel olmak için yavaş yavaş yapılır ve bu işleme camın tavlanması denir. Camın tavlanması sırasında sıcaklık çok yavaş düşürülür.

2. Isıya Dayanıklı Cam

Bu camlar borosilikat camları (bor-cam) olarak adlandırılırlar. Camların yapısında bulunan borik oksit ( $\displaystyle {{B}_{2}}{{O}_{3}}$ ) sayesinde diğer camlara göre daha az genleşen ve ısıya dayanıklı hâle getirilmiş camlardır. Değişik amaçlar için kullanılan türleri vardır. Özellikle laboratuvar malzemelerinde, yüksek güç gerektiren ampullerde ve fırınlarda kullanılan cam eşyalar bu tür camlardandır.

3. Kırılmaz Lamine Cam

Kırılmaz lamine camlar en az iki ya da daha çok cam tabakasının arasına özel plastik tabakaların üst üste gelecek şekilde yerleştirilmesinden oluşmuşlardır. Bu camlar basınçla cam ve plastik tabakaların özel bir işlemle sıkıştırılması ile elde üretilirler. Bu işleme lamine etme adı verilir. Cam kırıldığında bu Araba camı tür camlar içlerinde plastik tabaka

üzerinde yapışık olarak kalır, dağılmazlar. Bu camların özellikle araba camları yapımında yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Kırılmaz lamine camlar belirli işlemlerle kurşun geçirmez cam hâline getirilebilirler.

4. Optik Camlar

Bu camlar mercek camları ya da prizma camları olarak da adlandırılırlar. Bu camların yapımında homojenliği sağlamak ve cama bir kısım özel özellikler kazandırmak için baryum oksit ve lantan oksit maddeleri kullanılır. Gözlük camları, kamera-fotoğraf makinesi camları, teleskop – mikroskoplarda kullanılan verilebilir.

5. Kristal Cam

Bu camlar kurşun cam ya da soda – kurşun cam olarak ta adlandırılır. Normal düz camdan farkı kalsiyum oksit yerine kurşun oksit kullanılmasıdır. Bu camlar düz camlara göre daha pahalıdırlar. Çünkü işlenmeleri için çok fazla işçiliğe gerek vardır. Özellikle kristal cam eşyaların ve camdan yapılan sanat eserlerinin yapımında bu cam kullanılır.

İçerisinde % 65 ten daha fazla kurşun içeren camlar radyasyonu (zararlı ışınları) engeller.

Camların bileşimine çok az miktarda dahi renk verici maddeler katıldığında renkli camlar elde edilebilir. Bunun için çoğunlukla metal oksitler kullanılır.

Maddeler	Cama Verdiği Renk
Bakır bileşikler	Açık mavi – kırmızı
Antimon oksit bileşikleri	Beyaz
Uranyum oksitler	Yeşil
Selenyum bileşikleri	Kırmızı
Kalay bileşikleri	Beyaz
Kurşun + antimon	Sarı
Kobalt oksitler	Koyu mavi
Demir oksitler	Yeşil ve kahverengi
Altın	Kırmızı
Gümüş bileşikleri	Sarı – turuncu
Manganez + demir + kobalt	Siyah