ÇİMENTOLARIN GENEL ÖZELLİKLERİ

Transkript

1

2 ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ Çimento tanelerinin aktifliği i ve hidratasyon sonucu daha yüksek dayanımlar verebilmesi ince öğütülmelerine bağlıdır. Çimentolarda tane boyutları genel olarak mikron arasında bulunur. Çoğunluğu u 30 mikron civarındad ndadır. Hidratasyon olayının n gelişebilmesi ebilmesi ve bağlay layıcılık özelliğinin inin artması için in çimentolarda boyutları 74 mikrondan büyük b tanelerin oranının n % l4'ü geçmemesi istenir.

3 ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ HİDRATASYON DERİNLİĞİ HİDRATE ÇİMENTO HİDRATE OLMAMIŞ ÇİMENTO TANECİĞİ ORTALAMA ÇAP D = HİDRATE OLMAMIŞ (YUMUŞAK BÖLGE) HİDRATASYON DERİNL NLİĞİ ÜÇ AYDA 5.2

4 ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ DENEYLERİ Çimentoların n bu özelliği i değişik ik yöntemlerle y saptanır. Bunlardan biri çimentoyu TS EN standardında belirtilen 90 mμ göz açıklıkl elekten eleyerek, bu çaptan büyük k tanelerin miktarını saptamaktır.

5 ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ DENEYLERİ Diğer yöntem y özg zgül l yüzey y alanı yöntemidir. (TS( EN ve ASTM C 204) Özgül l alan 1 g çimentoda bulunan taneciklerin yüzey y alanlarının kapsadığı toplam yüzey y alanıdır, cm 2 /g olarak gösterilir. g Deney, standart koşullarda sıkışs ıştırılan çimento tabakasından, havanın n geçme zamanını ölçme esasına dayanır.

6 ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ DENEYLERİ Bu yöntem y TS EN ve ASTM C 204 gibi standartlarda açıklanmaktada klanmaktadır. Blaine sayısının n 3000 cm 2 /g civarında olması istenir. TürkiyeT rkiye de üretilen çimentoların n inceliği i cm 2 /g civarındad ndadır.

7 ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ DENEYLERİ İnceliğin in betona olumlu ve olumsuz etkileri: a) İncelik betonun dayanımını arttırır. r. b) Çimentoyu ıslatmak için i in gerekli su miktarı artar. c) Fiziko-kimyasal kimyasal bir olay olan ilk ıslanmada, taneler inceldikçe e daha büyük b ısı ortaya çıkar. d) Daha fazla büzülmeye b neden olur ve çatlamaya eğilimi e ilimi fazladır e) İnce çimentolu karışı ışımların n terlemesi, iri taneli çimento karışı ışımlarından daha azdır.

8 Çimentoda incelik-zaman-dayanım ilişkisi 50 Basınç Dayanımı-MPa gün 1 yıl 28 gün 7 gün Blaine inceliği m 2 /kg

9 ÇİMENTOLARIN PRİZ SÜRESİ Çimentonun su ile birleştirildi tirildiği i an ile çimento hamurunun katıla laşarak arak plastik özelliğini ini kaybettiği i an arasındaki süreye s priz alma süresis resi denilmektedir. Bu olayın n başlang langıç ve bitiş saatleri, çalışma saatleri açısından çok önemlidir. Normal Portland çimentolarında nda prizin, 1 saatten önce başlamamas lamaması ve 10 saatten önce tamamlanması istenir.

10 ÇİMENTOLARIN PRİZ SÜRESİ Priz özelliğine ine bağlı olarak çimentoların n kullanım m yerleri farklıdır. r. Örneğin, su kaçaklar aklarını önlemek amacıyla hızlh zlı priz yapan (8 - l5 dakika arası) çimentolar kullanılır. İçine alçı taşı konulmadan üretilen bazı çimentolar çok kısa sürede s (8-15 dakika) priz yaparlar.

11 ÇİMENTOLARIN PRİZ SÜRESİ Çimentoların n priz süreleri s şu u faktörlerin etkisindedir: Sıcaklık: k: Sıcak ortamlarda priz süresi, s hidratasyon olayı hızlandığı için in kısalk salır. Sıcaklığın n düşmesi d ise priz süresini s uzatır. Karış ıştırma suyu miktarı: Fazla miktarda su kullanmak bağlay layıcı maddenin priz süresinin s uzamasına yol açar. a ar. Çimentonun bekletilme süresi: s Uzun süre s bekletilmiş çimentolarda dışd ortamdan alınan nem nedeniyle priz geç başlar.

12 ÇİMENTOLARIN PRİZ SÜRESİ Çimentoların n priz süreleri s "Vicat iğnesi" adı verilen alet ile saptanır. özel hazırlanm rlanmış normal kıvamdaki k standart çimento hamuru, standart bir kap içine i ine (Vicat( halkası) ) düzgd zgün n bir şekilde yerleştirilir.

13 ÇİMENTOLARIN PRİZ SÜRESİ Daha sonra Vicat iğnesi denilen standart bir iğne i kendi ağıa ğırlığı ile belirli yükseklikten üzerine düşürülür. d r. Batma miktarları ölçülür. Bu işlem i belirli zaman aralıklar klarında tekrarlanır. r. Önceleri çok batan iğne, i sonraları çok az batar ve belirli süre s sonra hiç batmaz.

14 ÇİMENTOLARIN PRİZ SÜRESİ İğne ucunun kalıbın n tabanından ndan 3-55 mm uzaklıkta kta olması halinde, priz başlam lamış demektir. İğne 0.5 mm battığı zaman ise priz sona ermiştir. Priz sürelerinin s belirlenmesi için i in kullanılacak lacak yöntemler y TS EN de ve ASTM C 191 de belirtilmiştir. tir.

15 ÇİMENTOLARIN PRİZ SÜRESİ Vicat iğnesi aletinin değişik ik ve otomatik olanları da bulunmaktadır.

16 ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON ISISI Çimentoyu oluşturan ana bileşenlerin enlerin su ile yaptıklar kları kimyasal reaksiyon nedeniyle bir miktar ısı açığa çıkarırlar. rlar. Hidratasyon ısısının n açığa ığa çıkma hızı, h çimento bileşenleri enleri ile su arasında yer alan kimyasal reaksiyonların n hızına h bağlıdır ve hidratasyonu etkileyen en önemli faktör r zamandır. Çıkan ısı nedeniyle betonun sıcakls caklık k derecesi artar. Hidratasyonun bu ekzotermik davranışı ışı,, hidratasyon ısısının açığa çıkma hızıh ve miktarı bakımından bir çok sakıncal ncalı durum oluşturabilir.

17 ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON ISISI Özellikle barajlar gibi büyük b k kütle k betonlarının üretiminde işi gereği hizlı beton üretimlerinde sorun önemlidir. Büyük k kütle k betonlarında nda içi sıcaklık yükselir, hava ile temasta bulunan dışd kısım m soğur ve büzülür. b Büyük k kütle k ise dışd kısmın n büzülmesini b önlemeye çalışacağından, sıcakls caklık farklarının n yol açtığıa gerilmeler sonucunda beton çatlar.

18 ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON ISISI Çimentonun inceliği i hidratasyon ısısını arttıran ran bir faktörd rdür. r. Ancak çimentonun karma bileşenlerininde enlerininde hidratasyon ısısı üzerine etkisi önemlidir. Karma bileşen İlk 48 saatte çıkan ısı (cal/g) Toplam Isı (cal/g) C 3 A C 3 S C 2 S C 4 AF

19 ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON ISISI Çimentoların n hidratasyon ısıları ise kalorimetre cihazı ile ölçülebilmektedir.

20 ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON ISILARINA GÖRE SIRALAMASI Aluminli çimento (düşük k sıcakls caklıktan ktan en az zarar gören) Yüksek mukavemetli Portland çimentoları Normal Portland Çimentosu Curuf çimentosu ve diğer puzolanlı çimentolar (soğuktan en fazla zarar gören) g

21 ÇİMENTOLARIN ÖZGÜL AĞIRLIĞI Çimentoların özgül l ağıa ğırlığı tiplerine göre g değişir. ir. Normal portland çimentosunun özgül l ağıa ğırlığı civarında, katkılı (traslı ve curuflu) çimentolarda ise 2.90 civarındad ndadır.

22 ÇİMENTOLARIN ÖZGÜL AĞIRLIĞI Çimentoların özgül l ağıa ğırlığı tiplerine göre g değişir. ir. Çimentonun özgül l ağıa ğırlığı Le Chatelier balonu adı verilen özel bir cam kap içinde i inde gazyağı kullanılarak larak belirlenir.

23 ÇİMENTOLARIN MEKANİK DAYANIMI Hidratasyon olayının n seyrini değiştiren bütün b n faktörler çimentonun dayanımı üzerine de etkilidir.

24 ÇİMENTOLARIN MEKANİK DAYANIMI çimentonun dayanımını etkileyen faktörleri aşağıdaki gibi sıralayabiliriz: s a) Zamana ait faktörler b) Çimento özelliklerinin dayanım üzerine etkileri c) Ortam koşullar ulları ile ilgili faktörler

25 ÇİMENTOLARIN MEKANİK DAYANIMI Zaman Faktörü Basınç Diyagramı f a b lnt Zaman (Gün) Bağıntı 500 güne kadar anlamlı

26 DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Çimento özelliklerinin dayanım üzerine etkileri ÇİMENTO TİPİ ÇİMENTO İNCELİĞİ MİNERAL KATKILAR KİMYASAL KATKILAR

27 DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Ortam koşullarının dayanıma etkisi SICAKLIK BAĞIL NEM Kür koşulları

28 DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Ortam koşullarının dayanıma etkisi Nem ve rüzgar: Ortamın nemi düşük ve aşırı rüzgarlı ise hızlı buharlaşmaya neden olur. Sonuç : Hidratasyon için gerekli yeterli su olmazsa, hidratasyon yavaşlar veya duraklar. Bu duruma paralel olarak beton dayanımındaki artış ya azalır veya tamamen durur.

29 SICAKLIK ETKİSİ EN UYGUN SICAKLIK NORMAL BETONDA C BARAJ vb KÜTLE K BETONLARINDA 5-10 C SICAKLIK > 32 C veya SICAKLIK < 5 C5 ise ÖNLEM ALINMALIDIR.

30 Döküm ve sertleşme sırasında yüksek sıcaklıklar erken dayanımları artırmakla birlikte ileriki yaşlardaki dayanımları düşürmektedir. Nedeni: Hızla erken gelişen hidratasyonun daha zayıf bir yapı oluşturmasıdır. SICAKLIK ETKİSİ Basınç Dayanımı (MPa) 10 Beton Yaşı : 28 gün 1 gün Kür Sıcaklığı ( C)

31 Çimentonun hidratasyonun sürekli olabilmesi için Bağıl ortamda nemin suyun %80 altına bulunması düştüğü gerekmektedir. durumlarda hidratasyon oldukça yavaşlamakta, %30 un altında ise pratik olarak durmaktadır. NEM ETKİSİ Çimento tarafından bağlanan su (g/g) Toplam su Buharlaşmayan su Nem Oranı

32 50 SICAKLIK ETKİSİ Karışımdan sonraki ilk iki saatteki sıcaklığın betonun dayanım gelişimine etkisi Basınç Dayanımı (Mpa) C 4 C 46 C 21 C 38 C 29 C Süre (gün) 180

33 NEM ETKİSİ Basınç Dayanımı (Mpa) Sudan çıkarılma zamanı: 28 gün Sürekli nemli gün 3 gün 14 gün Sürekli havada Süre (gün) 180

34 PRİZ HIZLANDIRMA YÖNTEMLERİ Prizi çabuklaştıran katkı maddeleri kullanmak Suyun buharlaşmas masına yol açmayacak a şekilde ( C) doygun buhar banyosu yaptırmak.

35 RÖTRE RÖTRE (BÜZÜLME) ENGELLENİRSE ÇATLAK OLUŞUR. UR. RÖTRE nin (BÜZÜLME) ZARARLARI 1. ÇATLAKLAR OLUŞMASI 2. DONATIDA PARAZİT T GERİLMELER OLUŞMASI ÇATLAKLAR ÇEKME DAYANIMINI DÜŞÜRÜRD İÇERİYE GİREN G SU İLE BİRLB RLİKTE DONA DAYANIKLILIK AZALIR! KİMYASAL ETKİLERE DAYANIKLILIK

36 PLASTİK RÖTRE ÇATLAĞI

37 PLASTİK RÖTRE ÇATLAĞI

38 PLASTİK RÖTRE ÇATLAĞI

39 HİDROLİK K RÖTRER TERMİK K RÖTRER RÖTRE BOŞLUKLARDAK LUKLARDAKİ SUYUN KAYBI KÜTLE BETONLARINDA İÇ-DIŞ SICAKLIK FARKI BÜNYESEL RÖTRER ÇİMENTO HİDRATASYON H ÜRÜNLERİNİN DAHA AZ HACİM M KAPLAMASI ERKEN PLASTİK K RÖTRER TERLEMENİN N BUHARLAŞMAYI KARŞILAYAMAMASI KARBONATLAŞMA RÖTRESR TRESİ KARBONATLAŞMA SONRASINDA ORTAYA ÇIKAN SUYUN 3Ca(OH) BUHARLAŞMASI 2 +COMASI 2 CaCO 3 +H 2 O

40 RÖTRE ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN RÖTREYE ETKİSİ Rötre oluşumunda umunda çimento ile ilgili faktörlerin en önemlilerinden biri inceliktir. İnceliğin in artmasıyla daha fazla çimento tanesi aynı zamanda hidratasyona katılarak önemli miktarda rötre meydana getirirler. İncelik ile artan su miktarı da rötrenin artmasında rol oynar. İnceliğin in artmasıyla hidratasyon hızlandh zlandığından kılcallk lcallık suyunun büyük b k bir kısmk smı tutulmuş olur. Böylece B suyun büyük b bir kısmk smı tutulduğundan undan buharlaşma az miktarda gerçekle ekleşir.

41 RÖTRE ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN RÖTREYE ETKİSİ Çimentoda birleşmemi memiş kireç (CaO), MgO ve SO 3 gibi hacim genleşmesi yapan maddelerin standartlarda belirtilen miktarların biraz daha üzerinde bulunması rötreyi önemli derecede azaltabilir. Bu hacim genleşmesi yapan maddelerin miktarlarını uygun seçmek suretiyle rötresiz (genleşen) en) çimento yapılabilmektedir.

42 RÖTRE ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN RÖTREYE ETKİSİ Çimento üretiminde priz süresini s dengelemek amacıyla kullanılan lan alçı taşı şının n da, rötre üzerine etkisi bulunmaktadır. Az miktarda alçı taşı kullanılmas lması çimentonun hidrate elemanlarının n içi yapısını etkileyerek rötrenin artmasına neden olmaktadır. Eğer çimentonun daha az rötre yapması isteniyorsa, normalden biraz daha fazla alçı taşı kullanılmal lmalıdır.

43 RÖTRE ÇİMENTO RÖTRESİ ÖLÇÜMÜ Çimentoların rötresi saf çimento hamurundan prizmalar üzerinde rötreyi ölçmekle elde edilir. Genellikle bu amaçla 40 x 40 x 160 mm lik kalıplar kullanılmaktad lmaktadır. Hazırlanan çimento hamuru bu kalıplara yerleştirildikten 24 saat sonra kalıptan çıkarılarak prizmanın L o uzunluğu u hassas bir şekilde ölçülür. Daha sonra atmosferde t gün g n tutulan prizmanın rötresi: ε t L o L L o t

44 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ Bağlay layıcı maddeler; çimento