ÇİMENTO SU KATKILAR. Fatma Kantarcıoğlu Yaldız* Kimya Mühendisi Çimento Laboratuvar Sorumlusu

Transkript

1 ÇİMENTO SU KATKILAR Fatma Kantarcıoğlu Yaldız* Kimya Mühendisi Çimento Laboratuvar Sorumlusu

2 İÇERİK Çimento tanım, tarif ve standartlar Çimento tipleri, sınıflandırılması Çimento üretimi Betonda kullanılan su Kimyasal katkılar Mineral katkılar

3 Çimento Nedir?

4 Çimento Nedir? Çimento başlıca Si, Ca, Al, Fe içeren hammaddelerin (kalker ve kil karışımının) sinterleşme derecelerine ( o C) kadar pişirilmesi ile elde edilen yarı mamul madde olan klinkerin, tek veya daha fazla katkı maddesi(alçı taşı, tras, kalker, cüruf) katılarak öğütülmesi ile üretilen hidrolik bağlayıcı maddelere denir.

5 Çimento Standartları TS EN Uygunluk Kriterleri TS EN Uygunluk Değerlendirmesi TS EN 196 (Çimento Deney Yöntemleri)

6 Çimento Tipleri e göre, CEM çimentosunun 5 ana grupta üretimi mümkündür. 5 Ana tip Çimento CEM I Portland Çimentosu CEM II Portland- Kompoze Çimento CEM III Yüksek Fırın Cüruflu Çimento CEM IV Puzolanlı Çimento CEM V Kompoze Çimento

7 CEM I Portland Çimentosu CEM I grubunda klinkerin sadece kalsiyum sülfat ve minör bileşen olarak ağırlıkça en fazla %0-5 arası mineral katkı ile öğütülmesi sonucu elde edilen Portland Çimentoları bulunur. Diğer gruplarda kullanılan mineral katkı miktarı fazladır. CEM I Grubu dışındaki çimentolar katkı miktarlarına göre alt gruplara ayrılmıştır. Grup standartları içinde göreceli olarak az katkı içerenler A harfi, çok katkı içerenler ise B harfi ile belirlenmektedir. CEM III çimentosunun bir de en yüksek katkılı C alt grubu vardır. Toplam 27 tip CEM Çimentosu ortaya çıkmaktadır.

8 Çimento Tipleri CEM II Grubunda mineral katkı miktarı %6-35 arasındadır. Katkı türüne bağlı olarak bu gruptaki çimentolar Portland Cüruflu, Portland Uçucu Küllü, Portland Puzolanlı, Portland Kalkerli gibi isimler almakta, Portland Kompoze Çimentolarda ise birden fazla katkı birlikte kullanılabilmektedir. CEM III Çimentosu Düşük hidratasyon ısısı özelliği ile özellikle büyük yapı elemanlarının imalatında ve yüksek sıcaklıkta beton dökümü uygulamalarında kullanıma uygundur. Sıva, şap ve harç imalatlarında tercih edilir. Düşük hidratasyon ısısı sağlar. Yüksek oranda cüruf içerir.

9 Mineral Katkılar Ülkemizde mineral katkı olarak kalker (L veya LL), doğal puzolan (tras)(p), uçucu kül (V veya W) ve yüksek fırın cürufu(s) kullanılır. Uçucu kül, kömürle çalışan termik elektrik santrallerinde ortaya çıkan baca tozudur. Yüksek fırın cürufu ise demir çelik endüstrisinde elde edilen bir yan üründür.

10

11 Rapid - Normal - Low

12 Kodları özetlersek

13 Örnekleyelim CEM I 42,5 R: Dayanım sınıfı 42,5 olan yüksek erken dayanımlı portland çimentosu. CEM II / B-M (P-L) 32,5 R: %21-35 arasında kalker ve puzolan içeren dayanım sınıfı 32,5 olan yüksek erken dayanımlı portland kompoze çimento.

14 Yeni Çimento Tipleri* a. Sülfata Dayanıklı Çimentolar CEM I-SR* 0, CEM I-SR 3, CEM I-SR 5, CEM/III, CEM IV-SR b. Düşük Erken Dayanımlı Yüksek Fırın Cüruflu Çimento CEM III L** c. Sülfata Dayanıklı Düşük Erken Dayanımlı Yüksek Fırın Cüruflu Çimento d. Düşük Hidratasyon Isılı Genel Çimento CEM IV/B-P 32.5R LH*** *Sulphate Resist **Low ***Low Heat

15 Özel Çimento Tipleri Bu grupta yer alan çimentolar Ts En standardında yer almayan ve ayrı standartları olan çimentolardır. *Beyaz Çimento, *Kalsiyum alüminatlı çimento, Borlu aktif belit çimentosu, Harç Çimentosu, *Petrol Kuyusu Çimentosu, Süper Sülfat Çimentosu Renkli Çimento, Genleşen Çimento, Ultra fine çimento,

16 Çimento Üretimi Şema

17 Çimento Eldesi Çimentonun başlıca hammaddeleri kalker ve kildir. Çimento üretiminde uygun miktarda kireç (CaO), silis (SiO 2 ), alümin (Al 2 O 3 ) ve demir oksit (Fe 2 O 3 ) içeren hammaddeler belirli oranlarda karıştırılırlar. Farin denilen öğütülmüş hammadde karışımı, eğimli döner fırında yaklaşık o C sıcaklığa kadar pişirilir. Fırının alt çıkış ucuna doğru hammadde tanelerinin yarı ergimiş halde biribirlerine yapışmaları sonucu klinker adı verilen granüle küresel tanecikler meydana gelir. Klinker soğutulduktan sonra az bir miktar alçı taşı ile öğütülür. Alçıtaşı eklenmesinin amacı çimentonun priz süresini ayarlamaktır. Klinker ve alçı taşının birlikte öğütülmesi sonucu Portland Çimentosu elde edilir. Öğütme sırasında klinker ve alçı taşına standardın uygun gördüğü miktarlarda mineral katkılar(tras, cüruf, uçucu kül, kalker tozu vb.) eklendiğinde farklı katkılı çimentolar elde edilir.

18 Çimento Üretimi Simülasyon

19 Betonda Kullanılan Sular; Karışım suyu olarak, Kür suyu olarak, Yıkama suyu olarak kullanılır.

20 Suyun Betondaki Görevi; Sular çimento ile reaksiyona girerek betonun bağlayıcılık (mukavemetine) direk etkisi olan ana hammaddelerdir. Suyun kalitesi içeriğine bağlı olarak çimentonun bağlayıcılık reaksiyonuna birebir etkilerler. Bundan dolayı suyun kalitesinin (muhteva ettiği kimyasalların miktarının) iyi incelenerek TS EN 1008 standardına uygun olup olmadığının tahlili yapılmalıdır.

21 Ts en 1008 Standardına Göre; Beton imalinde kullanılan karma suyunun kalitesi; betonun priz süresini, dayanım kazanma hızını ve donatının korozyona karşı korunma hızını etkileyebilir. Bu sebeple karma suyu olarak kullanılacak su bir ön muayeneye tabi tutulur. Nitel deneyler sonucunda bu maddelerin varlığı ortaya çıkarsa, miktarlarının ne olduğu kimyasal analizle belirlenmeli veya priz süresi ve basınç dayanımıyla ilgili deneyler yapılmalıdır.

22 Katkılar Betonun özelliklerini geliştirmek üzere üretim sırasında veya dökümden önce betona az miktarda ilave edilen maddelere katkı adı verilir. Katkı maddelerini kökenine göre kimyasal ve mineral katkılar olarak ikiye ayırmak mümkündür.

23 Kimyasal Katkılar Kimyasal katkıların belli başlı çeşitleri aşağıda sıralanmıştır. Akışkanlaştırıcı katkılar Hava sürükleyici katkılar Priz hızlandırıcı Priz geciktirici katkılar Sertleşmeyi hızlandırıcı katkılar Su geçirimsizlik katkıları

24 Kimyasal Katkıların Yararları Beton maliyetini düşürmek, Betonun bazı özelliklerini daha etkin bir şeklide elde etmek, Beton, karıştırıldıktan döküm ve yerleştirme anına kadar istenen özellikleri sağlaması. (erken priz, geç priz, kıvam koruma, işlenebilirlik, kolay yerleşebilme özelliği) Katkılar, betonu belli bir kıvamda üretmek için gerekli su miktarını azaltmak, gerekli akışkanlaşmayı sağlamak ( betonun kıvamını yükseltmek), su / çimento oranını düşürmek amacıyla kullanılır.

25 Kimyasal Katkıların Betona Etkisi Taze Betona Etkileri: Aynı işlenebilmeyi sağlamak koşulu ile karışım suyu miktarında %5- %12 arası azalma sağlar. Karışım suyunu azaltmadan kullanılırsa işlenebilirliği önemli ölçüde artırır; ayrıca ayrışmayı azaltarak pompalanabilirliği artırır. Sertleşmiş Betona Etkileri: Mukavemet, su/çimento oranının fonksiyonu olduğuna göre katkı kullanıldığında karışım suyunun azalması su/çimento oranını düşüreceğinden daha yüksek, erken ve nihai mukavemetler elde edilecek ve daha az boşluklu, daha iyi yüzey görünümlü ve daha az geçirimli beton elde edilir.

26 Redozlama Etkisi Yeni standartlarda belirtildiği üzere şantiyelerde beton kıvamının ayarlanması için betona su katılması yerine kimyasal katkı ile redozlama işlemi yapılmaktadır. Bu işlem esnasında betona max. çimentonun %0.4 kadar katkı 2 dk. içerisinde tüm helezonlara yayılacak şekilde eklenip, 12 dk karıştırılmaktadır.

27 Kimyasal Katkı Analizleri Laboratuvarımızda kimyasal katkılar ile ilişkili TS EN deki tanımlama deneylerinden ph tayini*, yoğunluk, katı madde, suda çözünebilir Cl analizleri yapılmaktadır.

28 Mineral Katkılar Çimento gibi öğütülmüş toz halde silolarda depolanan cüruf, uçucu kül, silis dumanı, taş unu... vb. çeşitli maddelere 'Mineral Katkı' adı verilir. Mineral katkılar tek başına iken çimento gibi mukavemet özelliği taşımazlar, fakat birlikte kullanıldıklarında çimentoya benzer görev yaparlar, dolayısıyla çimento ekonomisi sağlarlar.

29 Mineral Katkıların Yararları Mineral katkılardan yüksek dayanımlı beton üretiminde de yararlanılır. Ayrıca, sıcak hava koşullarında betonun hidratasyon ısısını düşürerek, özellikle kütle betonlarında termal çatlamaları engellemesi sebebiyle betonda kullanılması tercih edilir.

30 TEŞEKÜRLER linkedin.com/in/fatma-kantarcıoğlu-yaldız sigmabeton.com.tr