Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ2024 YAPI MALZEMESİ II ÇİMENTO. Doç. Dr. Halit YAZICI.

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü İNŞ2024 YAPI MALZEMESİ II ÇİMENTO Doç. Dr. Halit YAZICI

2 ÇĐMENTO "Çimento" kelimesi, yontulmuş taş kırıntısı anlamındaki ndaki Latince "caementum" caementum" " kelimesinden türemiştir. Daha sonra bu kelime bağlay layıcı anlamında nda kullanılmaya lmaya başlam lamıştır. 19. yüzyy zyılın n başlang langıcında nda kil içeren, i kireçta taşlarının yakılmas lması deneyleri çimentonun keşfine yol açmıştır.

3 ÇĐMENTO Bu bağlay layıcı daha sonraki yıllarda y büyük b k gelişmeler gösterse de "Portland" Portland" " ismi aynen korunmuştur. Aslında Joseph Aspdin tarafından üretilen bağlay layıcı, üretim sırass rasında yeterince yüksek y sıcakls caklıklarda klarda pişirilmedi irilmediği i için i in bugünk nkü Portland çimentosunun özelliklerine tamamen sahip olamamış ıştır. Yine de İngiltere Kirkgateİstasyonunun yanındaki ndaki halen ayakta olan "Wakefield" Arms" " binasının n Joseph Aspdin'in yaptığı bağlay layıcı ile yapıld ldığı belirlenmiştir.

4 ÇĐMENTO Hammaddelerin yüksek y sıcakls caklıklara klara kadar pişirilip irilip öğütülmesi olayı daha sonra 1845 yılında y Isaac Johnson isimli bir İngiliz tarafından gerçekle ekleştirilmiştir.. tir.. Yanda 1824 yılında y Joseph Aspdin ve ortağı işadamı John Beverley tarafından Leeds kenti yakınlar nlarındaki ndaki Wakefield kasabasında kurulan ve Portland çimentosu üretimi yapılan imalathane görülmektedir. g

5 ÇĐMENTO Aşağıda Joseph Aspdin in küçük k oğlu o William Aspdin in bir sermayedar ile birlikte kurduğu Aspdin, Ord. and Co. isimli şirkete bağlı olan çimento fabrikası görülmektedir yılında y kurulan bu fabrikada haftada 512 ton çimento üretilmekteydi.

6 ÇĐMENTO Türkiye de ise ilk çimento fabrikaları 1910 yılında y Eskişehir ehir de kurulan Arslan ve 1911 yılında y kurulmuş olan Eskihisar çimento fabrikalarıdır. r. Ülkemiz 39 çimento fabrikası ve 18 öğütme tesisi ile Avrupa nın n ikinci,dünyan nyanın n ise yedinci büyük b üreticisi konumundadır. Cumhuriyetin kuruluşuna una kadar yılly llık k toplam üretimi tonu geçmeyen Türk T çimento endüstrisi 2005 yılında 35 milyon ton, 2006 yılında y da 40 milyon üretim yapmış ıştır.

7 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KALKER (KİRE REÇTAŞI) CaCO 3 KİL Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 ÇİMENTO CaO ( %65) SiO 2 ( %22) Al 2 O 3 ( %7) Fe 2 O 3 ( %3) ÇiMENTO

8 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ HAMMADDE KIRMA ÖĞÜTME KARIŞTIRMA (YAŞ,, KURU, YARI KURU)) YAKMA ( C) KLİNKER

9 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ Çimento üretimi dünyadaki CO 2 üretiminin %8 nin sorumlusudur.

10 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

11 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

12 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

13 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ ÇİMENTONUN ANA HAMMADDELERİ

14 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ ÇİMENTO ÜRETİM ŞEMASI

15 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

16 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

17 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

18 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

19 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

20 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

21 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ

22 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER

23 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER

24 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER ÜRETİMİ KLİNKER

25 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KARIŞIMLARIN IMLARIN PİŞİP İŞİRİLMESİ Fırındaki maksimum sıcakls caklık k 1500 C ye kadar yükselmektedir. Bu yüksek y sıcakls caklık k altında daha önce ilkel malzemenin ayrış ışması sonucu oluşan; kireç,, silis, alumin, demiroksit aralarında birleşerek, erek, çimentonun karmaşı şık bileşimleri imleri olan silikatları ve aluminatları meydana getirir.

26 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KARIŞIMLARIN IMLARIN PİŞİP İŞİRİLMESİ Fırının n altından gri kürecikler k halinde klinker adı verilen pişmi miş elemanlar çıkar. Fırından 1000 C ye yakın n bir sıcakls caklıkta kta çıkan klinkerin genel olarak hızlh zlı bir şekilde soğutulmas utulması gereklidir. Bu amaçla hava akımı sağlayan ve kendi ekseni etrafında dönen soğutucular kullanılır. Soğutulan klinker bir kırıcıdan k geçirilerek depolanır.

27 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER NKERİN ÖĞÜTÜLMESİ Soğutucudan çıkan klinker, boyutları 1-33 cm arasında değişen, en, pürüzlp zlü,, gözenekli g bir yüzeye y sahip, sert, yuvarlak, koyu gri tanelerden oluşur. ur. Klinker su ile herhangibir reaksiyon yapmaz ve bu maddenin bağlay layıcılık özelliği i yoktur. Klinker ancak ince bir şekilde öğütüldükten sonra bağlay layıcı özelliği i kazanır.

28 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER NKERİN ÖĞÜTÜLMESİ Klinkere çimentonun priz süresini s düzenlemek d için i in az oranda (%3-6) alçıta taşı eklenir. Alçı taşı olmaması halinde çimento çok hızlh zlı sertleşece eceğinden betonu rahatça a yerine yerleştirme olanağı kalmaz. Katkılı Portland çimentosu üretiminde ise; puzolan olarak kullanılan lan hammadde bu aşamada a amada klinkere katılır.

29 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER NKERİN ÖĞÜTÜLMESİ KLİNKER + ALÇI I TAŞI I (PRİZ Z SÜRESS RESİ) KLİNKER+AL NKER+ALÇI I TAŞI+PUZOLAN (%19) PÇ KÇ Eski KLİNKER+AL NKER+ALÇI I TAŞI+PUZOLAN (%40) TÇ Eski

30 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER NKERİN ÖĞÜTÜLMESİ KLİNKER + ALÇI I TAŞI (PRİZ Z SÜRESS RESİ) CEM I KLİNKER+AL NKER+ALÇI I TAŞI+PUZOLAN CEM Il CEM Ill CEM IV CEM V

31 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ KLİNKER NKERİN ÖĞÜTÜLMESİ Klinker ve diğer katkılar çelik bilyalı öğütücülerde boyutları 90 mikron ile 6.5 mikron arasında değişen en tanelere dönüştürülerek d çimento elde edilir. Öğütülen çimento silolara gönderilerek g gerekli süre s bekletilip soğumas uması ve kararlı bir durum alması sağlan lanır. Çimentonun özellikle sıcak s ve kuru havalarda işi yerine sıcak s gönderilmesi halinde, betondaki su daha çabuk buharlaşmakta ve daha hızlh zlı priz yapmaktadır. Bu nedenle kullanım m yerine giden çimento sıcakls caklığının n en fazla 75 C C olması istenir.

32 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ ÇİMENTONUN SAKLANMASI Çimentoların n dört d aydan fazla bekletilmemeleri gerekir. Uygun depolama koşullar ullarında bile çimentolar ortamdan nem alıp p dayanım m kaybına uğrayabilirler. u Çimentolar kuru ambarlarda veya hava almayan, ağzıa kapalı silolarda saklanmalıdır. Torbalar halinde saklanması durumunda en çok 8 torba üst üste dizilmelidir. Ayrıca torba dizileri arasından hava akımı geçebilmelidir. ebilmelidir.

33 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ ÇİMENTONUN SAKLANMASI

34 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ ÇİMENTONUN SAKLANMASI Zeminden rutubet almaması için in depo zeminine plastik örtü serilip, yere ahşap ap ızgara yapılmas lması uygun olacaktır. Ayrıca bu amaçla şantiyede özel depo yaptırılıyorsa, yorsa, binanın n tavanının n içten i eğimli e yapılmas lmasında yarar vardır. r. Böylece nemin yoğuşarak çimento torbaları üzerine damlaması önlenir.

35 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ ÇİMENTO KİMYASINDA K KISALTMALAR CaO SiO 2 C S H 2 O H Al 2 O 3 Fe 2 O 3 A F

36 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ DÖNER FIRINDAKİ OLUŞAN DEĞİŞİ ĞİŞİMLER Döner Fırın F n En kesiti 700 C ye kadar Hammaddeler serbest hareket eden toz haldedir. 900 C ye kadar Hammaddeler hala serbest hareket eden toz haldedir. Topaklanma işlemi i Tanecikler katıdır. Tanecikler arasında reaksiyon yoktur. Tanecikler katıdır. Tanecikler arasında reaksiyon yoktur. Klinker reaksiyonları Su tamamen buharlaşmıştır. Dehidrate kil tanecikleri vardır. Kil tanecikleri Kireçtaşı tanecikleri Kalsinasyon devam ettikçe serbest kireç miktarı artar. Reaktif silis CaO ile reaksiyona girerek C 2 S oluşturur. Kalsinasyonun devam etmesi sıcaklığı 850 C de tutar.

37 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ DÖNER FIRINDAKİ OLUŞAN DEĞİŞİ ĞİŞİMLER Döner Fırın F n En kesiti C Tanecikler yapışkan hale gelmeye başlar Agglomerasyon olayı başladığında malzemeler sıvı ile bir arada tutulur. Fırının dönüşü Agglomeraların bütünleşmesini tabakalanmasını başlatır. Topaklanma işlemi i Katı Tanecikler arasında reaksiyon oluşmaya başlar. Kapiler kuvvetler tanecikleri birarada tutar Klinker reaksiyonları Kalsinasyon sona erince sıcaklık hızla artmaya başlar Silikatlar ile CaO reaksiyonu sonucu oluşan küçük C 2 S kristalleri 1250 C nin üzerinde sıvı faz oluşur. Sıvı C 2 S CaO in reaksiyona girerek C 3 S oluşturmalarına olanak sağlar Serbest CaO Yuvarlak belit kristalleri köşeli belit kristalleri

38 ÇĐMENTO ÜRETĐMĐ DÖNER FIRINDAKİ OLUŞAN DEĞİŞİ ĞİŞİMLER Döner Fırın F n En kesiti C Parçalıkların tepeden birlikte düşmeleri nedeniyle Agglomeralaşma ve parçacıkların tabakalanması devam eder. Soğuma Topaklanma işlemi i Sıvı faz yeterli ise topaklanma oluşur. Sıvı faz yetersiz ise tozlu klinker oluşur. Soğuma sırasında topaklar şekilleri aynen korur. Klinker reaksiyonları C 2 S kristalleri miktar olarak azalır, boyut olarak büyür. C 3 S kristalleri miktar ve boyut olarak artar. Soğuma ile birlikte C 3 A ve C 4 AF sıvı fazda kristalleşir. lamelli yapı belit kristallerinde görülür

39 ÇĐMENTO HAMMADDELER KALKER (KİRE REÇTAŞI) CaCO 3 KİL Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) - C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe - Alite - Belite O3.Fe 2 O 3 ) - Celite

40 ÇĐMENTO HAMMADDELER KALKER (KİRE REÇTAŞI) CaCO 3 KİL Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) - HIZLI DAYANIM - YAVAŞ VE SÜREKLS REKLİ DAYANIM - KİMYASAL ETKİLERE (SÜLFATA) DAYANIKSIZLIK C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 ) - KLİNKERLE NKERLEŞME SICAKLIĞINI INI DÜŞÜRMED

41 ÇĐMENTONUN HĐDRATASYONU

42 ÇĐMENTO HĐDRATASYONUH Termodinamik yönden y çimentodaki karma bileşenler enler fırında f aldıklar kları yüksek ısı nedeniyle yüksek y entropiye sahiptirler. Suyla karşı şılaşınca bu gizli enerjiyi açığa ığa çıkarırlar rlar ve hidratlaşmalar maları ekzotermik türdendir. t Çimentonun karma bileşenlerinin enlerinin su ile ayrı ayrı kimyasal reaksiyona girdikleri varsayılır r ve hidratasyon sonunda her ana bileşen en tarafından değişik ik hidratasyon ürünleri oluşur. ur. çimento + su. + ısı

43 ÇĐMENTO Çimentonun veya bir bağlay layıcı maddenin dayanım kazanmasışu üç olayın n birbirini izlemesi sonunda meydana gelmektedir. 1. Hidratasyon olayı: Çimentoyu oluşturan maddelerin su ile yaptığı kimyasal reaksiyondur. 2. Katıla laşma olayı: Priz yapma 3. Sertleşme olayı: Dayanım m kazanma şeklinde mekanik bir olaydır.

44 ÇĐMENTO

45 ÇĐMENTO C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) - HIZLI DAYANIM - YAVAŞ VE SÜREKLS REKLİ DAYANIM - KİMYASAL ETKİLERE (SÜLFATA) DAYANIKSIZLIK C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 ) - KLİNKERLE NKERLEŞME SICAKLIĞINI INI DÜŞÜRMED KARMA OKSİTLER TLERİN N HİDRATASYON H REAKSİYONLARI C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) +nh 2 O +nh 2 O 3CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O +3Ca(OH) 2 3CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O +Ca(OH) 2 CaO.SiO 2.H 2 O = C S H = Tobermorit

46 ÇĐMENTO Çimentoya bağlay layıcılık özelliğini ini kazandıran C-S-H C moleküler ler büyüklb klükte kte olup, çimento taneciklerinden yaklaşı şık k 1000 defa daha küçük üçüktür.

47 ÇĐMENTO C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) KARMA OKSİTLER TLERİN N HİDRATASYON H REAKSİYONLARI CaO.SiO 2.H +nh 2 O +nh 2 O.H 2 O = C S H = Tobermorit C-S-H H jelinej tobermorit adı verilir. 3CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O +3Ca(OH) 2 3CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O +Ca(OH) 2 Tobermorit ismi, bu hidratasyon ürününün n doğada aynı isimle anılan bir minerale kimyasal bileşim im açısından a benzemesinden dolayı verilmiştir. Jel sözcüğü ise, kolloidal katı malzeme topluluğunu unu ifade etmektedir. Ca(OH) 2 ise portlandit olarak adlandırılır. r.

48 ÇĐMENTO

49 ÇĐMENTO

50 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Bogue-Lerch (1934) tarafından bulunan değerler Beaudoin-Ramachandran (1992) tarafından bulunan değerler

51 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 S : Alite C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 C 3 S silikatının n en önemli özelliği çimentonun prizini çabuklaştırması ve hızlh zlı dayanım m kazandırmas rmasıdır. r.

52 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 2 S : Belite C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O Ca(OH) 2 C 2 S silikatının n en önemli özelliği i yavaş ama sürekli s dayanım m kazandırmas rmasıdır. r. C 3 S ve C 2 S in yaptığı reaksiyon sonucunda C-S-H C sembolü ile gösterilen g kalsiyum silikat hidrate ile serbest kireç (Ca(OH) 2 ) oluşmaktad maktadır.

53 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Sönmüş Kireç oluşumu C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O +3Ca(OH) 2 3CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O +Ca(OH) 2 Olumsuz etki Yapı devamlı su içinde i inde bulunuyorsa, beton, Ca(OH) 2 nin devamlı bir şekilde çözünmesi sonunda gittikçe e boşluklu bir hal alacak, ortam koşullar ullarına bağlı olan uzun veya kısa k süren bir süre s sonunda dayanımının n büyük b ölçüde azalmasıyla yapının n emniyeti tehlikeli bir duruma girecektir.

54 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Sönmüş Kireç oluşumu C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O Olumlu etki Serbest kirecin varlığı nedeniyle oluşan bazik ortam, çelik donatının paslanmasını engellemektedir. 3CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O +3Ca(OH) 2 3CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 ph 12.5 Paslanma olmaz ph< ise PASLANMA!! (ORTAMDA O 2 ve SU MEVCUTSA)

55 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Sönmüş Kireç oluşumu C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O +3Ca(OH) 2 3CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 Olumlu etki Serbest kirecin varlığı nedeniyle oluşan bazik ortam, çelik donatının paslanmasını engellemektedir.

56 ÇĐMENTO C 3 A ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ 3CaO.Al O3 + 6H 2O 3CaO.Al2O3.6H 2O 2 + ısı 3CaO.Al2O3.6H 2O + Ca(OH) 2 + 6H 2O 4CaO.Al2O3.13H 2O C 3 A sertleştikten tikten sonra oldukça a zayıf f dayanıml mlı bir hidrat oluşur. ur. Prize ilk başlayan öğe e olan C 3 A hızla h priz yapıp p yüksek y hidratasyon ısısı açığa çıkarır. r. C 3 A nın n hızlh zlı prizi denetim altına alınmazsa, çimento tümüyle t katıla laşır r ve silikatların n oluşmas masına olanak kalmaz. C 3 A nın n priz hızıh üretim aşamasa amasında klinkere katılan alçı taşı ile yavaşlat latır.

57 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O Uygun miktarda alçı taşı kullanıld ldığında, aluminatların yüzeyinde ince iğneler i şeklinde etrenjit (ettringite) kristalleri meydana gelir. Bu kristaller o kadar incedir ki hidratasyonun ilk zamanlarında nda bunlar rijit bir yapı meydana getirmediğinden inden dolayı priz olayı gerçekle ekleşmez.

58 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O C 3 A ve alçı taşı şının n birleşmesiyle oluşan Candlot tuzu veya etrenjit (ettringite) (3CaO.Al 2 O 3.3CaSO 4.31H 2 O) içerdii erdiği çok miktardaki hidrat suyu nedeniyle büyük b k bir hacim kaplar. Taze betonda ortam sıvıs halde olduğundan undan bu durum sakıncal ncalı değildir.

59 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O

60 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A Ani Priz Çimentoya alçı taşı katılmad lmadığı zaman C 3 A hızlh zlı bir şekilde hidratasyon yaparak, daha ilk dakikalarda küçük k plaklar şeklinde kristalleri meydana getirmek suretiyle priz yapar. Büyük k bir ısının n açığa ığa çıkmasıyla olusan bu olaya ani (flash( flash) ) priz denilir.

61 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A Yalancı Priz Yalancı priz ise sıcak s klinker kullanılmas lması halinde katılan alçı taşı şının n bir kısmk smının n alçıya dönüşmesi d ile olur. Suyla karış ışan alçı aniden sertleşir. Ancak alçı miktarı az olduğundan undan tüm t m kütle k sertleşmez.

62 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A Yalancı Priz Biraz bekleyip, uzun süre s betonu karış ıştırarak tekrar yumuşama sağlanabilir. yalancı priz yapma özelliğine ine sahip çimentolarla dökülen betonlar çok çabuk katıla laşma eğilimi e gösterip, beton işçilii iliğinde inde zorluklar yaratır. r. Ayrıca pompa betonlarında nda borularda tıkant kanıklıklar klar yaratır. r.

63 PRİZ Z OLAYI ÇĐMENTO

64 PRİZ Z OLAYI ÇĐMENTO

65 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 3 A C 3 A + Cl Klor iyonları Cl - iyonları betonarme yapılarda donatıya ulaştıklar kları taktirde klorit korozyonuna sebep olmaktadırlar. C 3 A nın çimentoya sağlad ladığı olumlu bir etki Cl- iyonlarını bağlama yeteneğine sahip olmasıdır. C 3 A Cl iyonları ile reaksiyona girerek Friedel tuzu oluşturur. 3CaO.Al O.CaCl.10H O

66 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ C 4 AF: Celit C 4 AF nin hidratasyonu,, hızıh daha küçük üçük k olmak üzere C 3 A nın hidratasyonu gibidir. Hidratasyon reaksiyonu sonunda, alçı miktarının n belirli bir değerin erin altında olmaması halinde sülfo-ferritlerferritler elde edilir. Bunlar sülfo-aluminatlarda alumin yerine Fe 2 O 3 in konulmasıyla elde edilen cisimlerdir. Ayrıca alçıta taşının n az miktarda olması halinde, C 4 AF nin hidratasyonu sonunda (3CaO.Fe 2 O3.H 2 O), (CaO.Fe 2 O3.H 2 O), (3CaO.Al 2 O3.H 2 O) gibi hidrate bileşimlerin imlerin meydana gelme olasılığı ığı vardır. r.

67 ÇĐMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLER TLERİ Bileşen C 3 S C 2 S Hidratasyon Hızı Đlk hafta hızlı, sonra yavaş Đlk hafta yavaş, sonra sürekli artım Bağlayıcılık Değeri Hidratasyon Isısı Kimyasal Dayanıklılık Kuvvetli Orta Az Kuvvetli Az Đyi C 3 A Ani (Đlk dakika) Zayıf Çok Kötü C 4 AF Ani (Đlk dakika) Zayıf Orta Đyi

68 ÇĐMENTO KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI JEL PARTİKÜLLER LLERİ (lifsi Yapı,, Amorf, Çapraz Bağlı,, 90 A ) A ) CSH + CAH, vb. HİDRATE H BİLEB LEŞENLER ENLER + Ca(OH) 2 + HİDRATE H OLMAMIŞ ÇİMENTO + SU BOŞLUKLARININ BIRAKTIĞI I GÖZENEKLER. G

69 ÇĐMENTO

70 ÇĐMENTO Ca(OH) 2 ve CSH kristalleri (S/Ç=0.6 24ºC de 5 gün g hidrate olmuş)

71 ÇĐMENTO

72 ÇĐMENTO Monosulfat Alimünat ve etrenjit in in hekzegonal kristal yapısı

73 ÇĐMENTO E T R E N J Đ T

74 ÇĐMENTO Etrenjit

75 ÇĐMENTO Monosülfat

76 ÇĐMENTO PORTLAND ÇİMENTOSUNUN BİLEB LEŞİMİ Ana Oksit Ağırlıkça(%) Kireç (CaO) Silis (SiO 2 ) Alumin (Al 2 O 3 ) 5-9 Demir oksit (Fe 2 O 3 ) 2-4 Magnezi (MgO) Kükürt trioksit (SO 3 ) 1-2 Diğer maddeler 0.5-2

77 ÇĐMENTO KARMA OKSİT T MİKTARI M HESABI Çimentonun basit oksit değerlerinin erlerinin bilinmesi davranışı hakkında yeterli bilgi vermez. Çimentonun davranışı ışını etkileyen karma bileşenler enler Bogue formüllerinden yararlanarak hesaplanır. Kesin sonuç vermeyen bu formül l dışıd ışında, çimento karma bileşenleri enleri X ışını kırılma, optik yöntemler y veya elektron mikroskop u u ile inceleme yoluyla da belirlenebilir.

78 ÇĐMENTO BOUGE FORMÜLLER LLERİ Al 2 O 3 /Fe 2 O olması durumunda C = C C 4AF(%) 3.043Fe2O3 3A(%) = 2.650Al2O Fe2O3 = 3S(%) 4.071CaO 7.600SiO Al2O3 1.43Fe2O SO3 C2S(%) = 2.687SiO C3S Al 2 O 3 /Fe 2 O 3 < 0.64 ise C 3 A oluşmaz. Daha koyu renkteki Ferrari Çimentosu oluşur. ur. Ayrıca Bogue formüllerini puzolan katkılı çimentolar için i in kullanmak doğru değildir.

79 ÇĐMENTO Sayısal Örnek Aşağıda kimyasal bileşimi imi ve incelikleri verilen A ve B çimentolarının A B a) Karma oksit değerlerini erlerini BOGUE formülleri ile hesaplayınız. CaO SiO Al 2 O Fe 2 O MgO SO Diğer Đncelik (cm 2 /g) b) Her iki tip çimentonun zamanla dayanım m kazanma oranlarını aynı grafik üzerinde gösteriniz. g c) Söz z konusu çimentolardan hangisinin diğerine kıyasla sülfata s karşı daha dayanıkl klı olduğunu unu nedeni ile açıklaya klayınız. d) Hangi tip çimentonun hidratasyon ısısının n daha yüksek olması beklenir?, neden?

80 a) Karma oksit değerlerini erlerini BOGUE formülleri ile hesaplayınız. C = C A(%) = 2.650Al C 4AF(%) 3.043Fe2O3 3 2O Fe2O3 Al 2 O 3 /Fe 2 O olması durumunda 3S(%) = 4.071CaO 7.600SiO Al2O3 1.43Fe2O SO3 C2S(%) = 2.687SiO C3S A B C4AF 12,2 9,1 C3A 9,1 18,8 C3S 24,7 37,4 C2S 43,2 28,2 Đncelik (cm 2 /g)

81 ÇİMENTO Sayısal Örnek b) Her iki tip çimentonun zamanla dayanım m kazanma oranlarını aynı grafik üzerinde gösteriniz. g Basınç Dayanımı B Katkısız A Katkılı 7 gün 28 gün Zaman B çimentosunda C3S ve incelik fazla erken dayanımı yüksek

82 ÇİMENTO Sayısal Örnek c) Söz z konusu çimentolardan hangisinin diğerine kıyasla k sülfata s karşı daha dayanıkl klı olduğunu unu nedeni ile açıklaya klayınız. A çimentosu daha dayanıkl klı C3 A daha düşük d (C3S te daha düşük d k Ca(OH)2 daha az çıkarırır r kimyasal dayanıkl klılık k artar) d) Hangi tip çimentonun hidratasyon ısısının n daha yüksek y olması beklenir?,neden? B Çimentosunda Hidratasyon ısısı yüksek (C3A, C3S ve incelik fazla)

83 ÇİMENTO Sayısal Örnek Kütle betonu üretiminde hangi çimentoyu tercih edersiniz? Neden? Soğuk havada betonu üretiminde hangi çimentoyu tercih edersiniz? Neden? Deniz ortamında hangi çimentoyu tercih edersiniz? Neden? Erken Kalıp p almak gerektiğinde inde hangi çimento tercih edilir? Neden?

84 ÇĐMENTO Kimyasal raporlarda kireç standardı,, silis modülü,, hidrolik modül, alumin modülü gibi bazı modüller de verilir. Kireç Standartı = Silis modülü = Hidrolik modül l = Alumin modülü = Ca0 - (Serbest CaO SO 3 ) 2.8 Si0 2 + l.l Al Fe 2 O 3 Si0 2 Al Fe 2 O 3 Si0 2 Si0 2 + Al Fe 2 O 3 Al Fe 2 O Kireç standardının n % arasında nda, Silis modülünün n arasında nda, Hidrolik modülün n l , Alümin modülünün n l arasında değerler erler alması istenir.

85 ÇĐMENTO ÇİMENTODA İZİN N VERİLEN DEĞERLER ERLER TS EN 197-1'e göre Klorür r muhtevası % 0.1'den, S0 3 miktarı % 3.5 veya %4 den, çözünmeyen kalınt ntı miktarı % 5'den, kızdırma kaybı % 5'den, MgO muhtevası kütlece %5 den fazla olmamalıdır.

86 ÇĐMENTO ÇİMENTODA İZİN N VERİLEN DEĞERLER ERLER Kızdırma kaybı Çimentolarda kızdk zdırma kaybı, çimentonun yüksek y sıcaklıkta kta (975±25 25 C) kızdk zdırılması sonucu çimentoyu terkeden nem ve karbondioksitten ileri gelir. Çok az miktardaki su, çimento üretiminde kullanılan lan alçı taşı şının n (CaSO 4.2H 2 O) bünyesinden b ve havadan bir miktar nem alınmas nmasından ndan kaynaklanır. Karbondioksit ise, çimentonun havadan karbondioksit alarak karbonatlaşma yapmasından kaynaklanır.

87 ÇĐMENTO ÇİMENTODA İZİN N VERİLEN DEĞERLER ERLER Çözünmeyen Kalıntı Çözünmeyen kalınt ntı, çimento bileşenlerinin enlerinin oluşumunda umunda görev almayan silis miktarını ifade eder. Normal olarak çimento bileşenleri enleri hidroklorik asit içerisinde çözünmesine rağmen, sadece silis bu asit içerisinde çözünmez. Çözünmeyen kalınt ntı yüzdesi, çimento üretiminde kimyasal reaksiyonların n tam olarak gelişip ip gelişmedi mediğini ini göstermesi g bakımından önemlidir.

88 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ

89 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ 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.

90 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN İNCELİĞİ HİDRATASYON DERİNL NLİĞİ HĐDRATE OLMAMIŞ ÇĐMENTO TANECĐĞĐ ORTALAMA ÇAP D = 30µ 5.2µ HĐDRATE ÇĐMENTO HĐDRATE OLMAMIŞ (YUMUŞAK BÖLGE) HĐDRATASYON DERĐNL NLĐĞĐ ÜÇ AYDA 5.2 µ

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

92 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ 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.

93 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ 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.

94 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ 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 fazladır e) İnce çimentolu karışı ışımların n terlemesi, iri taneli çimento karışı ışımlarından daha azdır.

95 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ Çimentoda incelik-zaman zaman-dayanım m ilişkisi 50 Basınç Dayanımı-MPa gün 1 yıl 28 gün 7 gün Blaine inceliği m 2 /kg

96 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN PRİZ Z SÜRESS RESİ 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.

97 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN PRİZ Z SÜRESS RESİ 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.

98 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN PRİZ Z SÜRESS RESİ 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.

99 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN PRİZ Z SÜRESS RESİ Çimentoların n priz süreleri s "Vicat iğnesi" i 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.

100 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN PRİZ Z SÜRESS RESİ Daha sonra Vicat iğnesi i 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.

101 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN PRİZ Z SÜRESS RESİ 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.

102 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN PRİZ Z SÜRESS RESİ Vicat iğnesi i aletinin değişik ik ve otomatik olanları da bulunmaktadır.

103 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON H 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.

104 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON H ISISI Özellikle barajlar gibi büyük b k kütle k betonlarının üretiminde işi gereği i 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.

105 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON H 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

106 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON H ISISI Çimentoların n hidratasyon ısıları ise kalorimetre cihazı ile ölçülebilmektedir.

107 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN HİDRATASYON H ISILARINA GÖRE G 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

108 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN ÖZGÜL L AĞIRLIA IRLIĞI 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.

109 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN ÖZGÜL L AĞIRLIA IRLIĞI 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.

110 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN MEKANİK K DAYANIMI Hidratasyon olayının n seyrini değiştiren bütün b n faktörler çimentonun dayanımı üzerine de etkilidir.

111 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN MEKANİK K 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

112 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ ÇİMENTOLARIN MEKANİK K DAYANIMI Zaman Faktörü Basınç Diyagramı f = a + blnt Zaman (Gün) Bağıntı 500 güne kadar anlamlı

113 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Çimento özelliklerinin dayanım üzerine etkileri ÇİMENTO TİPİT ÇİMENTO İNCELİĞİ MİNERAL KATKILAR KİMYASAL KATKILAR

114 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Ortam koşullar ullarının n dayanıma etkisi SICAKLIK BAĞIL NEM Kür r koşullar ulları

115 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ DAYANIMI ETKİLEYEN FAKTÖRLER Ortam koşullar ullarının n dayanıma etkisi Nem ve rüzgar: r Ortamın n nemi düşük d k ve aşıa şırı rüzgarlı ise hızlh zlı buharlaşmaya neden olur. Sonuç : Hidratasyon için i in gerekli yeterli su olmazsa, hidratasyon yavaşlar veya duraklar. Bu duruma paralel olarak beton dayanımındaki ndaki artış ya azalır r veya tamamen durur.

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

117 SICAKLIK ETKĐSĐ Döküm m ve sertleşme sırasında yüksek y sıcakls caklıklar klar erken dayanımlar mları artırmakla rmakla birlikte ileriki yaşlardaki dayanımlar mları düşürmektedir Basınç Dayanımı (MPa) Beton Yaşı : 28 gün Nedeni: Hızla erken gelişen en hidratasyonun daha zayıf f bir yapı oluşturmas turmasıdır. r gün Kür Sıcaklığı ( C)

118 NEM ETKĐSĐ Çimentonun hidratasyonun sürekli olabilmesi için i in ortamda suyun bulunması gerekmektedir. Çimento tarafından bağlanan su (g/g) Bağı ğıl l nemin %80 altına düştüğü durumlarda hidratasyon oldukça yavaşlamakta, %30 un altında ise pratik olarak durmaktadır. r Toplam su Buharlaşmayan su Nem Oranı

119 SICAKLIK ETKĐSĐ Karışı ışımdan sonraki ilk iki saatteki sıcakls caklığın n betonun dayanım gelişimine imine etkisi 50 Basınç Dayanımı (Mpa) C 13 C 21 C 46 C 38 C 29 C Süre (gün) 180

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

121 ÇĐMENTOLARIN GENEL ÖZELLĐKLERĐ ve DENEYLERĐ PRİZ Z HIZLANDIRMA YÖNTEMLERY NTEMLERİ Prizi çabuklaştıran katkı maddeleri kullanmak Suyun buharlaşmas masına yol açmayacak a şekilde ( C) doygun buhar banyosu yaptırmak.

122 RÖTRE RÖTRE (BÜZÜLME) ENGELLENĐRSE ÇATLAK OLUŞUR. UR. RÖTRE nin (BÜZÜLME) ZARARLARI 1. ÇATLAKLAR OLUŞMASI 2. DONATIDA PARAZĐT T GERĐLMELER OLUŞMASI ÇATLAKLAR ÇEKME DAYANIMINI DÜŞÜRÜRD ĐÇERĐYE GĐREN G SU ĐLE BĐRLB RLĐKTE DONA DAYANIKLILIK AZALIR! KĐMYASAL ETKĐLERE DAYANIKLILIK

123 PLASTĐK RÖTRE ÇATLAĞI

124 PLASTĐK RÖTRE ÇATLAĞI

125 PLASTĐK RÖTRE ÇATLAĞI

126 HĐDROLĐK K RÖTRER TERMĐK K RÖTRER RÖTRE BOŞLUKLARDAK LUKLARDAKĐ SUYUN KAYBI KÜTLE BETONLARINDA ĐÇ-DIŞ SICAKLIK FARKI BÜNYESEL RÖTRER ÇĐMENTO HĐDRATASYON H ÜRÜNLERĐNĐN DAHA AZ HACĐM M KAPLAMASI ERKEN PLASTĐK K RÖTRER TERLEMENĐN N BUHARLAŞMAYI KARŞILAYAMAMASI KARBONATLAŞMA RÖTRESR TRESĐ KARBONATLAŞMA SONRASINDA ORTAYA ÇIKAN SUYUN BUHARLAŞMASI 3Ca(OH) 2 +CO 2 CaCO 3 +H 2 O

127 RÖTRE ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN N RÖTREYE R 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 r meydana getirirler. İncelik ile artan su miktarı da rötrenin r 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.

128 RÖTRE ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN N RÖTREYE R ETKİSİ Çimentonun kimyasal bileşiminin iminin rötre r üzerinde önemli bir etkisi olup olmadığı ise tartışı ışılan bir konudur. Bazılar larına göre g böyle b bir etki pratik yönden y mevcut değildir. Çimentonun bazı genleştirici maddeleri içermesi i nedeniyle bu görüşe g katılmak mümkm mkün n olmamaktadır. 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 r (genleşen) en) çimento yapılabilmektedir.

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

130 RÖTRE ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNİN N RÖTREYE R ETKİSİ çimentonun karma bileşenlerinin enlerinin rötre r üzerine etkileri kesin olarak bilinmemekle beraber şu u görüşler g geçerlidir erlidir : Bir çimentoda fazla miktarda C 2 S bulunması rötrenin fazla olmasına yol açabilir. a abilir. Çünk nkü bu bileşenin enin hidratasyonu oldukça a yavaş gerçekle ekleşmektedir. Bu nedenle C 2 S in fazla olması buharlaşmayan su miktarını azaltacak, buharlaşabilen abilen suyun miktarını arttıracak racak ve bu durumda rötre fazlalaşacakt acaktır. Değişik ik tip çimentolar bakımından karşı şılaştırma yapılırsa; hidratasyon hızı düşük k olan puzolanik çimentoların n Portland çimentolarından ndan daha fazla rötre r yapmaya elverişli li olduğu u söylenebilir. s

131 RÖTRE ÇİMENTO RÖTRESR TRESİ ÖLÇÜMÜ Çimentoların n rötresi r saf çimento hamurundan prizmalar üzerinde rötreyi r 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 n rötresi: r ε t = L o L L o t

132 ÇĐMENTO ÇİMENTO KİMYASAL K DAYANIKLILIĞI Bağlay layıcı maddelerde aranan en önemli özellik bu malzemenin yüksek bir dayanıma sahip olması ve bunu zamanla yitirmemesidir. Çimentoların n içinde i inde bulunan zararlı maddeler doğrudan doğruya hacim sabitliğini ini bozan, sönmemis nmemiş kireç (Ca0), magnezi (Mg0) ve S0 3 'dür. Bunların n su ile yaptıklar kları reaksiyon sonucu önemli bir hacim artması meydana gelir.

133 ÇĐMENTO LE CHATELİER ER DENEYİ Sönmemiş kireç ve magnezinin çimento içinde i inde zarar oluşturabilecek miktarda bulunup bulunmadığı ığı,, pratik bir deney olan ve TS EN de belirtilen, Le Chatelier (Genleşme) deneyi ile saptanabilir. Genleşme deneyinin esas amacı,, bağlanmam lanmamış (serbest) CaO ve/veya MgO hidratasyonu sebebiyle sonradan ortaya çıkabilecek genleşme riskinin değerlendirilebilmesidir. erlendirilebilmesidir.

134 ÇĐMENTO LE CHATELİER ER DENEYİ Bu deneyde kullanılan lan alet 30 mm çaplı yarık k bir silindir ve yarık kenarlara bağlı 150 mm uzunluğundaki undaki iğnelerden i ibarettir Pirinç silindir bir cam üzerine konulup, içine i ine standart kıvamda k çimento hamuru doldurulur. Üst yüzey y düzeltildikten d sonra, cam levha ile kapatılır r ve üstüne bir ağırlık k konur. 24±0.5 saat kalıp p su içinde i inde (veya 20 C, %98 bağı ğıl l nem ortamında) tutulduktan sonra iğnenin i iki ucu arasındaki uzaklık ölçülür. (a) r. (a)

135 ÇĐMENTO LE CHATELİER ER DENEYİ Sudan çıkarılan kalıp p tekrar suya konur ve 30±5 5 dakikada kaynama noktasına na gelinceye kadar ısıtılır. 3saat ± 5 dakika kaynar su içinde i inde kalan kalıp çıkarılarak, tekrar iğne i uçları arası uzaklık ölçülür (b) Daha sonra kalıbın n 20±2 C a a kadar soğumas uması sağland landıktan sonra iğnenin iki ucu arasındaki uzaklık k tekrar ölçülür (c). c - a 10 mm olması istenir.

136 ÇĐMENTO SO 3 S0 3 çimento içine i ine hammaddelerden, katkılardan veya kullanılan lan yakıttan girmektedir. Ayrıca klinkere eklenen alçı taşı şından kaynaklanan S0 3 sülfo - aluminat tuzlarının n oluşmas masına neden olmaktadır. Bu maddenin CEM I, CEM II, CEM IV ve CEM V için i in %3.5 den CEM III için i in ise % 4 ' den fazla olmaması istenir.

137 ESKĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ PÇ (TS 19) PÇ 32.5 PÇ 42.5 KATKILI ÇİMENTOLAR KÇ 32.5 TÇ 32.5 PÇ 52.5 BEYAZ ÇĐMENTO (BPÇ 32.5, BPÇ 42.5) YÜKSEK FIRIN CURUFLU(CÇ 32.5, CÇ 42.5) SÜLFATA DAYANIKLI (SDÇ 32.5)

138 KATKILI KATKILI ÇĐMENTOLAR MENTOLAR ÇĐMENTO TĐPĐ ĐŞARET PÇ KLĐNKERĐ YÜKSEK FIRIN CURUFU SĐLĐKA TOZU PUZOLAN VOLKANĐK, TORTUL AKTĐF KĐL UÇUCU KÜL SĐLĐSLĐ KALKERLĐ PĐŞMĐŞ ŞĐST KALKER TOZU PORTLAND KOMPOZE PKÇ/A PKÇ/B PUZOLANĐK PZÇ/A PZÇ/B KOMPOZE KZÇ/A KZÇ/B PORTLAND CURUFLU PCÇ/A PCÇ/B PORTLAND KALKERLĐ PLÇ/A PLÇ/B

139 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T Çimentolarla ilgili yeni Türk T standardı olan TS EN Genel Çimentolar standardı kapsamındaki 27 farklı genel çimento, aşağıda verilen 5 ana tipte olmak üzere gruplandırılm lmıştır. CEM I Portland çimentosu CEM II Portland-kompoze çimento CEM III Yüksek Y fırın f n cüruflu c çimento CEM IV Puzolanlı çimento CEM V Kompoze çimento

140 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T TS EN standardında çimentoların n tanımı, ana çimento tipi, Portland çimentosu klinkeri oranı, ikinci ana bileşen, en, standart dayanım m sınıfı s (28 günlg nlük) ve erken dayanım m kazanma hızıh dikkate alınarak yapılm lmıştır.

141 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T TS EN deki değişik ik çimento tiplerine göre g çimentonun bileşen en malzemeleri şu şekildedir: ana bileşen, en, (örn. Portland çimentosu klinkeri); ikinci ana bileşen, en, (örn. uçucu u ucu kül, k yüksek y fırın f n cürufu, c kalker, silis dumanı); (majör r katkılar) minör r ilave bileşen, en, (örn. uçucu u ucu kül, k yüksek y fırın f n cürufu, c kalker, doğal puzolan) priz ayarlayıcı, (örn. kalsiyum sülfat; s alçıta taşı) kimyasal katkılar, (örn. pigmentler, hava sürükleyici s katkılar).

142 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T İkinci ana bileşeni eni belirten harfler ise şöyledir: S- granüle yüksek y fırın f n cürufu; c D- silis dumanı; P- doğal puzolan; Q- doğal kalsine puzolan; V- silissi uçucu u ucu kül; k W- kalkersi uçucu u ucu kül; k T- pişmi miş şist; M- yukarıdakilerden ikisi veya daha fazlası L- kalker

143 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T Ülkemizde TS EN 197-1'e 1'e göre, g en son şekliyle 32.5, 42.5 ve 52.5 MPa olmak üzere üç standart dayanım m sınıfıs bulunmaktadır. Ayrıca her dayanım m sınıfıs için in iki erken dayanım m sınıfıs tanımlanm mlanmıştır. Dayanım Sınıfı Basınç Dayanımı (MPa) Erken Dayanım Standart Dayanım 2 günlük 7 günlük 28 günlük 32.5 N R N R N R Priz başlama süresi(dk) Genleşme (mm) 10

144 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T CEM II/A-S 42,5 N Alt-sınıf N normal erken dayanımı, R hızlı erken dayanım Standart dayanım sınıfları Alt-tip, ikinci ana bileşen (bu örnekte yüksek fırın cürufu) Portland çimentosu klinkerinin oranı (A) yüksek, (B) orta ve (C) düşük Ana çimento tipi

145 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T Bileşim (kütlece % olarak) Ana tipler Genel çimento tipleri Klinker K Yüksek fırın cürufu S Silis dumanı D Ana bileşenler Puzolan Uçucu kül Pişmiş Kalker Doğal Doğal kalsine Silissi Kalkersi şist P edilmiş V W T L LL Q Minör ilave bileşen CEM I Portland Çimento CEM I

146 Ana tipler CEM II Portland cüruflu çimento Portland silis dumanlı çimento Portland puzolanlı çimento Portland uçucu küllü çimento Genel çimento tipleri YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ (TS-EN197) Klinker K Yüksek fırın cürufu S Silis dumanı D Bileşim (kütlece % olarak) Ana bileşenler Puzolan Uçucu kül Pişmiş Kalker Doğal Doğal kalsine Silissi Kalkersi şist P edilmiş V W L LL T Q Minör ilave bileşen CEM II/A-S CEM II/B-S CEM II/A-D CEM II/A-P CEM II/B-P CEM II/A-Q CEM II/B-Q CEM II/A-V CEM II/B-V CEM II/A-W CEM II/B-W Portland pişmiş şistli çimento Portland kalkerli çimento Portland kompoze çimento CEM II/A-T CEM II/B-T CEM II/A-L CEM II/B-L CEM II/A-LL CEM II/B-LL CEM II/A-M CEM II/B-M

147 YENĐ ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ TS EN 197-1'e 1'e göre g Çimento Türleri T Bileşim (kütlece % olarak) Ana bileşenler Ana tipler Genel çimento tipleri Klinker K Yüksek fırın cürufu S Silis dumanı D Puzolan Uçucu kül Pişmiş Kalker Doğal şist Doğal Silissi Kalkersi kalsine edilmiş P V W Q T L LL Minör ilave bileşen CEM III CEM IV CEM V Yüksek fırın cüruflu çimento Puzolanik çimento Kompoze çimento CEM III/A CEM III/B CEM III/C CEM IV/A CEM IV/B CEM V/A CEM V/B

148 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Portland Tipi Çimento TürleriT TS 197-1'e 1'e göre g ülkemizde üretilen Portland çimentoları,, en son şekliyle aşağıa ğıda görüldg ldüğü gibi üç tiptir. CEM I 32.5 (Normal Portland Çimentosu) CEM I 42.5 (Yüksek Dayanıml mlı Çimento) CEM I 52.5 (Yüksek Dayanıml mlı Çimento)

149 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Portland Tipi Çimento TürleriT CEM I 42.5 ve CEM I 52.5 CEM I 32.5 a a göre; g daha fazla kalker içerirler i ve daha ince öğütülmüşlerdir. lerdir. Bileşiminde iminde C 3 S daha fazla olduğundan undan dayanımlar mları daha fazladır. Bu nedenle PÇ32.5'a P kıyasla k daha fazla Ca(OH) 2 oluşur. ur. Bu yüzden y kimyasal dayanıkl klılıkları daha azdır. Hidratasyon ısıları fazladır r ve daha fazla karışı ışım m suyu gerektirirler. Bu çimentolar yüksek y yapılar için i in arzu edilen özelliklere sahiptirler. Ancak barajlar, deniz yapılar ları,, sülfatls lfatlı zeminlerde yapılacak inşaatlar için i in uygun değillerdir.

150 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Portland Tipi Çimento TürleriT Yurt dışıd ışında ise, çimento için i in çok yaygın n olarak Amerikan ASTM sınıflandırılması kullanılmaktad lmaktadır. Çimento Tipi Ana Bileşenlerinin Miktarları (%) Đncelik (cm 2 /g) ASTM CSA C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF I Normal II Orta (Ara tip) III Yüksek hızla dayanım kazanan IV Düşük Isılı V Sülfata Dayanıklı

151 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Portland Tipi Çimento TürleriT Amerikan ASTM sınıflands flandırılmasına göre; g Bir Portland çimentosunun hangi hızla h hidratasyon yapacağı ğı, hangi hızla h ve ne kadar hidratasyon ısısı açığa çıkaracağı, hangi hızla h dayanım m kazanabileceği i ve hangisinin sülfat s etkilerine daha dayanıkl klı olabileceği, i, karma bileşenlerinin enlerinin miktarlarına bağlı olarak anlaşı şılabilmektedir.

152 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Portland Tipi Çimento TürleriT Örneğin, inceliği i aynı olmak koşulu ile II.tip çimentonun C 3 A içeriği i I.tip çimentodan daha az olduğundan, undan, hidratasyon ısısı I.tip çimentoya göre g daha düşük, d sülfat s etkilerine dayanıkl klılığıığı ise daha yüksektir. y Çimento Tipi Ana Bileşenlerinin Miktarları (%) Đncelik (cm 2 /g) ASTM CSA C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF I Normal II Orta (Ara tip) III Yüksek hızla dayanım kazanan IV Düşük Isılı V Sülfata Dayanıklı

153 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ III.tip çimentonun diğerlerine göre g daha fazla C 3 S içermesi i ve C 3 S nin erken dayanıma katkısı bulunması nedeni ile III.tip çimentonun erken dayanımı yüksek olmaktadır. İnceliğinin inin ve C 3 S içerii eriğinin inin fazlalığı nedeniyle, bu tip çimentolar yüksek oranlarda hidratasyon ısısı açığa çıkarırlar. rlar. Çimento Tipi Ana Bileşenlerinin Miktarları (%) Đncelik (cm 2 /g) ASTM CSA C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF I Normal II Orta (Ara tip) III Yüksek hızla dayanım kazanan IV Düşük Isılı V Sülfata Dayanıklı

154 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ ASTM Portland Çimentolarının n Dayanım m Kazanma Oranları Çimento Tipi I. Tip normal çimentoya kıyasla dayanım kazanma (%) 1. Gün 7. Gün 28. Gün 3 Ay I II III IV V

155 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Normal Portland Çimentosu En çok kullanılan lan çimento türüdür. t r. Normal Portland çimentosu (CEM I) zemininde veya yer altı suyunda sülfat s bulundurmayan normal betonarme yapılar için i in uygundur.

156 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Normal Portland Çimentosu Bu çimento yaklaşı şık k %95-%100 %100 klinker kullanılarak larak üretilir. Ancak içinde i inde çok az oranda (%5) ilave bileşenler enler de (CaSO 4 ve yardımc mcı öğütücü maddeler dışıd ışında) bulunabilir. Klinker bileşiminde iminde C 3 S ve C 2 S miktarlarının n klinker kütlesinin k 2/3 ünden az ve CaO/SiO 2 oranının n kütlece k 2.0 den az olmaması sınırları bulunmaktadır. MgO içerii eriği i en fazla %5 olarak sınırlands rlandırılmıştır.

157 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Ultra Erken Dayanımı Yüksek Çimento Bu tip çimentolar, hızlh zlı dayanım gelişimi imi sağlamas laması bakımından çok ince öğütülmüşlerdir. lerdir. Blaine inceliği i cm 2 /g civarındad ndadır. C 3 S içerikleri i %45-48, 48, C 3 A içerikleri i % arasındad ndadır.

158 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Ultra Erken Dayanımı Yüksek Çimento İnceliklerin fazla olması nedeniyle hızlh zlı hidratasyon yapar. Çok ince ve hidratasyon hızının h n yüksek y olması nedeni ile erken yaşlardaki dayanım m gelişimleri imleri de yüksektir. Örneğin, 16 saatte, hızlh zlı dayanım m kazanan Portland çimentosunun 3 günlg nlük k dayanım m değerine, erine, 24 saatte ise, 7 günlg nlük k dayanım m değerine erine erişir. ir. 28 günden g sonraki dayanım m artışı ise çok azdır.

159 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Ultra Erken Dayanımı Yüksek Çimento Son zamanlarda C 3 S içerii eriği çok yüksek y (%60) ve C 2 S içerii eriği çok düşük d k (%10) olan ultra erken yüksek y dayanıml mlı çimentolar yapılmaktad lmaktadır. Bunların n priz başlang langıç süresi 70 dakika, bitiş süresi ise, 95 dakika civarında olmaktadır. Bu nedenle söz s z konusu çimentoların n işlenebilirlik i süresi s daha azdır. Ultra erken dayanımı yüksek çimento, erken dayanım m istenen ve hemen hizmete girmesi gereken bir çok yapıda başar arıyla kullanılabilir. labilir.

160 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Düşük ısılı Portland Çimentosu Büyük k hacimli kütle k betonlarında, nda, çimento hidratasyonunun gelişimiyle imiyle sıcakls caklığın yükselmesi betonda ciddi çatlaklara yol açabildiğinden, inden, bu tip yapılarda kullanılacak lacak çimentonun hidratasyon ısısının n düşük d k olması zorunludur. Bu amaçla geliştirilen düşük d ısılı Portland çimentosu, ASTM standardında Tip IV çimentosuna karşı şıt t gelir.

161 ÇĐMENTO TĐPLERT PLERĐ Düşük k Isılı Portland Çimentosu İngiliz BS 1370 (1979) standardında da bulunan bu tür t çimentoların n 7 günlg nlük k hidratasyon ısısı 60 cal/g ve 28 günlg nlük hidratasyon ısısı ise 70 cal/g dır. Düşük ısılı Portland çimentosunun C 3 S ve C 3 A gibi hızlh zlı hidrate olan bileşenlerinin enlerinin oldukça a az olması,, dayanımının n normal Portland çimentosundan daha yavaş gelişmesine neden olur. Ancak son dayanım m değerleri erleri aynıdır. Diğer taraftan, dayanım m gelişiminin iminin yeterli olması için in çimento inceliğinin inin en az 3200 cm 2 /g olması gerekir.

162 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Çimentolar kimyasal yapılar ları ve fiziksel özellikleri farklı olduğundan, undan, hidratasyon sırass rasında farklı davranış ışlar gösterir. Çimento üretiminde, hammaddeleri uygun seçmek koşulu ile, istenen özelliklerde değişik ik çimentolar elde edilebilir. Ekonomik bakımdan ucuz olması ve çevreye daha az zarar vermesi nedeniyle, bazı inorganik doğal malzemeler veya endüstriyel atık k maddeler eklenerek de çimento üretimi yapılmaktad lmaktadır.

163 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Curuflu Çimentolar Ham demir üretimi artığı olan cürufda c genel olarak % Al 2 0 3, % Si0 2, % Ca0, ve az oranlarda Mg0, Fe 2 0 3, MnO, CaS ve MnS bulunur. Bileşiminden iminden de kolaylıkla kla görüldg ldüğü gibi curuf, çimento üretiminde özel işlemlerle i kil yerine kullanılabilir. labilir. Ayrıca agrega yerine de beton üretiminde kullanılır. Bu malzemenin üçünc ncü kullanım şekli ise, bir bağlay layıcı maddeye (Portland çimentosu, kireç,, alçı gibi) karış ıştırılarak kullanılmas lmasıdır.

164 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Curuflu Çimentolar Curuf aniden soğutulup, amorf ve camsı yapıya gelince, Portland klinkeri ile karış ıştırılıp, alçı taşı eklenmesinden sonra birlikte öğütülerek veya ayrı ayrı öğütüldükten sonra karış ıştırılması ile çimento haline getirilir. Curufun klinkere oranla daha zor öğütülebilir olması,, birlikte öğütme koşullar ullarında klinkerin ince, curufun ise daha kaba kalması durumunu ortaya çıkarır. r. Bu nedenle ayrı ayrı öğütme koşullar ullarında elde edilen curuflu çimento ile yapılan betonlarda, işlenebilirlik i ve dayanım m bakımından daha iyi sonuçlar alınmaktad nmaktadır.

165 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Curuflu Çimentolar Curuflu çimentoların n hidratasyonu daha yavaş gelişti tiğinden, inden, daha uzun süre s kür k r gerektirir. Bu nedenle kurak iklimli bölgelerde kullanılmas lması doğru değildir. Sülfatlı sular, deniz suları,, klorlu sular, karbonatlı sular, termal sular, buz çözücü maddeler vb. ile yapılan uzun süreli s deneyler sonucunda curuflu çimentoların n zararlı kimyasal etkiler altında performanslarının n yüksek y olduğu u belirlenmiştir.

166 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Curuflu Çimentolar Cüruflu çimentoların özellikleri aşağıa ğıdaki şekilde özetlenebilir : a) Mekanik dayanımlar mları ilk günlerde, g aynı miktarda çimento ve S/Ç oranı için in Normal Portland çimentolarına na kıyasla k düşüktd ktür. b) Curuflu çimentolar soğuk havada kullanılmaya lmaya elverişli li değildir. c) Kimyasal etkilere karşı dayanıkl klılığıığı fazladır. Deniz suyu ve sülfatls lfatlı ortamlara Portland çimentosundan daha dayanıkl klıdır. d) Düşük k hidratasyon ısıları vardır. r. Bu nedenle bu çimentolar baraj inşaat aatı gibi büyük b k kütleli k yapılar için i in uygundur.

167 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Curuflu Çimentolar Cüruflu çimentoların özellikleri aşağıa ğıdaki şekilde özetlenebilir : e) Üretim enerjisi ve hammadde kullanımı bakımından maliyetleri daha düşüktür r. f) Daha geçirimsiz beton yapımına uygun olup, don olayına daha dayanıkl klıdır.

168 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Aluminli Çimentolar Bu çimentolar, boksit ile kalkerin bir döner d fırında f eritilinceye (1700 C) kadar pişirilmesi irilmesi ile elde edilir. Bu çimentolarda alumin miktarı % 30' dan fazladır. Aluminli çimentonun esas karma bileşenleri enleri kalsiyum aluminat (CA) ve dikalsiyum silikat (C 2 S) dır. d Bu çimento asit karakterli olduğundan undan asitlerden zarar görmez.

169 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Aluminli Çimentolar Genel olarak bu çimentolar aşağıa ğıdaki kimyasal bileşime ime sahiptir. Ana Oksit Ağırlıkça(%) Alumin (Al 2 O 3 ) Kireç (CaO) Demir oksit (Fe 2 O 3 ) 5-15 Silis (SiO 2 ) 4-10

170 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Aluminli Çimentolar Aluminli çimentoların özellikleri aşağıa ğıdaki şekilde özetlenebilir : a) Bu çimentoların n mekanik dayanımlar mları hızlı bir şekilde gelişir. ir. Aynı koşullarda 1 günlg nlük k dayanımı,, Portland çimentosunun 8 aylık dayanımına na eşdee değerdir. erdir. b) Bu çimentoların n prizi ve sertleşmesi sırass rasında önemli derecede ısı çıkar. c) Aluminli çimentolarla üretilen betonlarda Ca(OH) 2 oluşmaz. Bu nedenle kimyasal etkilere çok dayanıkl klıdır. d) Aluminli çimentoların n hidratasyonu için i in fazla su gerekir. e) Yüksek sıcakls caklıklara klara karşı dayanıkl klıdır.

171 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Uçucu Kül K Çimentoları Uçucu küller k çimentoya hammadde olarak, klinker ve alçıta taşı ile birlikte öğütülerek veya mamul çimentoya doğrudan olmak üzere üç şekilde katılabilir. TS EN Genel çimentolar standardında, nda, sillissi ve kalkersi uçucu u ucu küllerin klinkere ağıa ğırlıkça a %6-35 arası oranda katılabilece labileceği i belirtilmiş ve Portland-Uçucu küllk llü çimento (CEM II) olarak adlandırılm lmıştır. Uçucu küllk llü çimentoların, n, istenen mekanik özellikleri sağlayabildikleri takdirde, sülfata s dayanıkl klılık, k, geçirimsizlik, düşük d k hidratasyon ısısı gibi olumlu yönleri y vardır. r.

172 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Portland Puzolanlı Çimento Ülkemiz için i in en önemli çimento türü, t, doğal puzolan kullanılarak larak üretilen Portland puzolanlı çimentolardır r (CEM II/AB-PQ). Bu tip çimentolar daha önce Traslı(TS 26) ve Katkılı(TS 10156) çimentolar olarak tanımlanmaktayd mlanmaktaydı. Portland puzolanlı çimentolarda TS EN e göre, g doğal ve doğal kalsine edilmiş puzolan miktarı % arasındad ndadır. Portland puzolanlı çimento üretimi, klinker, puzolanik madde ve bir miktar alçı taşı karışı ışımının n birlikte öğütülmeleri ile yapılmaktad lmaktadır.

173 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Portland Puzolanlı Çimento Fırına girmeyen malzeme miktarının n fazlalığı ığı,, bu tip çimentonun üretiminin ekonomik olmasını sağlar. Her %1 oranında nda puzolan katkısının çimento maliyetine %0.5 düşüşd sağlad ladığı araştırmalar rmalar sonucu ortaya çıkmıştır. Bu nedenle puzolan katkılı çimento üretimi, bir çok fabrikada normal Portland çimentosu üretiminin önüne ne geçmi miştir. Ülkemiz puzolan kaynakları açısından zengindir. Bu nedenle traslı çimentoların n bilinçli üretimi ve bilinçli tüketimi t halinde, ülkemiz açısından yararlı sonuçlar verir.

174 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Portland Puzolanlı Çimento Puzolanlı çimentoların n olumlu ve olumsuz yönleri y vardır. r. Olumlu yönleri: y Ülke ekonomisi açısından a yararlıdır, r, Üretim sırass rasında daha az çevre kirliliği i yaratır, r, Zararlı ortamlara dayanıkl klıdır, Hidratasyon ısısı düşüktür, İyi kohezyon özelliği i vardır, r, Uzun süreli s dayanım m artışı gösterir.

175 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Portland Puzolanlı Çimento Puzolanlı çimentoların n olumlu ve olumsuz yönleri y vardır. r. Olumsuz yönleri: y İlk dayanımlar mların n nispeten düşüktd ktür, Daha iyi bakım m gerektirir, Soğuk bölgelerde b daha dikkatli kullanım m gerektirir, Çok ince trasla öğütülmüş çimentolarda erken rötre r olayı fazladır. Ancak bu özellikler her traslı çimento için i in geçerli erli olmayabilir.

176 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Portland Puzolanlı Çimento Traslı çimentoların n sorunu; puzolanlarda bağlanmayan silis yüzdesinin y fazla olması halinde, bu silisin puzolanik aktivite göstermemesi g nedeniyle, geçirimlilik ve dayanıkl klılık k yönünden y nden sakıncalar oluşturmas turmasıdır. r. Bazı traslarımız z yüksek y oranda (%7) bağlanmayan silis içermektedir. Ancak CEM II/B-P P için i in bu değer er %1 ile sınırls rlıdır. r.

177 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Portland Puzolanlı Çimento Sözü edilen özellikler CEM II tipi Çimentoları aşağıda belirtilen işler için i in uygun kılar: k Büyük k kütleli k yapılar, temel inşaatlar aatları,, depo-silo inşaatlar aatları,, sıva s işleri, briket vb. yapı elemanı üretimi ve özelliği i olmayan basit bina inşaatlar aatları. Buna karşı şılık k bu tip çimentoları yüksek dayanım m gerektiren yüksek yapılar vb. yerlerde kullanmak doğru değildir.

178 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Beyaz Çimento Hammaddesi beyaz kil (kaolen), kalker, mermer tozu olan bir Portland çimentosudur. Demir oksit (Fe ) (%0.3 den az) ve manganın çok az olması nedeniyle, hafif yeşil il-beyaz renkte olan bu çimento mimari gaye ile yapılarda kullanılır.

179 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Beyaz Çimento Mekanik özelliklerinin normal Portland çimentosu ile aynı olması istenir. Beyaz çimentonun üretiminde kullanılan lan hammaddeler farklı olduğu u gibi üretim yöntemleri y de Portland çimentosundan farklıdır. r. Bu nedenle maliyetleri normal Portland çimentosunun 3 katı kadardır. r.

180 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Renkli Çimentolar Bu tip çimentolar, beyaz çimento içine i ine inceliği çimento ile aynı olan toz halindeki (% arasında) metal oksitlerinden oluşan pigmentlerin eklenmesi ile elde edilir. Örneğin, sarı renk için; i in; demir oksit hidrate, kırmk rmızı renk için; i in; demir oksit, yeşil renk için; i in; krom oksit, mavi renk için; i in; Lazurite, siyah renk için; in; magnetik demir oksit, beyaz renk için; i in; titan oksit kullanılır. Pigmentler çimentonun dayanımına na ve sürüklenmis klenmiş hava üzerine olumsuz etki yapabilirler. Örneğin, çok ince pigmentler su ihtiyacını arttırarak rarak karışı ışımın n hava içerii eriğini ini azaltırlar.

181 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Harç Çimentosu Yüksek dayanım m gerektirmeyen dolgu, sıva, s harç işlerinde kullanılan, lan, %60 a kadar puzolanik madde içeren i özel bir bağlay layıcıdır. Üretimde puzolan olarak uçucu u ucu kül, k tras ve curuf gibi maddeler kullanılır. Ekonomiktir, ancak Normal Portland çimentosunun yerine betonarme inşaatlarda kullanılmamas lmamasına dikkat etmek gerekir. Harç çimentosunun 7 ve 28 günlg nlük k basınç dayanımlar mlarının n sırass rasıyla en az 10 MPa ve 16 MPa olması istenir.

182 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Sülfata Dayanıkl klı Çimentolar Çimentoların n sülfata s karşı en dayanıks ksız ögesi C 3 A karma oksitidir. Portland çimentolarında nda C 3 A karma oksiti %8-11 oranlarında nda değişti tiğinden, inden, bu tip çimentoları sülfat etkisinde kalan yapı elemanlarında nda kullanmak doğru değildir. C 3 A içerii eriği i belli bir değerden erden düşük d k olan çimentolar da sülfata s dayanıkl klı çimento olarak adlandırılır. r.

183 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Sülfata Dayanıkl klı Çimentolar Sülfata dayanıkl klı çimentolar, içinde i inde en fazla %5 oranında nda C 3 A içeren klinkerin bir miktar alçı taşı ile öğütülmesi sonucu üretilir. Bu çimentoda C 3 A ve (C 4 AF + 2C 3 A) miktarları sırasıyla en fazla %5 ve %25 olmalıdır. Bu tip çimentolar deniz suyu ve sülfatls lfatlı su içeren i zeminler ve diğer sülfatls lfatlı ortamlar için i in en dayanıkl klı çimentolardır. r.

184 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Sülfata Dayanıkl klı Çimentolar Normal Portland çimentosu S/Ç oranı : 0.65 Sülfata dayanıkl klı çimento S/Ç oranı : 0.65

185 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Süper Sülfat S Çimentosu Bu çimento, % oranında nda (en az %65) granüle yüksek fırın f n curufu içerir. i Üretimde ayrıca anhidrit (% oranında nda CaSO4) ve en çok %5 oranında nda PÇP klinkeri kullanılır. İncelikleri cm 2 /g dır.

186 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Süper Sülfat S Çimentosu Süper sülfat s çimentosunun hidratasyon olayının n gelişimi imi farklıdır. r. İlk günlerdeki g dayanım m daha çok kalsiyum-alumino alumino-sülfohidrat lfohidrat (ettringite) oluşumundan umundan ve daha sonraki dayanımlar ise CSH oluşumundan umundan sağlanmaktad lanmaktadır. Bu çimento, kimyasal etkilere (özellikle( sodyum ve kalsiyum sülfat etkilerine) dayanıkl klıdır.

187 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Erken Dayanımı Yüksek Çimentolar Bu tip çimentolar ince öğütülmüş (en az 3500 cm 2 /g Blaine) bağlay layıcılar lar olup, hızlı dayanım m gerektiren yerlerde kullanılır. Bu çimentoların n 2 ve 7 günlg nlük dayanımlar mları (30 MPa ve 40 MPa) aynı tip Normal Portland çimentolarına na kıyasla yüksektir y (10 MPa ve 21 MPa).

188 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Erken Dayanımı Yüksek Çimentolar Hızlı sertleşen en Portland çimentosu (ASTM Tip III), dayanım gelişimi imi daha hızlh zlı olan erken yüksek y dayanıml mlı çimento olarak da tanımlan mlanır Hızlı sertleşen en Portland çimentosunun dayanım m artış hızı yüksek miktardaki C 3 S (%55 den fazla, bazen %70 civarında) içerii eriğine ine ve çimento klinkerinin ince öğütülmesine bağlıdır. Blaine inceliği i 4500 ile 6000 cm 2 /g arasındad ndadır. Daha fazla incelik 10 ile 20 saat arasındaki dayanımı önemli derecede arttırır. r.

189 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Hidrofob Çimentolar Bu tip çimentolar, rutubete karşı dayanıkl klı olması amacıyla, klinkere hidrofob bir eleman (% oranında nda stearik asit, oleic asit) eklenip öğütülmesi ile elde edilir. Bu katkılar aynı zamanda klinkerin öğütülebilirliğini ini arttırır. r. Hidrofob çimento görünüşg olarak normal Portland çimentosuna benzer. Fakat küf k f kokusu gibi bir karakteristik özelliğe e sahiptir. Hidrofob çimentolar suyla kolay ıslanmadıklarından bu tip çimentolar kullanılarak larak üretilen harç ve betonları daha uzun süre s karış ıştırmak gerekir.

190 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Oil-well çimentosu Çok üstün özelliklere sahip bir çimentodur. Grout veya slurry olarak yerkabuğundaki undaki çatlaklardan binlerce metre derinliğe kadar pompalanabilecek işlerde i kullanılır. Yer kabuğunda unda derinliğe e bağlı olarak sıcakls caklık k değişmektedir. Örneğin, 5000 m derinlikte sıcakls caklık k 150 C yi ve basınç 100 MPa ı geçebilir. ebilir. Araştırma rma için i in açılan a sondaj kuyularında derinlik, m civarında olduğundan undan bu tip çimento ile doldurulmaları uygun olmaktadır.

191 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Oil-well çimentosu Bu tip çimentolar yukarıda belirtilen koşullar altında ulaşmas ması gereken yere priz yapmadan gidebilmelidir. Ayrıca, yeniden sondaj işlemine i izin verecek kadar da hızlh zlı dayanım m kazanması gerekmektedir.

192 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Doğal Çimento Bu tip çimento, çimento kayası olarak adlandırılan ve içinde i inde %25 kadar kil içeren i kireçta taşının n kalsinasyonu ve öğütülmesi ile elde edilir. Portland çimentosuna benzeyen bu çimento Portland çimentosu ve hidrolik (su) kireci arasında özelliğe e sahiptir. Doğal çimentonun kalsinasyon sıcakls caklığı düşük k olduğu u için i in pratik olarak C 3 S içermez i ve yavaş sertleşir.

193 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Antibakteriyel çimento Bu çimento mikrobiyolojik fermentasyonu önlemek için i in antibakteriyel maddeler kullanılarak larak üretilen bir Portland çimentosudur. Bakteriyel etkiye, gıda g maddesi üreten tesislerin yer betonlarında nda rastlanılmaktad lmaktadır. Bu gibi yerlerde, çimento üzerinde oluşan bakterilerle birlikte nemin varlığı fermentasyona yol açmaktada maktadır. Ayrıca antibakteriyel çimento su depoları,, yüzme y havuzlarında ve bakteri, mantar bulunan benzer yerlerde de kullanılmaktad lmaktadır.

194 ÖZEL ÇĐMENTOLAR Antibakteriyel çimento Ayrıca antibakteriyel çimento su depoları,, yüzme y havuzlarında ve bakteri, mantar bulunan benzer yerlerde de kullanılmaktad lmaktadır.