YAPI MALZEMELERİ ÇİMENTOLAR

Transkript

1 YAPI MALZEMELERİ ÇİMENTOLAR

2 ÇİMENTOLAR Su ile karıştırıldığında, hidratasyon reaksiyonları ve işlemleriyle priz alarak sertleşebilen bir hamur meydana getiren ve sertleştikten sonra dayanım ve kararlılığını su içerisinde bile sürdürebilen öğütülmüş inorganik bağlayıcılara çimento denir.

3 ÇİMENTOLAR Hidrolik özellikli, diğer bir deyişle su ile temas ettiğinde havada ve su altında sertleşebilme özelliği gösteren ve bozulmayan bağlayıcı madde elde etmek amacıyla başlayan çalışmalar 1755 li yıllara rastlar.

4 ÇİMENTOLAR İngiliz John Smeaton un 1756 yılında Eddystone deniz fenerinin yapımı için kullandığı Aberthaw kireci+italyan puzolanı karışımından elde ettiği bağlayıcıyı ve 1796 yılından itibaren İngiliz James Parker ve James Frost killi kalkerli malzemelerin pişirilmeleri sonucunda ürettikleri doğal çimentoları kullanmışlardır.

5 ÇİMENTOLAR "Çimento" kelimesi, yontulmuş taş kırıntısı anlamındaki Latince "caementum" kelimesinden türemiştir. Daha sonra bu kelime bağlayıcı anlamında kullanılmaya başlamıştır. 19. yüzyılın başlangıcında kil içeren kireçtaşlarının yakılması deneyleri çimentonun keşfine yol açmıştır.

6 ÇİMENTOLAR 1800 lü yılların başında Fransız Louis Vicat su kireci (hidrolik kireç) kullanımıyla ilgili çok önemli çalışmalar yapmıştır. "Ancak Portland çimentosu olarak adlandırılan ve diğer hidrolik bağlayıcılardan daha üstün özelliklere sahip olan bağlayıcı, 1824 yılında İngiltere'nin Leeds kentinde, Joseph Aspdin isimli bir duvarcı ustası tarafından ince taneli kil ve kalker karışımının pişirilmesi ve daha sonra öğütülmesi ile elde edilmiştir.

7 ÇİMENTOLAR Joseph Aspdin, elde ettiği bu bağlayıcı için tarihinde "Portland Çimentosu" adı altında patent almıştır.

8 ÇİMENTOLAR Bu ürüne su ve kum katıldığında ve zamanla sertleşme olduğunda, ortaya çıkan malzemenin İngiltere'nin Portland adasından elde edilen yapı taşlarına benzer.

9 ÇİMENTOLAR Portland adası, İngiltere nin güneyinde, Dorset kıyılarına yakın bir adadır. Bu ada, açık gri renkte olan sağlam ve dayanıklı kalker taşları ile meşhurdur.

10 ÇİMENTOLAR Londra daki Saint Paul katedrali Portland adasından çıkarılan taşlarla yapılmıştır.

11 ÇİMENTOLAR Bu bağlayıcı daha sonraki yıllarda büyük gelişmeler gösterse de "Portland" ismi aynen korunmuştur. Aslında Joseph Aspdin tarafından üretilen bağlayıcı, üretim sırasında yeterince yüksek sıcaklıklarda pişirilmediği için bugünkü Portland çimentosunun özelliklerine tamamen sahip olamamıştır. Yine de halen ayakta olan "Wakefield Arms" binasının Joseph Aspdin'in yaptığı bağlayıcı ile yapıldığı belirlenmiştir.

12 ÇİMENTOLAR Hammaddelerin yüksek sıcaklıklara kadar pişirilip öğütülmesi olayı daha sonra 1845 yılında Isaac Johnson isimli bir İngiliz tarafından erçekleştirilmiştir. Yanda 1824 yılında Joseph Aspdin ve ortağı işadamı John Beverley tarafından Leeds kenti yakınlarındaki Wakefield kasabasında kurulan ve Portland çimentosu üretimi yapılan imalathane görülmektedir.

13 ÇİMENTOLAR Aşağıda Joseph Aspdin in küçük oğlu William Aspdin in bir sermayedar ile birlikte kurduğu Aspdin, Ord. And Co. isimli şirkete bağlı olan çimento fabrikası görülmektedir yılında kurulan bu fabrikada haftada 512 ton çimento üretilmekteydi.

14 ÇİMENTOLAR Türkiye de ilk çimento fabrikaları 1910 yılında Eskişehir de kurulan Arslan ve 1911 yılında kurulan Eskihisar çimento fabrikalarıdır. Ülkemiz 40 civarındaki çimento fabrikası ile Avrupa nın ikinci, dünyanın ise yedinci büyük üreticisi konumundadır. Cumhuriyetin kuruluşuna kadar yıllık toplam üretimi tonu geçmeyen Türk çimento endüstrisi günümüzde 40 milyon tonun üzerinde üretim yapmaktadır.

15 ÇİMENTO ÜRETİMİ Yaklaşık %70 kalker (CaCO 3 ), %30 kil (Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 ) karışımı C de pişirilir ve, erken priz yapmasını önlemek için % 2 ~ 6 oranında jips (alçı taşı) (CaSO 4-2H 2 O) ilave edilerek çimento elde edilir.

16 ÇİMENTO ÜRETİMİ

21 ÇİMENTO ÜRETİMİ Kil ve kalkerin belirli oranlarda homojen bir karışımını elde etmek amacıyla, yaş ve kuru olmak üzere iki yöntem kullanılır. Yaş yöntemde önce kil büyük havuzlara gönderilerek burada malzemenin su içinde dağılması sağlanır. Sonra kırmataş halinde bulunan kalkerle birlikte ıslak olarak değirmende öğütülür ve buradan tekrar havuzlara gönderilir. Bu havuzlarda büyük kanatların döndürülmesi ile karışım homojen hale sokulur. Yapılan analizlerle istenilen bileşim bulununca,

22 ÇİMENTO ÜRETİMİ Kuru yöntemde ise kalker ve kil önce ayrı ayrı kaba bir şekilde öğütülerek saptanan miktarlarda birbirine karıştırılır. Öğütme işlemi hammaddelerin uygun oranlarda karışımını daha hassas yapabilmek, hem de bunların fırında daha iyi ve üniform pişirilmelerini sağlamak için yapılır. Karıştırma işleminde basınçlı hava kullanılarak homojen bir karışım elde edilir. Ancak bu yöntemde de karışımın içinde %10-12 su bulunur.

23 ÇİMENTO ÜRETİMİ HOMOJEN KARIŞIM SAĞLANMASI İlkel malzemelerin yumuşak olması halinde yaş yöntem, sert olması halinde kuru yöntem önerilir. Yaş sistemde karışımın içinde önemli oranda (~%35) su içerdiğinden, fırındaki pişirme işlemi için daha fazla enerji gerekir ve kuru yönteme kıyasla iki kat yakıt harcanır. Yaş sistemin önemli bir avantajı toz kontrolünün daha kolay olması nedeni ile ekolojik yönden sağladığı faydadır. Ancak yakıt maliyetleri işletme masraflarının %30-40 ını teşkil ettiğinden günümüzde daha çok kuru yöntem kullanılmaktadır.

26 ÇİMENTO ÜRETİMİ KARIŞIMLARIN PİŞİRİLMESİ Çimento üretiminde hammaddelerin döner fırına girmeden önceki öğütülmüş ince haline Fransızca da un anlamına gelen farine (farin) denilmektedir. Gerek yaş, gerekse kuru yöntemle hazırlanan farin adı verilen bu karışımlar döner fırınlara gönderilerek pişirilir. Kuru yönteme göre hazırlanan karışımlar için uzunluğunda, yaş yöntemde ise m uzunlukta fırınlar kullanılır.

27 ÇİMENTO ÜRETİMİ KARIŞIMLARIN PİŞİRİLMESİ %3-7 arasında eğime sahip bu fırınların iç çapları, 2-4 m arasında değişir ve içi ateş tuğlası kaplıdır. Genellikle yaş sistemdeki döner fırınlarda boy/çap oranı yaklaşık 30 civarında iken, kuru sistemde ise bu oran yaklaşık 15 dir. Homojen hale getirilmiş ilkel malzeme eğim dolayısıyla kendi ekseni etrafında dönen ( devir/saat) fırında aşağı doğru hareket ederek gittikçe daha yüksek sıcaklığın etkisinde kalır.

30 ÇİMENTO ÜRETİMİ Fırındaki maksimum sıcaklık 1500 C ye kadar yükselmektedir. Bu yüksek sıcaklık altında daha önce ilkel malzemenin ayrışması sonucu oluşan; kireç, silis, alumin, demiroksit aralarında birleşerek, çimentonun karmaşık bileşimleri olan silikatları ve aluminatları meydana getirir.

31 ÇİMENTO ÜRETİMİ Bir ton Portland çimentosu üretebilmek için yaklaşık 1600 kg hammadde kullanılır. Bunun yaklaşık %80 i kalker kökenlidir. Kalkerli maddeler fırında ağırlıklarının %44 ünü oluşturan CO 2 i kaybeder.

32 ÇİMENTO ÜRETİMİ Kireç (CaO) genellikle kalkerli hammaddelerden, Silis (SiO2) ve alumin (Al2O3) ise killi hammaddelerden sağlanır. Demir oksit ise (Fe2O3) killi veya kalkerli hammaddelerin yapısında bulunmaktadır. Al2O3 ve Fe2O3 miktarları yeterli değilse boksit ve demir cevheri ilave edilir.

34 ÇİMENTO ÜRETİMİ Çimento üretimi dünyadaki CO 2 üretiminin %8 nin sorumlusudur.

36 ÇİMENTO ÜRETİMİ KLİNKERİN ÖĞÜTÜLMESİ Soğutucudan çıkan klinker, boyutları 1-3 cm arasında değişen, pürüzlü, gözenekli bir yüzeye sahip, sert, yuvarlak, koyu gri tanelerden oluşur. KLİNKER

37 ÇİMENTO ÜRETİMİ KLİNKERİN ÖĞÜTÜLMESİ Fırından çıkan ve hava ile ani soğutulan koyu gri renkli çimento klinkeri bu haliyle suya karşı hassas değildir, yani su ile birleşerek sertleşmez. Klinker ince öğütülmek suretiyle hidrolik özelliğini kazanır. Yalnız başına, öğütülen klinker su ile ıslatılınca hemen sertleşir.

38 ÇİMENTO ÜRETİMİ KLİNKERİN ÖĞÜTÜLMESİ Klinkere çimentonun priz süresini düzenlemek için az oranda (%3-6) alçıtaşı eklenir. Çimentoya alçı taşı katılmadığı zaman C 3 A hızlı bir şekilde hidratasyon yaparak, daha ilk dakikalarda küçük plaklar şeklinde kristalleri meydana getirmek suretiyle priz yapar. Büyük bir ısının açığa çıkmasıyla oluşan bu olaya ani (flash) priz denilir.

39 ÇİMENTO ÜRETİMİ KLİNKERİN ÖĞÜTÜLMESİ Alçı taşı hızlı sertleşmeyi (priz başlama süresini) bir miktar geciktirmek (1-2 saat) için katılır. Katkılı Portland çimentosu üretiminde ise; puzolan olarak kullanılan hammadde bu aşamada klinkere katılır.

40 ÇİMENTO ÜRETİMİ KLİNKERİN ÖĞÜTÜLMESİ PÇ = KLİNKER + ALÇI TAŞI (PRİZ SÜRESİ) KÇ = KLİNKER + ALÇI TAŞI+PUZOLAN (%19) TÇ = KLİNKER + ALÇI TAŞI+PUZOLAN (%40)

41 ÇİMENTO ÜRETİMİ Klinker ve diğer katkılar çelik bilyalı öğütücülerde boyutları 90 mikron ile 6.5 mikron arasında değişen tanelere dönüştürülerek çimento elde edilir.

42 ÇİMENTO ÜRETİMİ Öğütülen çimento silolara gönderilerek gerekli süre bekletilip soğuması ve kararlı bir durum alması sağlanır. Çimentonun özellikle sıcak ve kuru havalarda iş yerine sıcak gönderilmesi halinde, betondaki su daha çabuk buharlaşmakta ve daha hızlı priz yapmaktadır. Bu nedenle kullanım yerine giden çimento sıcaklığının en fazla 75 C olması istenir.

43 ÇİMENTONUN ANA BİLEŞENLERİ Çimento hammaddeleri yüksek sıcaklıkta pişirilme esnasında kalkerin ayrışması sonucu kireç (CaO) kilin ayrışması sonucu kil mineraline bağlı olarak silis (SiO 2 ) Alümin (Al 2 O 3 ) ve Demir Oksit (Fe 2 O 3 ) ortaya çıkar. Bu ortaya çıkan öğeler asit ve bazik durumlarına göre birbirleriyle birleşerek portland çimentolarının ana bileşenlerini oluştururlar. Pişirilme esnasında oluşan 20 civarındaki eriyikden en önemlileri bu dördüdür ve çimentonun yaklaşık % 95 ini oluşturur.

44 ÇİMENTONUN ANA BİLEŞENLERİ

45 ÇİMENTONUN ANA BİLEŞENLERİ Normal Portland çimentosu (NPÇ) tamamen portland klinkeri kullanılarak yapılır. Katkılı çimento ise %81 portland klinkerine, %19 oranında tras, puzolan, demir cürufu gibi tek başına bağlayıcı özelliği olmayan ucuz malzemeler ilave edilir. TS. ye göre portland klinkerine maksimum %19 tras ilave edildiğinde katkılı çimento, minimum %20 tras ilave edildiğinde ise, traslı çimento meydana gelmektedir. Yani katkılı çimento ile traslı çimento arasındaki fark %1 trastır.

46 ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Çimentonun kullanıldığı yapı türüne ve bölge iklimine göre farklı özelliklerde olması arzu edilir. Örneğin; normal bir yapı için uygun olan çimento, bir deniz yapısı için uygun olmayabilir.

47 ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Özgül Ağırlık: Özgül ağırlık, ağırlığın hacme bölünmesiyle bulunur. 1m 3 betonun bünyesine girecek çimentonun kg olarak belirlenmesi için gereklidir. Bileşiminde mineral katkılar bulunan çimento özgül ağırlıkları 2.95~3.05 gr/cm 3 civarındadır. Portland çimentolarında ise 3.05~3.15 gr/cm 3 civarındadır. Dozaj: Yerine dökülmüş ve sıkıştırılmış bir metreküp betondaki çimentonun kilogram cinsinden miktarıdır.

48 ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Çimentoların İnceliği: Çimento taneleri ne kadar küçükse incelik o kadar fazladır denir. Çimentolar çapı 90 mikron olan eleklerden elendiğinde elek üstünde kalan miktarın %14 den fazla olmaması istenir. Hidratasyon olayı sonunda, yüksek dayanımlar elde edilmesi çimento tanelerinin aktif olmalarına bağlıdır. Aktiflik çimentonun ince öğütülmesiyle gerçekleşir.

49 ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Çimento İnceliğinin Etkileri Çimento ne kadar ince olursa o kadar çok su ihtiyacı olacaktır. Taneler inceldikçe daha büyük ısı açığa çıkacaktır. İnceliğin artması üretim masraflarını artırır, özelliklerini olumsuz yönde etkiler. Fakat, betonun dayanımını artırır. Çimento inceliği arttıkça erken yaşta mukavemet artar. Su kusma olayı azalır fakat, rötrenin ve çatlamaların artmasına neden olur. Ortam neminden çok etkilenir ve kolay bozulur. Priz süresi kısalacağından bunu önlemek için alçıtaşı miktarı artırılması gerekir.

50 ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Priz Süresi: Çimentonun prizi su ile reaksiyona girmesi sonucu başlayan katılaşma olayıdır. Standartlara göre priz başlangıcı, 1 saatten az ve 10 saatten çok olmamalıdır. Daha erken veya geç priz alması istenirse katkı maddeleri kullanılabilir. Çimento sıcaklığı artarsa priz hızlanır. Sıcaklık düşerse priz süresi uzar, fazla su kullanma priz süresinin uzamasına sebep olur.

51 ÇİMENTOLARDA PİRİZ

52 ÇİMENTOLARDA PİRİZ Çimentonun veya bir bağlayıcı maddenin dayanım kazanması üç olayın birbirini izlemesi sonunda meydana gelmektedir. 1. Hidratasyon olayı: Çimentoyu oluşturan maddelerin su ile yaptığı kimyasal reaksiyondur. 2. Katılaşma olayı: Priz yapma 3. Sertleşme olayı: Dayanım kazanma şeklinde mekanik bir olaydır.

53 ÇİMENTOLARDA PİRİZ Çimentoya bağlayıcılık özelliğini kazandıran CaO.SiO2.H2O = C-S-H moleküler büyüklükte olup, çimento taneciklerinden yaklaşık 1000 defa daha küçüktür.

54 ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Hidratasyon Isısı: Bağlayıcı maddeler su ile reaksiyon esnasında ısı açığa çıkarırlar. Buna hidratasyon ısısı denir. Bu ısıyla betonun sıcaklık derecesi artar, bazı durumlarda da bu ısı çok yüksek boyutlara ulaşır. Bu durum, beton özelliklerine olumsuz etki yapacağından istenmez. Özellikle kütle betonlarında (örneğin baraj seti) beton dökümünün hızlı bir şekilde yapılması iç sıcaklığı yükseltir. Dozajın yüksek olması da betonun sıcaklık derecesini artırır. Sıcaklık betonun büzülerek çatlamasına ve geçirimli olmasına sebep olur.

55 Hidratasyon Isısını azaltmak için: ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Beton karışımına girecek malzemeleri gölgede saklamak, Beton karma suyuna buz ilave etmek, Günün serin saatlerinde özellikle akşam üzeri ve gece beton dökmek hidratasyon ısısının azaltılması için alınabilecek tedbirler arasında sayılabilir.

56 ÇİMENTOLARIN ÖZELLİKLERİ Hacim Değişikliği ve Rötre: Çimento su ile temas edince hidratasyonun oluşmasıyla çimento hamuru hacminde azalma olur. Bu olaya büzülme veya plastik rötre denir. Su kaybını artıran faktörler rötreyi de artırırlar. Hacim büzülmesinin gerçekleşmesi önlenirse plastik rötre beton yüzeyinde ince çatlaklar oluşturur. Bu çatlakların oluşmasını önlemek için, buharlaşmayı veya su kaybını en alt düzeyde tutmak gerekir.

57 Rötreye sebep olan etmenler Çimento hamurunda kapiler (su emme) ve jel suyu miktarının değişmesi rötreye sebep olur. Çimento miktarı arttıkça rötre artmaktadır. Beton bünyesindeki su kaybı zamanla arttığından rötre olayı bu kayba paralel artmaktadır. Rötre sonucu oluşan çatlaklar önlenmezse her türlü sular beton bünyesine girerek donatının korozyona uğramasına sebep olur. Betonun bileşimine giren agrega iyi ayarlanırsa az boşluklu beton elde edilir ve gereğinden fazla çimento kullanılmaz.

58 ÇİMENTO ÇEŞİTLERİ PORTLAND ÇİMENTOSU TRASLI ÇİMENTOLAR UÇUCU KÜLLÜ ÇİMENTOLAR CÜRUF ÇİMENTOLARI BEYAZ ÇİMENTO RENKLİ ÇİMENTOLAR DİĞER ÇİMENTOLAR

59 PORTLAND ÇİMENTOSU Portland çimentoları çimento klinkeri ve alçı taşı ile birlikte öğütülerek elde edilir veya çimento klinkeri alçı taşı ve ağırlıkça % 10 puzolanik madde ile birlikte öğütülerek elde edilen hidrolik bağlayıcılardır. Puzolanlar tras, cüruf gibi maddeler olup kendi başlarına bağlayıcılık özelliği olmayan ancak ince öğütüldüklerinde rutubetli ortamda ve normal sıcaklıkta puzolanik madde kalsiyumoksit ile birleşerek bağlayıcı özellik taşır. T.S. 19 çimentoları 4 sınıfa ayrılır. PÇ 325 KPÇ 325 PÇ 400 PÇ 500

60 PÇ MUKAVEMET DEĞERLERİ

61 TRASLI ÇİMENTOLAR Tras (Puzolan): Puzolanların kendi başlarına bağlayıcılık özelliği yoktur. Fakat başka bağlayıcılarla (kireç veya çimento) karıştırılınca bağlayıcılık özelliği kazanır. İçinde fazla miktarda koloidal elemanlar (özellikle silis alümin) bulunur. Puzolanların doğal ve yapay olanları vardır. Doğal puzolana tras ismi verilmektedir. Pişmiş kil, uçucu kül, yüksek fırın cürufu belli başlı yapay puzolanlardır. Puzolanlarda en fazla silisyumdioksit (SiO 2 )) bulunmaktadır. Kalsiyumoksit (CaO) ise yaklaşık % 4 oranında içinde bulunur.

62 TRASLI ÇİMENTOLAR Aktif volkanik tüfler gibi traslarla normal portland çimento klinkerinin belli oranlarda, bir miktar alçı taşı ile karıştırılarak ince öğütülmek suretiyle elde edilen hidrolik bir bağlayıcıdır. Su altı betonlarında, tünellerin iç kaplamalarında, temel inşaatlarında ve baraj inşaatları gibi kütle beton gereken inşaatlarda kullanılabilir. Türk standartlarına göre traslı çimentolarda %30-40 tras ve geriye kalan % portlanda çimento maddesini içermektedir.

63 UÇUCU KÜLLÜ ÇİMENTOLAR Ağırlıkça karşılıklı %10-30 oranında uçucu kül %70-90 oranında TS 19 a uygun portland çimentosunun karıştırılmasından ve portland çimentosu klinkerine bir miktar alçı taşı ilave edilip karışımın birlikte öğütülmesiyle elde edilen hidrolik bir bağlayıcıdır. Uçucu küller beton karışımda şu şekilde kullanılabilirler, Çimentonun belli oranda azaltılarak yerine uçucu kül kullanılması İnce agrega belirli oranlarda azaltılarak yerine uçucu kül kullanılması Hem ince agrega hem de çimentonun belirli oranlarda azaltılarak yerine uçucu kül kullanılması şeklindedir.

64 CÜRUF ÇİMENTOLARI Ağırlıkça % 85 oranında granüle yüksek fırın cürufu ile Portland çimentosu klinkerinin bir miktar alçı taşı ile birlikte öğütülmesiyle elde edilir. Bunlar: Sülfatlı Cüruf çimentosu, Demirli Portland çimentosu, Sorel çimentosu, Beyaz Portland çimentosu, Alüminli çimentolar.

65 BEYAZ ÇİMENTO Bu tip çimentoda demiroksit çok az miktarda bulunur. Bir portland çimento çeşididir. Fe 2 O 3 ün çok az miktarda olmasından dolayı rengi beyaz olan bu çimento özellikle mimarı ve estetik işlerde kullanılır.

66 RENKLİ ÇİMENTOLAR Beyaz çimentoya % 1-5 arasında daha ziyade metal oksitlerden ibaret pigment lerin ilave edilmesi ile elde edilir. Sarı renk için demir oksit hidratesi, Kırmızı, için demir oksit, Yeşil için kromoksit, Mavi için lazurite (Na4Al3Si3O12S), Siyah için Magnetik demir oksit, Beyaz için titan oksit katılır.

67 DİĞER ÇİMENTOLAR a) Harç çimentosu: % 40 oranında PÇ ile puzolonik maddelerin veya taş unu gibi dolgu maddelerinin bir miktar alçı taşı ile birlikte öğütülmesiyle elde edilir. Daha çok duvar ve sıva haçları gibi mukavemetin önemli olmadığı işlerde kullanılır.

68 DİĞER ÇİMENTOLAR b) Sorel çimentosu: Sorel çimento klinkeri ile MgCl çözeltisinin testere unu veya herhangi bir mineral agrega ile karıştırılmasıyla elde edilen bir hidrolik bağlayıcıdır. Bunlarda silis, alümin ve demir oksit miktarları çok düşüktür.

69 DİĞER ÇİMENTOLAR c) Yüksek alüminli çimentolar: Normal portland çimentosu gibi üretilir. Sadece kil yerine alümin bakımından zengin boksit kullanılır. Bileşimleri ve özellikleri bakımından Portland çimentosundan farklıdır. Bileşimi %40 CaO, %40 Al 2 O 3 ve az miktarda Fe 2 O 3 ve SiO 2 den oluşur. Sülfatlı suların etkisine karşı çok dayanıklıdır.

70 ÇİMENTO ŞARTNAMELERİ Türkiye de çimento ile yapılacak deneylerde alınacak sonuçların standartlara uygunluğunu belirleme bakımından şartname değerleri şöyle ifade edilmiştir.

71 Kimyasal Özellikler SO 3 % 3, MgO % 5, Isınma kaybı %4, çözünmeyen kalıntı % 10 Portland çimento için.

72 Fiziksel Özellikler Piriz başlama ve sona erme süreleri portland çimentoları için piriz başlangıcı 1 saatten az, priz sona erme süresi 10 saatten fazla olmamalıdır. Hacimsel olarak toplam genleşme 10mm yi geçmemelidir. %3 den fazla magnezyum oksit ihtiva eden çimentolarda toplam genleşme 4 saatlik kaynatmadan sonra 2 saat daha kaynatıldığında artma göstermemelidir. Elek analizi sonucu 200 m göz açıklıklı elekte maksimum %1 kalıntı, 90 m göz açıklıklı elekte ise, maksimum %14 kalıntı bırakmalıdır. Özgül yüzey PÇ 325, PÇ 400, PÇ 500 çimentoları için 2200 cm 2 /gr olmalıdır. KPÇ 325 için en az 2400 cm 2 /gr olmalıdır.

73 Puzolanlı Çimentoların NPÇ Göre Üstünlükleri Bu çimentoların kimyasal mukavemetleri yüksektir. Zararlı sulardan daha az etkilenirler. Puzolanlı çimentolarda hidrotasyon esnasında meydana gelen ısı miktarı çok daha azdır. Bu sebeple baraj gibi kütle beton inşaatlarında ve sıcak havalarda beton dökümü işlerinde tercih edilir. Bu çimentolarla geçirimliliği daha az olan beton ve harç elde edilir. Bu çimentolarla donmaya karşı daha dayanıklı beton elde edilir. Puzolanların çimentoya karıştırılması ile bağlayıcı maddelerin maliyeti azalır.

74 Puzolanlı Çimentoların Sakıncaları Puzolanların çimentoya karıştırılması ile mekanik mukavemetleri ilk günlerde azalır. Son mukavemetleri bakımından diğer çimentolardan farkı yoktur. Puzolanlı çimentolar soğuk havada kullanılmaya elverişli değildirler. Puzolanlı çimento kullanılarak üretilen betonlarda gerekli muhafaza şartlarının daha uzun müddet tatbik edilmesi gerekir.

75 PÇ da Aranan Özellikler Çimentonun su ile reaksiyon sonucu aşırı genleşme yapmaması arzu edilir. Çimento mukavemetinin yüksek olması arzu edilir. Priz süresinin normal olması arzu edilir. Ayrıca betonun erken yada geç mukavemet kazanması, hidrotasyon ısısının az veya çok olması ve kimyasal etkilere dayanıklı olması arzu edilebilir. Bu durumda çimentonun inceliği, kimyasal bileşimi ve katılan alçıtaşı miktarlarıyla istenilen özellikte üretim yapılabilir.

76 ÇİMENTO ÇEŞİTLERİ VE KULLANILDIKLARI YERLER PORTLAND ÇİM. 325 (PÇ 325) Katkılı Portland Çim. 325 KPÇ 325 PORTLAND ÇİM. 400 (PÇ 400) PORTLAND ÇİM. 500 (PÇ.500) YÜKSEK FIRIN CÜRUF ÇİMENTO a)demir Portland Çim. (DPÇ325) b)cüruf Çim. 325 (CÇ 325) TRASLI ÇİMENTOLAR Normal yapı işleri Yüksek Başlangıç Dayanımı, Kalıp alma süresini kısaltma ve soğuk havada beton dökme imkanı Çok yüksek başlangıç dayanımı kalıp alma süresinin daha fazla kısaltılması, donma derecesine yakın soğukta beton dökme imkanı. Yüksek hidratasyon ısısı nedeniyle kütle beton dökümüne elverişli değildir. Fiyatı daha yüksek. Özellikle büyük kitleli yapı elemanları için elverişli. Cüruf çimentosu 325 betona az zarar veren zararlı sular (asit etkili zeminler) içindeki yapı elemanlarına uygun. Soğukta beton dökmeye elverişli değildir. Uzun zaman rutubetli olarak muhafaza edilebilecek yapı elemanları. Örneğin: Temeller, istinat duvarları, kazıklar, barajlar, kanallar bentler için elverişli, süratle kuruma eğilimli, soğukta beton dökmeye elverişli değildir.

77 ÇİMENTOLARIN DEPOLANMASI Üretim merkezlerinde torbalanmış çimentoların depolanma şartları ve depolanma süreleri mukavemetini olumsuz yönde etkileyebileceği için depolanma önemlidir. Çimentolar depolanırken şu hususlara dikkat edilmelidir. Akarsu ve su birikintisi olan yerlerden uzak olmalıdır. Depo döşemelerinin yüksek olması ve duvarlarda nem bulunmaması ayrıca depo içinin havasız olmaması gerekir. Açıkta bulunacak çimentoların üzeri ve çevresi hava almayacak şekilde naylonla kapatılmalıdır. Depolarda istifler duvardan en az 10 cm. uzakta torbalar arasında boşluklar kalmayacak şekilde yapılmalı ve 12 sıradan fazla üst üste konulmamalıdır.

78 ÇİMENTOLARIN DEPOLANMASI Büyük depolarda istiflenecek çimentolar cinslerine göre ayrı ve ilk gelen önce kullanılacak şekilde istiflenmelidir. Beton döşeme üzerine çimentolar ahşap ranza kullanılarak istiflenmeli, üzerleri branda bezi ile örtülerek bir miktar kireç tozu serpiştirilmelidir. Çimentoların depolanmasında bekleme süreleri Portland çimentolarında; 3 ay olması halinde %10-20, 6 ay olması halinde %20-30 kadar mukavemetlerini kaybedileceği dikkate alınmalıdır. Küçük şantiyelerde çimento ambarı yapılmayacak ise çimentolar ahşap ranza üzerine istiflenip üstleri ve altı yağmur geçirmeyen örtü ile örtülüp su ve rutubetten korunmalıdır.

79 ÇİMENTO DENEYLERİ Normal kıvam deneyi, Prize başlama ve sona erme sürelerinin tayini, Çimento yalancı prizinin tayini, Çimento hacim sabitliği deneyi, Kaynatma deneyi, Soğuk su deneyi, Çimento özgül ağırlığının tayini, Hacim genleşmesi tayini, Çimento inceliği tayini, Eğilme ve çekme mukavemet tayini, Basınç mukavemet tayini, Özgül alan tayini, Hidratasyon ısısı tayini, Kuru çimentonun çözülme ısısının tayini, Hidrate olmuş çimentonun asitte çözülme ısısının tayini,

80 Normal kıvam deneyi Normal kıvam; Şekil de görülen vicat aletinin sondasının serbest bırakıldığı andan itibaren 30 saniyede çimento hamuru içerisine, cam levhaya 5 7 mm uzaklık kalıncaya kadar batabilmesini sağlayan kıvamdır.

81 Deney için gerekli aletler 1-Vicat aleti ve halkası 2-Vicat sondası 3-Karıştırıcı gr duyarlı terazi

82 Vikat Aleti Düz bir tabla ve tablanın eksenine gelecek şekilde ayarlanmış silindir mili tutan deve boynundan ibarettir. Deve boynuna bağlı sabit bir taksimatlı gösterge mevcuttur. Ayrıca deve boynundaki yatağa vida ile sıkıştırılabilen silindir mili vardır. Mili istediğin noktada göstergeye sıfırlayabilen aparat mile vida ile sıkıştırılmıştır. Milin alt ucuna vicat sondası ve iğnesi monte edilebilmektedir. Deneyde milin etken ağırlığı 300 gr olmak zorundadır. Bu ağırlığı ayarlamak için milin üst kısmında bulunan ağırlık tablasına gereken ağırlık konulur.

83 Vikat Aleti

84 Deneyin Yapılışı Laboratuara gelen ve deney için hazırlanan çimento numunesinin 0.01 gr duyarlılıktaki terazide tartılarak 300 gr çimento alınır. Alınan çimento küre kesmesi şeklinde metal bir kaba konur. (Metal kap cm çapında, 8-10 cm derinliğindedir) Kabın içindeki çimentonun ortasına açılan bir çukura çimento ağırlığının % u kadar içilebilir nitelikteki musluk suyu katılır. (Deneye yaklaşık 81 gr su ile başlamak iyi bir yaklaşım olarak tavsiye edilir) Sonra kabın iç yüzeyine uygun bir profildeki kaşıkla karıştırılır. Çimento hamurunun yoğrulmasına, çimento suyuyla suyun karıştırıldığı andan itibaren üç dakika devam edilir. Karıştırma biter bitmez en çok bir dakika içerisinde Şekil de görülen vicat halkası içerisine çimento hamuru yerleştirilir. Daha sonra vicat halkası yaklaşık olarak 12x12 cm ebadında cam veya metal bir levha üzerine konulur.

85 Deneyin Yapılışı Karıştırma işi bir mikser yardımı ile de yapılabilir. Mikserle çimento hamurunun karıştırılma işlemi ise aşağıdaki sıraya göre yapılır. 1- Karıştırma kabı ve palet kuru olarak miksere yerleştirilir. 2- Karma suyunun tamamı karıştırma kabının içine konur gr. Çimentonun tamamı kabın içerisine konur ve çimentonun suyu emmesi için 30 saniye beklenir. 4- Mikser alçak hızda 30 saniye çalıştırılır. 5- Mikser 15 saniye durdurulur, bu süre içinde kabın kenarlarına ve palete bulaşan çimento hamuru kabın içine toplanır. 6- Karıştırıcı orta hızda 2,5 dakika çalıştırılır.

86 Deneyin Yapılışı Bu sürenin sonunda mikser durdurularak çimento hamuru vicat halkasına yerleştirilir. Vicat halkası içerisine konulan hamurun yüzeyi bir spatula ile düzeltilir ve hamur halkanın üst kenarı seviyesinde bırakılır. Vicat silindir şeklindeki sondası temizlenip kurulandıktan sonra, camın üzerine kadar indirilerek aletin göstergesi sıfırlanır. Sondanın ucu hazırlanmış olan vicat halkasının ortasında çimento hamurunun üst yüzeyine dokunacak kadar indirilir ve serbest bırakılır. Sonda kendi ağırlığı ile çimento hamurunun içerisine girer. Normal kıvamlı hamur için kullanılan su yeterli ise, sonda yarım dakika içerisinde cam levhaya 5-7 mm kalıncaya kadar iner. Bu işlem değişik miktarlardaki su ile tekrar edilerek çimento için gereken su miktarı belirlenir. (okuma 30 saniyenin sonunda yapılır)

87 Deneyin Yapılışı Deney esnasında alet her türlü sarsıntıya karşı korunmalıdır. Vicat halkasına çimento hamuru doldurulmadan evvel vicat halkası içi ve cam levha üstü ince bir yağ ile yağlanmalıdır. Vicat sondası kesinlikle yağlanmamalı ve temiz olmalıdır. Normal kıvam tayin deneyi 20 o C sıcaklıkta ve nisbi nemi olan bir oda içerisinde yapılmalıdır.

88 Prize Başlama ve Sona Erme Süresinin Tayini Çimentonun prize başlama süresi, çimento ile suyun karıştırıldığı andan itibaren Şekil deki vicat iğnesinin cam levhaya 3-5 mm kalıncaya kadar inmesine sebep olan kıvama ulaşması için geçen zamandır. Çimentonun priz sona erme süresi, çimento ile suyun karıştırıldığı andan itibaren vicat iğnesinin çimento hamuruna 1 mm den fazla giremeyeceği kıvama ulaştığı ana kadar geçen zamandır.

89 1-Vicat aleti 2-Vicat iğnesi Deneyde kullanılan aletler

90 Deneyin Yapılışı Deney 20 o C sıcaklıkta ve bağıl nemi % olan bir oda içerisinde yapılmalıdır. Deney esnasında vicat halkası içindeki çimento hamuru asla sarsılmamalıdır. Vicat aletine vicat iğnesi takılarak aletin göstergesi iğne vicat halkasının altındaki cam levhaya değdiği anda sıfırı gösterecek şekilde ayarlanır. Çimento normal kıvam deneyinde tayin edilen kıvamda hazırlanarak çimento hamuru vicat halkasının içine yerleştirilir. Vicat iğnesi halka içindeki hamurun üst yüzeyine dokunacak kadar indirildikten sonra aletin vidası sıkıştırılır. Bunun amacı iğnenin çimento hamuruna ani olarak batması ve yüksekten düşen cam levhaya zarar vermesini engellemektir. Vida gevşetilerek hamur içerisine serbest olarak girmesi sağlanır. Başlangıçta iğnenin birdenbire düşmemesi için vida yavaş yavaş gevşetilir.

91 Deneyin Yapılışı Priz başlangıç süresinin tesbiti için iğne her beş dakikada bir batırılmalıdır. İğnenin bir kez battığı yere bir daha batmaması sağlanmalıdır. İğne her batırılıştan sonra bir bez veya uygun kağıt ile iyice silinmelidir. Çimento hamuruna batan iğne, cam levhaya 3-5 mm kalana kadar battığı an priz başlamış sayılır. Prizin sona erme süresinin tespiti için, prizin başlamasından sonra iğne her 15 dakikada bir batırılır. İğnenin daha önce battığı yere birdaha batmaması için vicat halkasının konumu her defasında değiştirilmelidir. İğne her batırılıştan sonra bir bez veya uygun kağıt ile iyice temizlenmelidir. İğne en çok 1 mm girinceye kadar batırılmaya devam edilerek priz bitme süresi tayin edilir. Çimento en az 1 saate prize başlamalı ve en fazla 10 saate priz sona ermelidir.

92 Çimento Yalancı Prizinin Tayini a) Çimento kıvam deneyinde olduğu gibi hazırlanan çimento hamurunun kıvam tayini yapılır. Sonda silinip temizlendikten sonra halka içerisindeki hamur değiştirilmeden ötelenerek yeni okumaya hazır hale getirilir. b) Düzeltme tamamlandıktan sonra beş dakika bekletilerek sonda tekrar batırılır. Sondanın serbest bırakılmasından 30 saniye sonra ikinci batma değeri okunur.

93 Çimento Yalancı Prizinin Tayini Batma süresi aşağıdaki gibi hesaplanır. Son batma değeri x 100 = İlk batma değeri 1- Eğer batma değeri 100 değerinin altında ise bu takdirde çimentoda çabuk sertleşme olduğu sonucuna varılarak aşağıdaki işlem uygulanıp sertleşmenin cinsi (ani priz veya yalancı priz) belirlenir. 2- İkinci ölçüm alındıktan sonra vicat halkasındaki çimento pastası hemen mikserin içine alınır. 3- Mikser orta hızda (28510 dev/dak) bir dakika çalıştırılıp çimento hamuru karıştırılır. Sonra yukarıdaki işlem aynen tekrar edilir.

94 Çimento Yalancı Prizinin Tayini Eğer batma yüzdesi 100 bulunursa meydana gelen olay yalancı prizdir. Bulunan değer 100 ün altında ise çimento hamurunda ani priz vardır. Çimentodaki ani priz işleme esnasında bazı güçlüklere sebep olur. Yalancı priz yapan çimento karıştırma ile eski plastikliğine kavuşturulur. Mukavemet yönünden bir kayıp olmaz. Ani priz yapan çimentonun normal hale gelebilmesi için ilave su eklenerek karıştırılır. Fakat mukavemet kaybına ve rötre ye sebep olabilir. Bu nedenle ani priz yapan çimentonun değiştirilmesi daha uygun olur.

95 Çimento Hacim Sabitliği Deneyi Şantiyede çimento hacim sabitliğinin belirlenmesi için kaynatma deneyinin yapılması yeterli olmaktadır. Fakat soğuk su metodundan da faydalanılmaktadır.

96 Kaynatma Deneyi Şantiyede hazırlanan deney pastalarının biri nemli bir bez altında sarsıntısız ve darbesiz bir yerde yaklaşık 24 saat bekletilir.sonra düzgün yüzeyi yukarıda olacak şekilde soğuk su dolu kaba konur. Ocak, suyu 15 dakikada kaynatacak şekilde ayarlanır ve iki saat süreyle kaynatılır. Bu arada kaynama süresince suyun buharlaşmaması için üzeri örtülmelidir. Su miktarında kaynama müddetince buharlaşıp kaybolmayacak kadar olmalıdır. Kaynatmaya son verildiğinde çimento pastası keskin köşeli durumunu muhafaza etmeli, çatlaklar oluşmamalı, önemli bir eğilme veya bükülme olmamalıdır.

97 Soğuk Su Deneyi Deney için hazırlanan diğer çimento pastası nemli bir örtü altında sarsıntısız bir yerde yaklaşık 24 saat bekletilir. Sonra 20 oc -+2 oc deki suya konulur. Suya konduğu andan itibaren 27 gün süreyle numune üzerinde eğilme, kenarlarda dökülme veya çatlak ağı ile birlikte dökülme meydana gelip gelmediği kontrol edilir. Bunların oluşması zamanla betonun tahrip olacağını gösterir. Bu arada numune itina ile korunmalıdır. Hava şartları numuneye etki edebileceğinden yukarıda söylenen olaylara sebep olabilir. Fakat bu çatlaklar az miktarda olur. Ayrıca numuneyi kontrol için sudan çıkarmak da kurumaya sebep olacağından numunede çatlaklar oluşabilir. Bu sebeple numunenin kontrol için sudan çıkarılma süresi 30 dakikayı geçmemelidir.

98 Soğuk Su Deneyi Alman şartnamelerine göre çimentolarda hacim sabitliğine bağlı çatlaklar bu deneyde genelde 3 günde ortaya çıkar. Deneyde şüpheye düşüldüğü zaman laboratuar deneylerinin yapılması gereklidir.

99 Çimentonun Özgül Ağırlığı Tayini Çimentonun özgül ağırlığı Le Chatelier balonu adı verilen bir aletle tespit edilir. Bu alet camdan imal edilmiş özel bir deney aletidir. Alt kısmında yaklaşık 250 ml lik bir hazneye sahip olan balon, sonra daralan yaklaşık 1 cm çapında boğaza sahiptir. Cam boğazdan 1 ml lik kısımlara bölünmüş 10 ml lik yer mevcuttur. Bu kısmın üzerinde 17 ml hacimli şiş bir kısım, hemen üzerinde 60 ml lik ml hacimlere bölünmüş kısım ve en üstte huni biçimli cam kapaklı ağız bulunmaktadır. Toplam boyu 24.5 cm dir.

100 Deneyin Yapılışı Çimentonun özgül ağırlığı Le Chatelier balonu adı verilen bir aletle tespit edilir. Bu alet camdan imal edilmiş özel bir deney aletidir. Alt kısmında yaklaşık 250 ml lik bir hazneye sahip olan balon, sonra daralan yaklaşık 1 cm çapında boğaza sahiptir. Cam boğazdan 1 ml lik kısımlara bölünmüş 10 ml lik yer mevcuttur. Bu kısmın üzerinde 17 ml hacimli şiş bir kısım, hemen üzerinde 60 ml lik ml hacimlere bölünmüş kısım ve en üstte huni biçimli cam kapaklı ağız bulunmaktadır. Toplam boyu 24.5 cm dir.

101 Le Chatelier Balonu

102 Deneyin Yapılışı Le Chatter şişesi, içinde su bulunmayan gazyağı veya neft ile 0 ile 1 mm işaretleri arasında bir noktaya kadar doldurulur. Balon oda sıcaklığında (20 oc) olan ve sıcaklığı deney süresince 0.2 C den fazla değişmeyen bir su banyosu içine daldırılır. Balon ve içindekiler banyo sıcaklığına gelinceye kadar beklenir ve hacim okunur. ( V1) Bundan sonra 1 mg duyarlıkta tartılan 64 gr çimento numunesi kuru bir cam huniden yavaş yavaş ve dikkatli bir şekilde balon içerisine akıtılır. Numune doldurulurken balon hafifçe sallanarak çimentonun balonun boynuna yapışması önlenir.

103 Deneyin Yapılışı Bütün çimentonun balona aktarılmasından sonra huni alınır, şişenin kapağı kapatılır ve balon kendi ekseni etrafında döndürülerek hava kabarcıklarının sıvı yüzeyine çıkması sağlanır. Balonun kırılmaması için deneyin masa üzerindeki bir lastik levha üzerinde yapılması uygun olur. Hava kabarcıkları tamamen uzaklaştıktan sonra balon tekrar sabit sıcaklıktaki su banyosuna konularak balon ve içindekilerin banyo ile aynı sıcaklığa gelmesi için beklenir, hacim tekrar okunur ( V2 ) İlk ve son okumalar arasındaki fark deneyde kullanılan çimento ile yer değiştiren sıvının hacmini gösterir.

104 Deneyin Yapılışı Çimentonun özgül ağırlığı aşağıdaki formülle hesaplanır; d = m/(v1-v2) d = Özgül ağırlık gr / cm3 m = Çimento ağırlığı gr V1 = İlk okunan hacim cm3 V2 = Son okunan hacim cm3 olarak ifade edilir.

105 Deneyin Yapılışı TS 24 e göre deney en az iki kez tekrarlanır. iki deney arasındaki fark %1 den büyük olmamalıdır. iki deney arasındaki fark bu değere eşit veya büyükse deney bu şart sağlanıncaya kadar yeni numunelerle uygulanmalıdır bu deneyler sonunda birbirinden %1 den daha fazla fark olmayan en yakın iki değerin ortalaması deney sonucu olarak alınır. Portlant çimentosunun özgül ağırlığı 3,05 gr/cm3 den küçük olmamalıdır.

106 Deneyin Yapılışı Eğer elde edilen değerler küçükse Çimento rutubetten etkilenecek bir miktar priz yapmıştır Çimento üretiminde hata yapılarak bağlayıcılık özelliğini kazandıran silikatlar ve alüminatlar tam olarak oluşmamıştır Çimentoya özgül ağırlığı daha küçük olan başka bir madde karışmıştır bunlar,kireç, puzzolan, yüksek fırın curufu v.b olabilir. Çimento fabrikasından alınan rapordaki sonuçlarla karşılaştırılabilir.

107 Blaine aleti ile özgül yüzey alanı tayini Deneyde kullanılan aletler; 1- Blain aleti; Numune hücresi, delikli disk, piston ve monometreden oluşur. Aletin kısımlarında TS 24 e uygun olmalıdır. 2- Numune hücresi 3- Delikli disk 4- Piston 5- Manometre

108

109 Manometre sıvısı; düşük viskositeli, özgül ağırlığı küçük, buharlaşarak kaybolmayan ve zamanla bozulmayan bir sıvı olmalıdır. Bu sıvı Dibütilftalat veya ince madeni yağ tavsiye edilmektedir. Bu sıvı ile U borusunun en alt işaret çizgisine kadar doldurulur. Süzgeç kağıdı (Süzgeç kağıdı, hücre çapı ile aynı çapta olup orta gözenekli olmalıdır.) Kronometre (İstenildiği zaman duldurulabilen 0,5 saniye zaman aralığı okunabilen bir kronometre kullanılır.)

110 Deney numune hacminin tayini Deney için, numune hacminin tayininin yapılması ve hücreye yerleştirilmesi gerekir. Hücre içerisine konan numunenin hacmini belirlemek için cıva kullanılır. Hücre ince bir yağ ile yağlandıktan sonra delikli disk hücre içine yerleştirilir ve üzerine iki filtre kağıdı düzgünce konur. Sonra hücrede hiçbir hava kalmayacak şekilde cıva ile doldurulur. Cam bir lamel ile cıvanın fazlası alınarak hücre içerisindeki cıva kaba alınıp 0,0001 gr. duyarlıktaki bir terazide tartılır ve cıvanın net ağırlığı belirlenir (M1).

111 Deney numune hacminin tayini Sonra 2,80 gr. Çimento ayar numunesi iki filtre kağıdı arasına yerleştirilir. Hücrenin boş kalan üst kısmı cıva ile doldurulur. Hücre içerisindeki civanın yüzeyi cam lamel ile düzeltildikten sonra aynı hassasiyetteki terazide tartılır ve civanın net ağırlığı bulunur (M2). Daha sonra çimentonun hacmi aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır. V=(M1-M2)/D Burada; V: Numune hacmi (cm3) M1: Çimento yokken tartılan civa kütlesi (gr) M2: Çimento varken tartılan civa kütlesi (gr) D:Civanın deney sıcaklığındaki yoğunluğu (gr/cm3)

112 Deney numune hacminin tayini TS 24 e göre deney en az iki kez yapılır. İki deney arasındaki fark 0.01 cm3 den küçük olmalıdır. Fark bu değerlerden büyük ise bu şart sağlanıncaya kadar deney yeni numunelere uygulanır. Deneylerin sonunda birbirinden 0.01cm3 den fazla fark olmayan en yakın iki değerin ortalaması deney sonucu olarak alınır.

113 Aletin kalibrasyonu Aletin kalibrasyonu, inceliği bilinen bir ayar numunesi ile yapılır. Kalibrasyon sonunda her alet için bir K sabiti belirlenir. (Ayar numunesi Türkiye çimento müstahsilleri birliği laboratuarlarından sağlanabilir.)

114 Ayar numunesi miktar Cam ampul içinde bulunan ve oda sıcaklığında olan ayar numunesi iki dakika aşağı yukarı sağlanarak homojen hale getirilir.bu sure sonunda ampul kesilir ve aleti kalibre için ayar numunesi kütlesi aşağıdaki bağıntı ile belirlenen miktarda tartılarak alınır. M=d.v(1-e) Burada; M=Alınacak numune kütlesi (gr) d=numunenin yoğunluğu (gr/cm3) v=önceden tayin edilen numune hacmi (cm3) e= 0.5 Hücre gözenekliliğidir. içerisinde yerleştirilmiş olan numunenin

115 Numunenin hücreye yerleştirilmesi Hücrenin dibine disk konur ve üzerine süzgeç kağıdı düzgün bir şekilde yerleştirilir. Önceden hesaplanan ayar numunesi gr duyarlı bir terazide tartılarak bir huni yardımı ile hücreye boşaltılır. Numune hücreye döküldükten sonra hücre hafif hafif masaya vurularak tabakanın düzgün bir şekilde hücre içercesine yerleşmesi sağlanır. Numune pistonla yavaşça sıkıştırıldıktan sonra üst kısmına piston yardımıyla yeni bir süzgeç kağıdı yerleştirilir ve pistonla sıkıştırılır. Sıkıştırma, piston başı hücrenin üst kısmına değinceye kadar devam edilir ve piston yavaşça çekilir.

116 Deneyin yapılışı Deney TS 24 e göre, numune tabakası hazırlandıktan sonra manometredeki sıvı seviyesinin U borusunun en alt çizgisinde olup olmadığı kontrol edilir. Hücre dışına vazelin sürüldükten sonra manometrenin üstündeki yerine yerleştirilir. Deney sırasında numune tabakasının durumu hiçbir şekilde bozulmamalıdır. Numune yerleştirildikten sonra hücrenin ağzı sol elin baş parmağı ile hava geçirmeyecek şekilde kapatılır. Sonra manometre borusundaki sıvı seviyesi en üst çizgiye gelinceye kadar lastik bir pompa vasıtasıyla manometre içerisindeki hava emilir. Musluk kapatılarak sol elin baş parmağı hücrenin ağzından çekilir. Sıvı seviyesi ikinci çizgiye geldiği anda kronometre çalıştırılır. Sıvı seviyesi üçüncü çizgiye gelince kronometre durdurulur. Oda sıcaklığı kaydedilerek akış süresi (d) saniye cinsinden tespit edilir.

117 Deneyin yapılışı Deney üç numune üzerinde yapılarak numunelerin aritmetik ortalaması alınır. Aletin K sabitin hesaplanması Aletin K sabiti TS 24 e verilen aşağıdaki bağıntı ile hesaplanır. K= S. d(1 e) e 3. t Burada; K= Alet sabiti S= Ayar numunesi özgül yüzeyi...(cm2gr) d=ayar numunesi yoğunluğu...(gr/cm3) e=gözeneklilik =Deney sıcaklığındaki hava viskositesi (poise) t=ölçülen akış süresi (sn)

118 Deneyin yapılışı Blaine aletinin kalibrasyonu manometre sıvısı azaldıkça, süzgeç kağıdı tipi ve cinsi değiştikçe tekrarlanmalıdır. Deneyde kullanılacak çimento miktarı gözenekliliği ayar numunesi ile aynı olacak şekilde ayar numunesi miktarındaki gibi hesap edilir. Numunenin hücreye yerleştirilmesi ise ayar numunesinin hücreye yerleştirilmesinde olduğu gibi, akış süresi ölçümü ayar numunesinde ölçüldüğü gibi oda sıcaklığında yapıldıktan sonra aşağıdaki bağıntıdan faydalanarak hesap edilir ve sonuç tam sayıya yuvarlatılır.

119 S= K 3 e. d(1 e) t Burada; S= Çimento numunesinin özgül yüzeyi...(cm2/gr) K= Alet sabiti e= Gözeneklilik (0,5) t=ölçülen akış süresi (sn). d= Çimento numunesinin yoğunluğu...(gr/cm3) =Deney sıcaklığındaki hava viskositesidir.

120 TS 24 e göre aynı çimentodan alınan numune üzerinde en az iki kez uygulanır. İki deney arasındaki fark %2 den büyük olmamalıdır. Fark bu değere eşit veya büyük ise deney şart Sağlanıncaya kadar yeni numunelere uygulanır. Bu deney sonunda birbirinden %2 den daha fazla fark etmeyen en yakın iki değerin ortalaması deney sonucu olarak alınır.

121 Çimento Basınç Mukavemeti Eğilme deneyinde 2 parçaya bölünmüş olan yarım prizmalar basınç dayanımı deneyine kadar rutubetli bir yerde saklanmalıdır. Her yarım prizma 40x40 mm lik ve kalınlığı en az 10 mm olan sert metalden yapılmış 2 kalın levha arasında kalıplanmış yan yüzler üzerinde kırılır. Bu levhalar en az 600 vickers sertliğinde çelikten veya daha iyisi volfram karbürden yapılmış ve yüzleri hassas taşlanmış olmalıdır. Kırma presinin duyarlılığı en küçük yüklerde bile % 1.5 olmalıdır. Presin yük göstergesi biri 4 veya 5 ton diğeri 15 veya 25 ton olmak üzere en az iki kademeli olmalıdır.

122 Çimento Basınç Mukavemeti Prizmalar presin alt ve üst tablaları arasında yerleştirilen kırma başlığı yardımı ile kırılır. Kırma başlığı yükü herhangi bir sürtünmeye sebep olmadan prizmaya iletmelidir. Prizma kırıldıktan sonra kırma başlığı otomatik olarak eski başlığını almalıdır. Yükleme basınç saniyede kgf/cm2 artacak şekilde yapılmalıdır. Hiçbir halde kırma süresi 10 Sn den az olmamalıdır.

123 Çimento Basınç Mukavemeti Eğilme ve basınç dayanımı değerleri kgf/cm2 (N/mm2) olarak verilmelidir. Her bir numune yaşı için en az 3 prizma kırılmalıdır. Her dayanım deneyinde aynı harç harmanından hazırlanmış 2 prizmadan fazla kullanılmamalıdır. Ortalama değerden % 10 dan çok fark gösteren dayanım değerleri hesaba katılmamalıdır. % 10 dan farklı değer sayısı eğilme dayanımında birden ve basınç dayanımında ikiden çok olduğu takdirde deney tekrarlanmalıdır.

124 Eğilmede Çekme Mukavemeti Çimentonun eğilmede çekme deneyi yapmak için şekil 13 te görülen çimento eğilme çekme deneyi aleti kullanılır. Aletin duyarlılığı ml 1000 kgf. den daha az yüklerde % 1, daha büyük yüklerde ise % 0.8 olmalıdır. Eğilmede çekme aletinin yükleme düzeni birbirinden 100 mm 0.5 mm uzunlukta olan 10 mm çapındaki iki destek milinden ibarettir. Bu iki milin tam ortasında, aynı çaplı yükleme silindiri vardır. Bu üç milin eksenlerinden geçen düşey düzlemler birbirine paralel olmalı ve deney süresince paralel kalmalıdır. Destek mili ve yükleme mili deney numunesi üzerindeki yükün üniform şekilde dağılımını sağlayacak ve burulma gerilmesi oluşturmayacak şekilde kendi merkezleri etrafında ayarlanabilmelidir.

125

126 Eğilmede Çekme Mukavemeti Çimento eğilme çekme deneyinde her bir numune yaşı için TS 24 e göre en az 3 numune kırılmalıdır. Her mukavemet deneyinde aynı harç harmanından hazırlanmış 2 prizmadan fazla kullanılmamalıdır. Deney numuneleri kalıptan çıkmış yan yüzlerinden biri destek millerinin üzerine gelecek şekilde yerleştirilir. Mil eksenlerinin numune eksenlerine dik olmasına dikkat edilmelidir. Bu arada yükleme silindirinin numune eksenine dik olması sağlanmalıdır.

127 Eğilmede Çekme Mukavemeti TS 24 e göre yükleme hızı saniyede 5 kgf +- 1 kgf (50 n +-10 n) olacak şekilde ayarlanmalıdır. Deney sonunda eğilmede çekme mukavemeti VR aşağıdaki bağıntı ile tam sayıya yuvarlatılarak hesaplanır. VR = 1,5 P.L/B3= P.L./4B3/6 Burada; B = Numunenin kare kesitinin kenar uzunluğu (cm), (4 cm) P = Numunenin ortasında uygulanmış olan kuvvet ( kgf, N ) L = Destek millerinin eksenleri arasındaki uzaklık (10 cm) VR = Eğiliminde çekme mukavemeti ( kgf / cm2 ) ( N/mm2) dir. L = 10 cm ise VR = P olur

128 Çekme numunesi ve çeneler

129 Şantiye Çimento Deneyleri Çimentolardan numuneler standartlara uygun olarak alındıktan sonra uygun bir yerde, betondan alınan standart küp veya silindir numunelerinden sonuç alınana kadar muhafaza edilmelidir. Beton imalinde kullanılan çimento normal katılaşma özelliğine sahip olmalıdır. Çünkü bu durum betona büyük zarar verebilir. Fakat her çimentonun priz müddeti değişkendir. Şantiye şefi kullanılan çimentonun priz müddetini bilmelidir.

130 Şantiye Çimento Deneyleri Aynı zamanda çimentonun diğer özelliklerini de bilmelidir. Bu amaçla özel araçlara (laboratuar araçları) gerek kalmaksızın bazı deneylerde pratik yöntemler geliştirilmiştir. Bu deneyler TS 24 de belirtilmeyen şantiyelerde kolaylıkla uygulanabilen, çimentonun priz başlangıcı ve sonu ile hacim sabitliği hakkında olumlu sonuçlar alınmaktadır. Ancak şüpheli durumlarda çimentonun kullanılmasına, resmi bir laboratuardan Türk Standartlarına uygun olduğunu gösterir bir rapor alındıktan sonra izin verilmelidir.

131 Şantiye Deneyleri İçin Çimento Pastalarının Hazırlanması Deney yapılacak odanın ve malzemelerin sıcaklığı 20 oc 2 oc olmalıdır. Bu nedenle deney malzemelerinin deney yapılacak yerde en az 12 saat bekletilmeleri gerekir. Deney pastası hazırlanmasında kullanılacak elemanlar 1-Çimento karıştırma kabı 2-Cam levha (Yaklaşık12x12) 3-Terazi

132 Şantiye Deneyleri İçin Çimento Pastalarının Hazırlanması Pastanın hazırlanması çimento deney pastaları priz kaynatma ve soğuk su deneylerinde kullanmak üzere 3 adet hazırlanır. Bu pastaları hazırlamak için yaklaşık 300 gr çimento ile çimentonun % u kadar su kullanılır. (Bu miktarlar her bir deney pastası içindir. Genelde 300 gr çimento için 81 gr su kullanılması tavsiye edilmektedir) Su ve çimento karıştırma kabında uygun bir kaşıkla 3 dakika karıştırılır cam levhaya bir parça (1/3 kadar) konduktan sonra zemin üzerine hafif, hafif vurulur ve su miktarını belirlemek için yayılması gözlenir. (Su miktarını belirlemek için tecrübeler önemlidir) Su miktarı uygun ise yayılma darbeleri etkisiyle yavaş, yavaş olacaktır.

133 Şantiye Deneyleri İçin Çimento Pastalarının Hazırlanması Çimento hamuru hazırlandıktan sonra cam levha üzerine toprak halinde konur. Zemin üzerinde hafif, hafif darbeler uygulanarak 8-10 cm çapında bir pasta elde etmeye çalışılır. Pastanın şekillenmesinde her hangi bir alet kullanılmaz. Bu duruma gelmesi mutlaka hafif darbelerle sağlanmalı ve böylece numune normal şekle geldiğinde deney hazırlanmış olur.

134 Şantiyede Çimento Prize Başlama ve Sona Erme Süresinin Tayini Şantiyede hazırlanan deney pastası, kuruması için bir kap veya uygun bir çerçeve içine konur ve üzeri ıslak bir bez ile örtülür. Deneyde kullanılmak için kurşun kalem veya benzer bir çubuk gereklidir. Ucu yaklaşık 3 mm çapında sivriltilmiş kurşun kalem gibi olmalıdır. Bu çubuk ile prizin başlangıcı ve sona erme süreleri tayin edilir. Çimentonun priz başlangıcı ucu sivriltilmiş çubuğun cam levhaya değinceye kadar batırılması ile sağlanır.