Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ. Çimento

Transkript

1 Dokuz Eylül Üniversitesi İnşaat Mühendisliği Bölümü YAPI MALZEMESİ II DERSİ BETON TEKNOLOJİSİ Çimento

2 "Çimento" kelimesi, yontulmuş taş kırıntısı anlamındaki ndaki Latince "caementum" caementum" " kelimesinden türemiştir. 19. yüzyy zyılın n başlang langıcında nda kil içeren, i kireçta taşlarının yakılmas lması deneyleri çimentonun keşfine yol açmıştır.

3 Bu bağlay layıcı daha sonraki yıllarda y büyük b k gelişmeler gösterse de "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.

4 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 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 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 49 çimento fabrikası ve 19 öğütme tesisi ile Avrupa nın n birinci,dünyan nyanın n ise beşinci 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 itibariyle 75 milyon tonun üzerine çıkılmıştır.

7

8 ÜRETİMİ KALKER (KİREÇTAŞI) CaCO 3 KİL Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 CaO ( %65) SiO 2 ( %22) Al 2 O 3 ( %7) Fe 2 O 3 ( %3) ÇİMENTO ÇiMENTO

9 ÜRETİMİ HAMMADDE KIRMA ÖĞÜTME KARIŞTIRMA (YAŞ, KURU, YARI KURU)) PİŞİRME ( C) KLİNKER

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

11 ÜRETİMİ

12 ÜRETİMİ

13 ÜRETİMİ ÇİMENTONUN ANA HAMMADDELERİ

14 ÜRETİMİ

15 ÜRETİMİ

16 ÜRETİMİ

17 ÜRETİMİ

18 ÜRETİMİ

19 ÜRETİMİ

20 ÜRETİMİ

21 ÜRETİMİ KARIŞIMLARIN PİŞİRİLMESİ 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.

22 ÜRETİMİ KARIŞIMLARIN PİŞİRİLMESİ 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.

23 ÜRETİMİ KLİNKER

24 ÜRETİMİ KLİNKER

25 ÜRETİMİ KLİNKERİN 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 herhangi bir reaksiyon yapmaz ve bu maddenin bağlay layıcılık özelliği i yoktur. Klinker ancak ince bir şekilde öğütüldükten sonra bağlay layıcı özelliği i kazanır.

26 ÜRETİMİ KLİNKERİN 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.

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

28 ÜRETİMİ KLİNKERİN ÖĞÜTÜLMESİ KLİNKER + ALÇI TAŞI (PRİZ SÜRESİ) KLİNKER+ALÇI TAŞI+PUZOLAN CEM I CEM Il CEM Ill CEM IV CEM V

29 ÜRETİMİ KLİNKERİN 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.

30 ÜRETİMİ 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.

31 ÜRETİMİ ÇİMENTONUN SAKLANMASI Torbalar halinde saklanması durumunda en çok 8 torba üst üste dizilmelidir. Ayrıca torba dizileri arasından hava akımı geçebilmelidir. ebilmelidir.

32 ÜRETİMİ 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.

33 ÜRETİMİ ÇİMENTO KİMYASINDA KISALTMALAR CaO C SiO 2 S H 2 O H Al 2 O 3 Fe 2 O 3 A F

34 ÜRETİMİ DÖNER FIRINDAKİ OLUŞAN DEĞİŞİMLER Döner Fırın En kesiti Topaklanma işlemi Klinker reaksiyonları 700 C ye kadar Hammaddeler serbest hareket eden toz haldedir. 900 C ye kadar Hammaddeler hala serbest hareket eden toz haldedir. Tanecikler katıdır. Tanecikler arasında reaksiyon yoktur. Tanecikler katıdır. Tanecikler arasında reaksiyon yoktur. 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.

35 ÜRETİMİ C Tanecikler yapışkan hale gelmeye başlar Agglomerasyon olayı başladığında malzemeler sıvı ile bir arada tutulur. Fırının dönüşü Agglomeraların bütünleşmesini tabakalanmasını başlatır. DÖNER FIRINDAKİ OLUŞAN DEĞİŞİMLER Döner Fırın En kesiti Topaklanma işlemi Klinker reaksiyonları Katı Tanecikler arasında reaksiyon oluşmaya başlar. Kapiler kuvvetler tanecikleri birarada tutar 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

36 ÜRETİMİ DÖNER FIRINDAKİ OLUŞAN DEĞİŞİMLER Döner Fırın En kesiti Topaklanma işlemi Klinker reaksiyonları C Parçalıkların tepeden birlikte düşmeleri nedeniyle Agglomeralaşma ve parçacıkların tabakalanması devam eder. Soğuma Sıvı faz yeterli ise topaklanma oluşur. Sıvı faz yetersiz ise tozlu klinker oluşur. Soğuma sırasında topaklar şekilleri aynen korur. 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

37 HAMMADDELER KALKER (KİREÇTAŞI) CaCO 3 KİL Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) - Alite C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) - Belite C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) - Aluminate C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 ) - Ferrit

38 HAMMADDELER KALKER (KİREÇTAŞI) CaCO 3 KİL Al 2 O 3, SiO 2, Fe 2 O 3 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) - HIZLI DAYANIM - YAVAŞ VE SÜREKLİ DAYANIM - KİMYASAL ETKİLERE (SÜLFATA) DAYANIKSIZLIK C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 ) - PRİZ SICAKLIĞINI DÜŞÜRME

39 NUN HİDRATASYONU

40 HİDRATASYONUH 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

41 Çimentonun veya bir bağlay layıcı maddenin dayanım kazanması şu 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.

42

43 C 3 S ( 3CaO.SiO 2 ) C 2 S ( 2CaO.SiO 2 ) C 3 A ( 3CaO.Al 2 O 3 ) ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ - HIZLI DAYANIM - YAVAŞ VE SÜREKLİ DAYANIM - KİMYASAL ETKİLERE (SÜLFATA) DAYANIKSIZLIK C 4 AF ( 4CaO.Al 2 O3.Fe 2 O 3 ) - PRİZ SICAKLIĞINI DÜŞÜRME KARMA OKSİTLERİN HİDRATASYON REAKSİYONLARI C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 CaO.SiO 2.H 2 O = C S H = Tobermorit

44 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.

45 KARMA OKSİTLERİN HİDRATASYON REAKSİYONLARI C 3 S: 2(3CaO.SiO 2 ) + n H 2 O C 2 S: 2(2CaO.SiO 2 ) + n H 2 O 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 CaO.SiO 2.H 2 O = C S H = Tobermorit C-S-H H jelinej tobermorit adı verilir. 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.

46

47

48 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ Bogue-Lerch (1934) tarafından bulunan değerler Beaudoin-Ramachandran (1992) tarafından bulunan değerler

49 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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.

50 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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.

51 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.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.

52 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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. 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 ph 12.5 Paslanma olmaz ph< ise PASLANMA!! (ORTAMDA O 2 ve SU MEVCUTSA)

53 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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 3 CaO.2SiO 2 (n-3) H 2 O + 3Ca(OH) 2 3 CaO.2SiO 2 (n-1) H 2 O + Ca(OH) 2 Olumlu etki Serbest kirecin varlığı nedeniyle oluşan bazik ortam, çelik donatının paslanmasını engellemektedir.

54 C 3 A ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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.

55 C 3 A ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H 2O 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.

56 C 3 A ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H 2O 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.

57 C 3 A ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ C 3 A + Alçıta taşı Etrenjit %227 hacim artışı 3CaO.Al2O3.6H2O + 3(CaSO4.2H2O) + 19H2O 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H 2O

58 C 3 A ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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.

59 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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.

60 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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.

61 PRİZ OLAYI ÇİMENTO

62 PRİZ OLAYI ÇİMENTO

63 C 3 A ÇİMENTO ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ 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

64 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ C 4 AF: Ferrit 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.

65 ÇİMENTO KARMA OKSİTLERİ Bileşen Hidratasyon Hızı Bağlayıcılık Değeri Hidratasyon Isısı Kimyasal Dayanıklılık C 3 S İlk hafta hızlı, sonra yavaş Kuvvetli Orta Az C 2 S İlk hafta yavaş, sonra sürekli artım Kuvvetli Az İyi C 3 A Ani (İlk dakika) Zayıf Çok Kötü C 4 AF Ani (İlk dakika) Zayıf Orta İyi

66 KAPİLER BOŞLUKLAR JEL BOŞLUKLARI JEL PARTİKÜLLERİ (lifsi Yapı, Amorf, Çapraz Bağlı, 90 A ) CSH + CAH, vb. HİDRATE BİLEŞENLER + Ca(OH) 2 + HİDRATE OLMAMIŞ ÇİMENTO + SU BOŞLUKLARININ BIRAKTIĞI GÖZENEKLER.

67

68

69 E T R E N J İ T

70 Monosülfat

71 PORTLAND ÇİMENTOSUNUN BİLEŞİMİ 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

72 KARMA OKSİT MİKTARI 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.

73 BOUGE FORMÜLLERİ 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.

74 Sayısal Örnek ÇİMENTO 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 İncelik (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?

75 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 CaO SiO Al 2 O Fe 2 O MgO SO Diğer İncelik (cm 2 /g)

76 Kimyasal raporlarda kireç standardı,, silis modülü,, hidrolik modül, alumin modülü gibi bazı modüller de verilir. Kireç Standardı = 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.

77 ÇİMENTODA İZİN VERİLEN DEĞERLER 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.

78 ÇİMENTODA İZİN VERİLEN DEĞERLER 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.

79 ÇİMENTODA İZİN VERİLEN DEĞERLER 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.

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