Çimento Fazları ve Etkileri

Transkript

1 Çimento Fazları ve Etkileri Çimsa Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi Ocak, 2017

2 Kalsiyum Alüminat / Portland Çimentosu - Faz Yapıları ve Etkileri 1. Kalsiyum Alüminat Çimentosu Fazları ve Etkileri 2. Portland Çimentosu Fazları ve Etkileri

3 Kalsiyum Alüminat Çimentosu Kalsiyum Alüminat çimentosu; Yüksek sıcaklığa, Aşınmaya, Kimyasal etkilere, Korozyona karşı direnç gösterir. Normal çimentolarla aynı donma süresine sahip olduğu halde, çok hızlı bir şekilde mukavemet kazanır.

4 Kalsiyum Alüminat Çimentosu - 3 lü Sistem Yapı kimyasalları sektöründe yoğunlukla kullanılan 3 lü hidrolik bağlayıcı sistem davranışları da kalsiyum alüminat çimentosunun mineral faz oranlarında büyük oranda etkilenmektedir.

5 Kalsiyum Alüminat Çimentosu Sıcaklığa, biyolojik etkilere ve asitlere karşı da dirençli olan bu çimento belirtilen özellikleri nedeniyle; Hızlı tamir harçlarında, Kendiliğinden yayılan şaplarda, Derz dolgularında, Refrakter malzemelerde, Boru içi kaplamalarında, Seramik yapıştırıcılarda ve Sızdırmazlık malzemelerinde kullanılmaktadır.

6 Kalsiyum Alüminat Çimentosu Majör Fazlar; CA (Monocalciumaluminate) C 12 A 7 (Mayenite) C 2 AS (Gehlenite) C 4 AF (Brownmillerite)

7 Kalsiyum Alüminat Çimentosu Minör Fazlar; C 2 S (Larnite) CT ( Calcium Titanate) C 3 FT ( Tricalcium Titanium Diiron (III) Oxide) Hematite Q Fazı (Pleochroite) Spinel

8 Monokalsiyum Alüminat CAC içerisindeki en önemli fazdır. Genel olarak klinkerin %50-%55 lik kısmını bu faz oluştur. CaO+Al 2 O 3 CA Malzemenin özelliklerinden sorumlu olan ana reaktif fazdır. Şekil.1 CA fazı Sem görüntüsü

9 Monokalsiyum Alüminat - 3 lü Sistem Üçlü bağlayıcı sistemlerde 24 saatlik dayanımdan sorumludur. Kontrollü genleşme, alkali ve sülfat direnci için alt sınır değeri olmalıdır. Şekil.1 CA fazı Sem görüntüsü

10 C 12 A 7 - Mayenite Önemli fazlardan biridir. Priz süresinde ektin rol oynamaktadır. 12CaO+7Al 2 O 3 C 12 A 7 Klinkerdeki yüzdesi değişkenlik gösterir. Nemin varlığında ortaya çıkan fazdır. Şekil.2 Mayenite fazı Sem görüntüsü

11 C 12 A 7 - Mayenite 3 lü Sistem Şekil.2 Mayenite fazı Sem görüntüsü 3 lü bağlayıcı sistemlerde alçı ile birlikte etrenjit oluşumundan ve işlenebilirlik süresinden sorumludur. Çok reaktif olduğu için alt ve üst sınır değerleri belirlenmelidir. Çimentoda yüksek miktarlarda var olması kontrolsüz genleşmeye sebep olabilir. İlk hidrate olan malzeme olduğu için erken dönemde (0-6 saat) hidratasyon ısısının yükselmesine ve yüzey çatlaklarının oluşmasına neden olabilir.

12 C 2 AS - Gehlenite Hammaddeden gelen SiO 2 varlığında ortaya çıkan fazdır. 2CaO+Al 2 O 3 +SiO C 2 AS Çimentonun hidratasyonuna başlangıçta katkısı yok denecek kadar azdır. Ancak, ilerleyen aşamalarda katkısı gözlemlenebilir. Şekil.3 Gehlenite fazı Sem görüntüsü

13 C 2 AS - Gehlenite - 3 lü Sistem Gehlenite fazı çok yavaş hidrate olur ve ya hiçbir zaman hidrate olmayabilir. 3 lü sistemelerde rekativite performansını düşürmemek adına çimento içerisindeki oranı sınırlandırılmalıdır. Yüksek miktarda oluşması erken dayanımlarda düşüşe sebep olabilir. Şekil.3 Gehlenite fazı Sem görüntüsü

14 C 4 AF - Ferrite Ferrite fazıdır. 4CaO+Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 C 4 AF Fırın içi yükseltgen olduğu durumlarda oluşan fazdır. Fe 3+ iyonu içerir. Şekil.4 Brownmillerite fazı Sem görüntüsü

15 C 4 AF - Ferrit - 3 lü Sistem 3 lü bağlayıcı sistemlerde CA ile birlikte uzun dönem dayanımda görev alır. Hammaddeden gelen Al iyonu arttıkça oluşumu azalır. Şekil.4 Ferrit fazı Sem görüntüsü

16 Minör Fazlar C 2 S (Larnite) Hammaddede SiO 2 varlığında oluşan fazdır. 2CaO+SiO 2 C 2 S CT ( Calcium Titanate) ve C 3 FT ( Tricalcium Titanium Diiron (III) Oxide) fazları, hammaddede TiO 2 varlığında oluşan fazlardır. Hematite,Fe 3+ iyonu içerir.

17 Portland Çimentosu Fazları C 3 S - Alit C 2 S - Belit C 3 A - Alüminat C 4 AF - Ferrit

18 Farklı Klinker Fazları Klinker Tipi Alit-C 3 S Belit-C 2 S Aluminat-C 3 A Aluminoferrite-C 4 AF Genel Düşük Isılı Sulfata Dayanıklı Beyaz

19 Portland Çimentosu Fazları alit belit Alüminat+Ferrit

20 C 3 S - Alit Çimentonun nihai dayanımı için gerekli olan fazdır. Çimentonun özelliğine göre yüzdesi değişebilir. Yüksek erken dayanımı sağlayan fazdır. Hidratasyon ısısı orta derecedir. CaO + 2CaO.SiO 2 3CaO.SiO 2 Hızlı soğuma gerçekleşmezse C 3 S bileşikleri C 2 S ve CaO oluşturacak şekilde geri bozunur, alit oranı azalır. 2Ca 3 SiO 5 + 6H 2 O 3CaO.2SiO 2.3H 2 O + 3Ca(OH) 2

21 C 2 S - Belit Çimentonun nihai dayanımı için gerekli olan fazdır. Çimentonun özelliğine göre yüzdesi değişebilir. İlk günlerde dayanıma katkısı azdır, fakat uzun dönemde alite ile aynı dayanım değerine ulaşır. Hidratasyon ısısı düşük derecedir. CaO.SiO 2 + CaO 2CaO.SiO 2 2Ca 2.SiO 4 + 4H 2 O CaO.2SiO 2.3H 2 O + Ca(OH) 2

22 C 3 A - Alüminat Çimentonun nihai dayanıma etkisi azdır. Su ile çok hızlı tepkime veriri, istenmeyen durumlara (ani priz) yol açabilir. Hidratasyon ısısı yüksek derecedir. Alimunate fazı- C 3 A klinkerin %5-10 arasını oluşturur, suyla reaksiyonu çok hızlı olan bu faz erken donmalara sebep olur. C 3 A nın artması erken dayanımları artırır

23 C 4 AF - Ferrit Çimentonun nihai dayanıma katkısı azdır. Çimentoya doğal rengini veren fazdır. Hidratasyon ısısı diğer fazlara göre daha düşüktür.

24 Klinker Kompozisyonu C 3 S: Alit oranını artarsa Erken ve uzun dönem dayanımlar artar. C 2 S: Belit oranı artarsa Uzun dönem dayanım artar. C 3 A: C 3 A oranı artarsa Erken dayanım artar, alkaliler C 3 A nın aktivitesini artırır. ( hidrasyon ısısının yüksek olduğu için erken donmaya dikkat edilmelidir.) C 4 AF: Uzun dönem dayanıma çok az etkisi vardır, reaktivitesi düşüktür. SO 3 : Yüksek SO 3 Dayanıma katkı sağlamaz.

25 Çimsa Araştırma ve Uygulama Merkezi TEŞEKKÜRLER Her türlü soru ve bilgi için.. Çimsa Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi Toroslar Mah. Tekke Cad Yenitaşkent/MERSİN T: / C: F: