MADDELER. Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN. Pamukkale Üniversitesi BAHAR

Transkript

1 2 YAPI MALZEMESİ BAĞLAYICI MADDELER Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN Pamukkale Üniversitesi BAHAR

2 BAĞLAYICI MADDELER İnce toz halinde olan ve su eklenmesi ile hamur haline geldikten sonra zamanla plastikliğini kaybedip sertleşen, bağlayıcı özelliği olan malzemelere bağlayıcı maddeler denir. TOZ BAĞLAYICI MADDELER KİREÇ,, ALÇI, ÇİMENTO vb. SIVI BAĞLAYICI MADDELER YOL YAPIMINDA KULLANILAN HİDROKARBONLU BAĞLAYICILAR PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 2

3 BAĞLAYICI MADDELER İnce toz halindeki bağlay layıcı maddelere su eklenince başlang langıçta istenilen şeklin verilebildiği i plastik bir hamur elde edilir. Belirli bir süre s sonra, hamur katıla laşmaya başlar. Bu olaya PRİZ Z denir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 3

4 BAĞLAYICI MADDELER PRİZ Z olayının n 2 Çeşidi vardır. r. 1. Hidrolik bağlay layıcılar: lar: Havada ve suda priz yapma özelliği i olan ve suda erimeyen bağlac lacılar.. (Çimento)( 2. Hava bağlay layıcıları: yalnızca havada priz yapan bağlac lacılar. (Yağlı kireç) PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 4

5 BAĞLAYICI MADDELER İLK BAĞLAYICILAR: TOPRAK TOPRAK+KİRE REÇTAŞI I KARIŞIMLARI, IMLARI, KİREÇ ALÇILAR, PİŞMİŞ KİL L TOZLARI, DOĞAL PUZOLANLAR. Yapılan araştırmalara rmalara göre g bağlay layıcı maddelerin kullanımı Epipaleotik çağlara kadar gitmektedir. Çeşitli tarihi bağlay layıcı örneklerine İsrail, Mısır, M Türkiye T ve İtalya da rastlamak olanaklıdır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 5

6 BAĞLAYICI MADDELER PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 6

9 BAĞLAYICI MADDELER Panteon Roma imparatoru hadrian tarafından yapılm lmıştır. M.S. 128 yılında y inşa a edilmiştir m lik kubbe çapı ile 1800 yıl y bu rekorun sahibi olmuştur. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 9

10 BAĞLAYICI MADDELER Roma daki spor salonu 100 m açıklığı ve kişilik ilik kapasitesi ile son yıllarda y yapılan en önemli yapılardand lardandır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 10

11 BAĞLAYICI MADDELER Petronas kuleleri: m yükseklik y PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 11

12 KALICILIK SEMBOLLERİ AYASOFYA (İSTANBUL)( SERVİS ÖMRÜ : 537 yılında y tamamlandı (941 yıl y l kilise yıl y l Cami ) PİRAMİTLER (CHEOPS, KHEFREN, YKRENOS) 4500 YAŞINDA MISIR ATASÖZÜ: İNSANLIK ZAMANDAN KORKAR ZAMAN DA PİRAMP RAMİTLERDEN PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 12

13 BAĞLAYICI MADDELER İlk bağlay layıcı kullanımına na M.Ö yıllary llarında Natufian kültüründe rastlanmaktadır İsrail de görülen g Natufian binaları 9 m ye ulaşan an çaplarda dairesel barınaklar olup, duvarları işlenmemiş doğal taşlar ların killi-çamur ve öğütülmüş kireçta taşı ile sıvanmass vanması ile yapılm lmıştır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 13 13

14 BAĞLAYICI MADDELER Sönmüş kirecin ilk uygulamaları mağara ara duvarlarına yapılan resimlerde görülmg lmüştür. Kireç mağaralarda aralarda içi ve dışd dekorasyon ve sıva s yapımında kullanılm lmıştır. Eski Mısır, M KıbrK brıs, Girit ve Mezopotamya'nın n değişik ik yörelerinde y kirecin bir yapı malzemesi olarak kullanılmas lmasına ait örneklere rastlanılm lmıştır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 14

15 BAĞLAYICI MADDELER Çatal Höyük H k kalınt ntıları içinde inde bulunan 8000 yıl y öncesine ait harçlar ve Yunanistan ın Rodos adasında bulunan Kameiros sarnıcının puzolanik malzemeden yapılan duvarları,, kireç-do doğal puzolan karışı ışımlarının binlerce yıl y öncesinden bilindiğini ini vurgulamaktadır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 15 15

16 BAĞLAYICI MADDELER M.Ö yıllary lları arasında yaşam amış olan Mimar Vitruvius "On Architecture"(Mimarl "(Mimarlık Üzerine) adlı 10 ciltlik kitabında puzolan ve kireç karışı ışımlarının n hidrolik özelliklerinden bahsetmiş,, nehir ve deniz kıyısında k yapılacak olan yapılarda kullanılabilecek labilecek harç için in karışı ışım m oranı bile vermiştir : iki kısım puzolan (pulvis Puteolanus) ) bir kısım m kireçle karış ıştırılır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 16 16

17 BAĞLAYICI MADDELER Anadolu ve Ortadoğu da da kireç çoğunlukla döşemelerde ve duvarlarda kullanılm lmıştır. Kireç harcı; kırılmış kireçta taşı,, kül k l ve kumun açık a k ateşte pişirilip, irilip, yeniden kırılıp, k elenmesi ile elde edilmiştir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 17

18 BAĞLAYICI MADDELER Selçuklu ve Osmanlı yapılar larında duvar harcı olarak, Horasan harcı adı verilen bir bağlay layıcı kullanıld ldığı görülmektedir. Bu harcın n bileşiminde, iminde, pişmi miş toprak tozu, kuvarz kumu, kireç,, kül k l hatta yumurta akının n kullanıld ldığı söylenmektedir. Değişik ik tip liflerin (keçi i kılı, k, palmiye lifi, saman, vb.) harca yaklaşı şık k %3 oranında nda katıld ldığı da görülmg lmüştür. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 18

19 KİREÇ PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 19

20 KİREÇ Bilinen en eski bağlay layıcılardan lardan birisi olan kireç,, eski Babil,, Mısır, M Finikeliler, Hitit ve Persler tarafından hava kireci olarak yapıda kullanılm lmıştır. Romalılar lar devrinde ise su kireci bulunmuş ve su içi i i inşaatlar aatlarında kullanılm lmıştır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 20

21 KİREÇ KALKER (KİRE REÇTAŞI), CaCO 3 YERYÜZÜ KARALARININ %10 U CaCO 3 + ısı KİREÇ, CaO 850 C C içinde inde %30 a kadar MgCO gibi) bu amaçla kullanılabilir. labilir. CaO + CO 2 Suyla karış ıştırıldığında tipine göre g hava veya suda katıla laşma özelliği i gösteren g beyaz renkli inorganik esaslı bir bağlay layıcı türüdür. r. a kadar MgCO 3 içeren kireçta taşları da (dolomit PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 21 21

22 KİREÇ KALKER (KİRE REÇTAŞI), CaCO 3 YERYÜZÜ KARALARININ %10 U Tüm m kireçta taşı tipleri kristal yapıdad dadır. Beyaz renk yüksek y derecedeki safsızl zlığı,, gri tonları karbon kaynaklı safsızl zlıkları,, kahverengi, yeşil, açık a sarı ve kırmk rmızı renkler demir ve mangan içerdii erdiğinin inin işaretleridir. Pembe renk ise dolomitik yapı belirtisidir. Kireçta taşının n sertliği i genellikle Mohs skalasına göre g 2-42 arasında değişir. ir. Dolomit daha sert fakat kırılgandk lgandır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 22

23 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY 2. MODERN YÖNTEMY PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 23

24 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 24

25 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Yamaç Ocağı Kazılmas lması PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 25

26 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Çeperlerin Kille Örtülmesi PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 26

27 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Ocağı ğın n Doldurulması PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 27

30 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Ocağı ğın n Kapatılmas lması PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 30

31 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Ocağı ğın n en kesiti PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 31

32 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Yanıcı maddelerin eklenmesi PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 32

33 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Kalsinasyon işlemi : 7 10 gün g n sürer s PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 33

34 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Ürün Sönmemiş Kireç PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 34

35 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Kirecin SöndS ndürülmesi Sönmemiş kireç,, ağıa ğırlığının yarısı kadar suyun içine i ine konularak sönds ndürülür. r. Bu işlem i sırasında yüksek y miktarda ısı açığa çıkar. CaO + H 2 O MgO + H 2 O Ca(OH) 2 + ısı Mg(OH) 2 + ısı Yarım kilo sönmemiş kireç, 0 C deki 1 litre suyun sıcaklığını kaynama noktası olan 100 C ye çıkaracak büyüklükte bir reaksiyon ısısı vermektedir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 35

36 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Söndürme işlemi, i yüksek y ısı açığa çıkarmasının yanında nda kalsine kireçta taşlarının n hızlh zlıca ayrış ışmasını sağlar. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 36

37 KİREÇ ÜRETİMİ 1. İLKEL (YAMAÇ) ) YÖNTEMY Sönmüş Kireç Elde edilen toz halindeki sönms nmüş kireç,, kuru halde ve torbalar içinde i inde depolarda saklanır. Ancak çeşitli nedenler (taşı şın n aynı oranda pişmemesi veya aşıa şırı pişmesi, sirkülasyon olmayışı vb.) kalitede düşüşe e sebep olur, ayrıca üretilen kireç küçük k miktardadır. r. 37 PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 37

38 KİREÇ ÜRETİMİ 2. MODERN YÖNTEMY Taş ocağı Tek bir patlama ile seçilmi ilmiş bölgeden ton taş elde edilir PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 38

39 KİREÇ ÜRETİMİ 2. MODERN YÖNTEMY Kırma ve Yıkama Y PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 39

40 KİREÇ ÜRETİMİ 2. MODERN YÖNTEMY Kireçta taşı,, döner d ya da yatay kalsinasyon fırınlarında, nda, 900 C nin üzerindeki sıcakls caklıklarda klarda kalsine edilerek sönmemis nmemiş kirece dönüştürülür. d r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 40 40

41 KİREÇ ÜRETİMİ 2. MODERN YÖNTEMY Ürün Sönmemiş kireç hidratörlerde rlerde söndürülür. r. Öğütülmüş tozsuz kireç,, yüksek y akış ışkanlığa a sahip kireç, yüksek boşluklu kireç,, yavaş priz yapan kireç sütü, özel katkılar gibi değişik ik özelliklere sahip kireç çeşitleri üretilebilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 41

42 KİREÇ Söndürme işlemi i sırass rasında sönmemis nmemiş kireç suyla ekzotermik reaksiyona girerek Ca(OH) 2 e e dönüştüğünden, d nden, ısı ile birlikte büyük k bir hacim genişlemesi olur ve bu arada hacmi 2.5 kat artar. Eğer kireç tamamen sönds ndürülmezse, bu olay yapıda tamamlanır r ve kirecin kullanıld ldığı yerlerde çatlak vb. kusurlar oluşur. ur. Bu nedenle kirecin sönds ndürülme işlemine i dikkat edilmelidir. Kireç taşlar ları, şantiyelerde açılan a kireç havuzlarında, en az 15 gün g n su içinde i inde bekletilmelidir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 42

43 KİREÇ Sönmüş kirecin rengi genellikle süt s t beyazdır. Ancak içinde i inde bulunabilecek aşıa şırı yanmış kısımlar rengi hafif sarıya veya griye dönüştürebilir. d Siyah lekeler silisyum ve yanmamış kömür safsızl zlıklarının n işareti i olabilir. Yağlı kireci su ile karış ıştırdıktan sonra elde edilen hamur havada bırakb rakılınca, havadaki karbondioksiti alarak aşağıda görülen g reaksiyon sonucu, suda erimeyen kalsiyum karbonata dönüşür r : Ca(OH) 2 + CO 2 CaCO 3 KARBONATLAŞMA PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 43 43

44 KİREÇ Sönmüş kireç,, bazik karakterde bir malzeme olduğundan undan demir ve çelikle tepkimeye girmez. Buna karşı şılık aluminyum,, kurşun un ve pirinçle kimyasal reaksiyona girebilir. Sönmüş kireç içindeki indeki su miktarına göre g çeşitli formlarda kullanılır. Bunlar; kuru hidrat, kireç hamuru, kireç bulamacı (slurry), kireç sütü,, sulu kireç,, atmosferde sönms nmüş kireç olarak adlandırılır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 44

45 KİREÇ Yüzey Alan: (incelik) Yüksek yüzey y alanı * kimyasal reaktiviteyi, * çökeltme hızını, h * hamur verimini, * plastikliği arttırır. r. Sönmemiş kireç : cm 2 /g Sönmüş kire kireç : cm 2 /g /g PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 45

46 KİREÇ KİRECİN İNŞAAT SEKTÖRÜNDE KULLANIMI En çok * sıva, s * harç, * karayollarında stabilizasyon malzemesi ve bitüml mlü karışı ışımlarda katkı maddesi olarak, * gazbeton, * kireç- kum tuğlas lası üretimi ve * badana işlerinde i kullanılmaktad lmaktadır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 46

47 KİREÇ KİRECİN İNŞAAT SEKTÖRÜNDE KULLANIMI Kireç,, harçlara plastisite ve işlenebilirlik i kazandırmak amacıyla eklenir. * Çoğunlukla Melez harç adı verilen bu harçlar; 1 kısım k çimento, 1-22 kısım k m kireç ve 5-66 kısım k m kumdan oluşur. ur. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 47 47

48 KİREÇ KİREÇ KULLANILIRKEN DİKKAT D EDİLECEK HUSUSLAR 1. Kireç ile fazla kalın n harç sıvası yapılmamal lmamalıdır. Aksi takdirde C0 2 harcın n içine i ine fazla oranda giremeyeceğinden, inden, orta kısımlar k plastik durumunu korur. 2. Su ile temas eden yapılarda kullanılmamal lmamalıdır. Kireç su içinde i inde erir. 3. Taşı şıyıcı elemanların n yapımında bağlay layıcı madde olarak kullanılmamal lmamalıdır. Kirecin her türlt rlü yapı malzemesine iyi yapış ışma yeteneği olmasına karşı şın, mekanik özellikleri zayıft ftır 4. Kireçle elde edilen harçlar ların n plastik özellikleri fazladır. Şekil değişimi imi yapabilme yeteneğinin fazlalığı nedeniyle duvar sıvalars vaları için in çok uygundur. Kireçle yapılan sıvalar s çimento harcı ile yapılan sıvalara s kıyasla k daha az çatlar. 48 PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 48

49 PUZOLANLAR PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 49

50 PUZOLANLAR Puzolanlar, silis veya silis-alumin kökenlikenli malzemelerdir. SiO 2 Al 2 O 3 Kendi başlar larına bağlay layıcılık özellikleri ya çok azdır r ya da hiç yoktur. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 50

51 PUZOLANLAR Çok ince iseler, Ortamda sönms nmüş kireç ve nem varsa kimyasal reaksiyona girerek bağlay layıcılık özelliği i olan C-S-H oluştururlar. SiO 2 + Ca(OH) 2 CaO.SiO 2.H 2 O Puzolan sönmüş + Kalsiyum Silikat Kireç Hidrate yapı PUZOLANİK K REAKSİYON Puzolanik maddelerin kullanımı binlerce yıl y öncesine kadar gitmektedir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 51 51

52 Pozzuoli Vezüv Pompei PUZOLANLAR Bu özellikteki toprak ilk defa Napoli yakınlar nlarındaki ndaki Pozzuoli kasabasından elde edilmiştir. Vezüv yanardağı yakınlar nlarındaki ndaki bu toprak camlaşmış volkan toprağı olup, günümüzde g kullanılan lan Puzolan sözcüğü buradan kaynaklanmış ıştır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 52

53 PUZOLANLAR DOĞAL YAPAY Volkanik kökenli doğal puzolanlar Volkanik camlar Volkanik tüfler ve tras Isıl işlem görmüş killer ve diatomitler Killer ve şeyller Diatomitler Uçucu Kül Silis Dumanı Yüksek Fırın Curufu Pirinç Kabuğu Külü PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 53

54 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR * Alumina,, silis içerirler. i SiO Fe 2 O Al 2 O CaO MgO Diğer Maddeler Ren Trası % Santorin % Napoli % Kayseri % Kula Curufu % PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 54

55 DOĞAL PUZOLANLAR PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 55

56 PUZOLANLAR VOLKANİK K MALZEME REZERVLERİNİ OLUŞTURAN VOLKANİZMA KUŞAĞI PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 56

57 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR Erimiş magmanın n püskp skürmesi ile oluşmu muşlardır. r. * Erimiş magmanın n patlama sırass rasında ani basınç düşüşü ile atmosferde hızla h soğumas uması sonucunda, yüzeye y yakın n bölgelerde b düzensiz yapısı ile amorf veya camsı faz oluşur. ur. Yüzeyde Derinlerde amorf yapı büyük k kristalli yapı PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 57

58 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR Erimiş magmanın n püskp skürmesi ile oluşmu muşlardır. r. * Çözülmemi lmemiş gazların n gelişimi imi nedeni ile yüksek y yüzey alanlı, mikroskopik ve makroskopik boşluklu poroz yapıdaki katı madde elde edilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 58

59 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR Erimiş magmanın n püskp skürmesi ile oluşmu muşlardır. r. * Geniş yüzey alanı ve düzensiz d yapısı nedeni ile volkanik kökenli k kenli puzolanik malzemeler içinde i inde bulunan alumina silikatlar suyun içindeki i indeki Ca iyonları ile kimyasal reaksiyona girebilirler. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 59

60 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR Erimiş magmanın n püskp skürmesi ile oluşmu muşlardır. r. * Magmanın şiddetli püskp skürmesi sonucunda, yüksek y puzolanik aktiviteye sahip camsı malzemeler oluşurken urken daha zayıf şiddetteki püskp skürmeler, camsı volkanik malzemelere kıyasla, k kireçle daha az kimyasal reaksiyon yapan volkanik külleri k meydana getirir. Volkanik camlar, volkanik tüfler, t traslar ve volkanik küller k olarak çeşitleri vardır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 60

61 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR VOLKANİK CAMLAR Yunanistan a a bağlı Santorin adası toprağı ğı, İtalya nın Bacoli ve Japonya nın Shirasu en iyi bilinen volkanik cam örnekleridir. Shirasu PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 61

62 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR VOLKANİK CAMLAR * Volkanik camlar, şiddetli volkanik püskp skürmeler esnasında nda bırakb rakılan sıvıs lavların n soğumas uması sonucu oluşurlar. urlar. * Bu malzemeler puzolanik aktivite karakteristiklerini esas olarak, düzensiz d yapıdaki alumina silikat camlarından elde ederler. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 62

63 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR VOLKANİK CAMLAR * KüçüK üçük k miktarlarda reaktif olmayan kuvars, feldspat ve mika gibi mineral kristalleri, camsı faz içinde inde bulunabilir. * İnce öğütülmeleri halinde oldukça güçlü puzolanik özellikleri vardır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 63

64 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR VOLKANİK TÜFLER VE TRAS * İtalya da Segni-latium latium,, Almanya da Ren trası, Türkiye de Kula curufu ve Kayseri trası volkanik tüflerin ve trasların n tipik örnekleridir. * Riyolit tüfler, t dazit tüfler ve zeolit tüfler en iyi puzolanik malzemelerdir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 64

65 PUZOLANLAR VOLKANİK KÖKENLİ DOĞAL PUZOLANLAR VOLKANİK TÜFLER VE TRAS * Andezit, bazalt ve bazalt tüfü, t, genellikle kalite ve performans açısından a yeterli değildir. * Değişik ik tip traslar içinde, i inde, augite,, apatit, biotit, magnetit, muskovit,, hematit, kristobalit,, kaolinit, illit,, mika ve hornblend gibi mineraller mevcuttur. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 65

66 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER KİLLER VE ŞEYLLER * Killer ve killi zeminler, plaka veya çubuk şekline sahip olan, boyutları mm den daha küçük k parçalardan alardan oluşurlar. urlar. Küçük k parçalar, alar, orjinal kayaların n daha az stabil olan bileşenlerinin enlerinin kırılmask lmasından meydana gelen ve çoğunlukla alumina silikat içeren i kil minerallerinden oluşurlar. urlar. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 66 66

67 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER KİLLER VE ŞEYLLER * Şeyller,, killer ile benzer bileşenlere enlere sahiptir ancak su içerikleri killerden daha azdır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 67

68 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER KİLLER VE ŞEYLLER * Kil mineralleri kristal yapılı olup, killerin ve şeyllerin hammadde formları puzolanik özellik göstermez. g Ancak 700 ile 900 C C arasında ısıl l işlemle i kalsine olurlar ve puzolanik özellik kazanırlar. * Isıl l işlem i killerin ve şeyllerin kristal yapılar larını bozar ve yarı amorf şekle veya bozulmuş alumina silikat yapısına dönüştürür. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 68

69 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER KİLLER VE ŞEYLLER * Laterit toprakları,, limonit veya hematit gibi yüksek y miktarda demir minerallerine sahiptir. Hava ile temas edince tuğla gibi sertleşirler. Laterit kelimesi latincede tuğla anlamına na gelmektedir. Boksitli topraklar ise aluminyum mineralleri içerirler. i SiO 2 Al 2 O 3 Fe 2 O 3 MgO CaO K 2 O+ Na 2 O H 2 O Laterit Boksit PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 69

70 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER KİLLER VE ŞEYLLER * Isıl l işlem i görmg rmüş silisli topraklar, lateritli veya boksitli topraklar gibi silika içerii eriği i açısından a zengin değildir. * Laterit ve boksit içeren i topraklar tropikal ortamlarda kimyasal bozulma sonucu oluşur. ur. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 70

71 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER KİLLER VE ŞEYLLER * Puzolanik aktivite normal olarak, ısıl l işlem i görmg rmüş kildeki reaktif silis ve kalsiyum iyonlarının n reaksiyonu ile oluşur. ur. * Ancak kireç, ısıl l işlem i görmg rmüş laterit ve boksitle de reaksiyon yapar. Muhtemelen silis kadar, demir ve aluminyum da ısıl l işlemle i bozulmuş yapıdaki boşluklar lukları doldurabilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 71

72 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER KİLLER VE ŞEYLLER * Pişmi miş killer, geleneksel olarak atık k tuğla ve fayansların öğütülerek ince bir toz haline getirilmesi ile de üretilmektedir. bu yöntemle y elde edilen malzemeler oldukça a değişken puzolanik aktivite gösterir. g * Killer için i in en yaygın n olarak kullanılan lan ısıl l işlem i yöntemi y döner fırınlarda f yapılmaktad lmaktadır. Isıl l işlem i süresi s ise 1 ile 2 saat arasındad ndadır. Ayrıca, düşey d milli fırınlarda f bu amaçla kullanılmaktad lmaktadır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 72

73 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER DİATOMİTLER * Diatomitler,, hücre h duvarları silikadan oluşmu muş,, opal ve hidrate silika içeren, i mikroskopik su bitkisi olan diatomların kalınt ntılarıdır. r. Bazı topraklarda bulunan bu organik kalınt ntılar %94 oranında nda silis içerirler. i Diatomitlerin sahip olduğu puzolanik aktivite, içerdii erdiği amorf silis miktarına bağlıdır. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 73

74 PUZOLANLAR ISIL İŞLEM GÖRMÜŞ KİLLER VE DİATOMİTLER DİATOMİTLER * Yüksek miktarda kil minerali içeren i diatomitlerde,, killer puzolanik aktiviteyi azaltır. Bu yüzden y bazı çeşitleri, 760 C C ile 1000 C C arasında ısıl l işlem i görerek g puzolanik aktiviteleri arttırılır. r. * Büyük B k miktarlarda diatomit yataklarına A.B.D. California da, Cezayir de, Almanya, Danimarka ve Kanada da rastlanır. r. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 74

75 PUZOLANLAR PUZOLANİK K AKTİVİTE TE * Bir puzolanın bağlayabilece layabileceği i en fazla kireç (Ca(OH) 2 ) miktarı ve bağlanma işleminin i hızıh puzolanik aktivite olarak ifade edilir. * Puzolanik aktivite ölçüm m yöntemleri y genel olarak ikiye ayrılır. r. 1. Kimyasal yöntem: y a) puzolanik reaksiyon sonucu alkaliler veya asitler içerisinde i çözülebilen SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 toplamı ölçülür. b) puzolan doymuş kireç çözeltisine konulduğunda, unda, belirli bir süre s içinde i inde ortamdaki kalsiyum iyonları azalması tespit edilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 75 75

76 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE 2. Mekanik yöntem: y Kireç-puzolan karışı ışımlarının, n, basınç dayanımlar mlarının ölçülmesi esasına dayanır. 1 kısım k çimento + 3 kısım k m kum + ½ kısım m su Kontrol: %100 çimento Ölçme: %35 puzolan + %65 çimento PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 76

77 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE Malzemelerin tartılmas lması Kaba önce su yerleştirilir PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 77

78 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE suyun üzerine çimento eklenir Karış ıştırma devam ederken kum eklenir kalıba yerleştirme sarsma PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 78

79 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE Etiketleme ( 3 örnek) Bir gün g n sonra kalıptan çıkartılır 28 gün g n 20 C C ve min %95 bağı ğıl l nemli ortamda bekletilir. PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 79

80 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE 28 gün g n sonunda 3 nokta eğilme e deneyi uygulanır PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 80

81 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE Kırılan parçalar alar üzerinde basınç deneyi yapılır PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 81

82 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE L P = M W = P L 4 b h σ 2 6 P P σ = PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 82 P A 82

83 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE Puzolanik aktivite = (A/B)x100 Burada; A: çimento+kül l karışı ışımı numunelerin ortalama basınç dayanımı B: Karşı şılaştırma (yalnız çimento numunelerinin) ortalama basınç dayanımı TS 639 a a Göre G Uçucu U Küllerin K Puzolanik Aktivite Deneyi Uçucu ucu kül k l ve portland çimentosuyla yapılan deneme numunelerinin 28 günlg nlük k basınç dayanımlar mları, Portland çimentosuyla hazırlanm rlanmış karşı şılaştırma numunelerinin aynı süredeki basınç dayanımlar mlarının n %70 inden inden az olmamalıdır. Puzolanik aktivite >= %70 PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 83 83

84 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE 4x4x16 cm ayrıtl tlı prizma örneklerde önce 3 nokta eğilme e deneyi yapılm lmıştır. Eğilme E deneyinde mesnetler arası uzaklık k 10 cm dir dir. Örneklerin 28 günlg nlük Kırılma yükleri y aşağıa ğıda verilmiştir. Yük k (kgf( kgf) %100 çimento %35 puzolan ardından örnekler üzerinde eğilme e sonrası basınç deneyi yapılm lmıştır. Kırılma K yükleri y aşağıa ğıda verilmiştir. Yük k (kgf( kgf) %100 çimento %35 puzolan PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 84

85 PUZOLANİK K AKTİVİTE TE a) Örneklerin eğilme e dayanımlar mlarını ve ortalamalarını hesaplayınız. b) Örneklerin basınç dayanımlar mlarını ve ortamalarını hesaplayınız. c) %35 puzolan katkılı örneklerin puzolanik aktivite indeksini hesaplayınız. d) %100 çimentolu örnekler CEM I 42.5 sınıfıs çimento kabul edilebilir mi? e) Kullanılan lan puzolan TS629 a a göre g puzolanik malzeme olarak kabul edilebilir mi? PAÜ İnşaat Mühendisliği Bölümü Yapı Malzemesi Dersi Yrd. Doç. Dr. Hayri ÜN 85