FARKLI BAĞLAYICILARIN KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU ESASLI HARÇLAR ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN
SUNUM İÇERİĞİ Kalsiyum Alüminat Çimentosu (KAÇ) PÇ KAÇ KAÇ Uygulama Alanları KAÇ Hidratasyonu KAÇ Hidratasyonu ve Dönüşüm Yapı Kimyasallarında Farklı Bağlayıcılarla Kullanımı
KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU Boksit ve kalkerin belirli bir oranda karıştırılarak 1600 C sıcaklıktaki dik fırına beslenmesi ve elde edilen klinkerin öğütülmesi ile elde edilir. Ana fazlar CA C 12 A 7 C 5 A 3 C 4 AF C 2 AS Alçı ilave edilmiyor
PORTLAND ÇİMENTOSU Kil ve kalkerin belirli bir oranda karıştırılarak 1450 C sıcaklıktaki döner fırına beslenmesi ve elde edilen klinkerin alçıtaşı ile birlikte öğütülmesi ile elde edilir. Ana fazlar C 3 S C 2 S C 3 A C 4 AF Alçı ilave ediliyor
PÇ - KAÇ SiO 2 PÇ kimyasal kompozisyonu dar ve kısıtlı PÇ KAÇ KAÇ kimyasal kompozisyonu uygulama alanına göre daha geniş CaO Al 2 O 3
Kalsiyum Silikatlar Kalsiyum Alüminatlar PÇ - KAÇ Fazlar PÇ KAÇ C 3 S 50-70 0 C 2 S 15-30 < 10 C 3 A 5-10 0 C 4 AF 5-15 10-40 CA 0 40-50
Basınç Dayanımı (MPa) PÇ - KAÇ 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 6 saat 1 gün 3 saat ISIDAÇ 40 CEM I 42.5R 0 7 14 21 28 Yaşı (Gün)
KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU EN 14647
KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU EN 14647
KAÇ TEMEL ÖZELLİKLERİ Yüksek erken dayanım (Düşük sıcaklıklar dahil)
Basınç Dayanımı (MPa) KAÇ TEMEL ÖZELLİKLERİ 50 Düşük sıcaklıklarda dahi yüksek erken dayanım 40 30 20 T=18 C 10 0 0 10 20 30 40 50 60 Yaşı (saat)
Basınç Dayanımı (MPa) KAÇ TEMEL ÖZELLİKLERİ 50 Düşük sıcaklıklarda dahi yüksek erken dayanım 40 30 20 10 0 T=18 C T=12 C 0 10 20 30 40 50 60 Yaşı (saat)
Basınç Dayanımı (MPa) KAÇ TEMEL ÖZELLİKLERİ 50 Düşük sıcaklıklarda dahi yüksek erken dayanım 40 30 20 10 0 T=18 C T=12 C T=6 C 0 10 20 30 40 50 60 Yaşı (saat)
Basınç Dayanımı (MPa) KAÇ TEMEL ÖZELLİKLERİ 50 Düşük sıcaklıklarda dahi yüksek erken dayanım 40 30 20 10 0 T=18 C T=12 C T=6 C T=0 C 0 10 20 30 40 50 60 Yaşı (saat)
KAÇ TEMEL ÖZELLİKLERİ Yüksek erken dayanım Aşınma ve darbeye karşı direnci Sülfat hücumuna dayanıklılığı Asitlere dayanıklılığı Yüksek sıcaklıklara ve sıcaklık değişimlerine dayanıklılığı
KAÇ UYGULAMA ALANLARı 1. Beton uygulamaları 2. Refrakter uygulamaları 3. Yapı kimyasalları uygulamaları
KAÇ UYGULAMA ALANLARı 1. Beton Uygulamaları Erken sertleşme ve yüksek erken dayanım gerektiren uygulamalar, soğuk havada yapılan uygulamalar (Yollar, havaalanları, tamir harçları vb.) Yüksek aşınma direnci gerektiren uygulamalar (Endüstriyel zeminler, yollar, dolusavaklar vb.) Yüksek kimyasal, biyolojik ve asit dayanımı gerektiren uygulamalar (Beton borular, kanalizasyon elemanları, endüstriyel zeminler, sülfat içeren zeminler vb.) Yüksek darbe direnci gerektiren uygulamalar (Balistik amaçlı yapılar, duvarlar vb.)
KAÇ UYGULAMA ALANLARı 2. Refrakter uygulamaları Yüksek alüminalı çimentolar kullanılarak üretilen refrakter tuğlalar ve dökümler
KAÇ UYGULAMA ALANLARı 3. Yapı kimyasalları uygulamaları Çimento esaslı toz malzemeler Üçlü bağlayıcı sistemleri (KAÇ + PÇ + Alçı) Dolgu malzemeleri (kalsit, korondum vb.) Kimyasal katkılar (lityum karbonat, sitrik asit, akışkanlaştırıcılar, vb.)
YAYGIN KULLANIM? Maliyet Hidratasyon Yarı kararlı ürünler
KAÇ HİDRATASYONU
KAÇ HİDRATASYONU Hidratasyon ürünlerinin oluşumunda sıcaklığın etkisi oldukça fazladır.
KAÇ HİDRATASYONU T< 27 C Hidratasyon ürünlerinin oluşumunda sıcaklığın etkisi oldukça fazladır.
T > 27 C T < 35 C KAÇ HİDRATASYONU T< 27 C Hidratasyon ürünlerinin oluşumunda sıcaklığın etkisi oldukça fazladır.
T > 27 C T < 35 C KAÇ HİDRATASYONU T< 27 C T >35 C Hidratasyon ürünlerinin oluşumunda sıcaklığın etkisi oldukça fazladır.
T > 27 C T < 35 C T >65 C KAÇ HİDRATASYONU T< 27 C T >35 C Hidratasyon ürünlerinin oluşumunda sıcaklığın etkisi oldukça fazladır.
T > 27 C T < 35 C T >65 C KAÇ HİDRATASYONU Yarı kararlı ürünler T< 27 C T >35 C Hidratasyon ürünlerinin oluşumunda sıcaklığın etkisi oldukça fazladır.
KAÇ HİDRATASYONU Zamanla (sıcaklığa bağlı olarak) Yarı kararlı ürünler (CAH 10, C 2 AH 8 ) Kararlı ürünlere (C 3 AH 6, AH 3 ) dönüşür.
KAÇ HİDRATASYONU Zamanla (sıcaklığa bağlı olarak) Yarı kararlı ürünler (CAH 10, C 2 AH 8 ) Kararlı ürünlere (C 3 AH 6, AH 3 ) dönüşür.
KAÇ HİDRATASYONU Zamanla (sıcaklığa bağlı olarak) Yarı kararlı ürünler (CAH 10, C 2 AH 8 ) Kararlı ürünlere (C 3 AH 6, AH 3 ) dönüşür. Porozite artar Dayanım düşer
Dayanım KAÇ HİDRATASYONU s/ç ~0.4 düşük sıcaklık s/ç ~0.4 yüksek sıcaklık s/ç ~0.8 düşük sıcaklık s/ç ~0.8 yüksek sıcaklık Saat Gün Ay Yıl Zaman
KAÇ HİDRATASYONU Zamanla (sıcaklığa bağlı olarak) Kararsız ürünler (CAH 10, C 2 AH 8 ) Kararlı ürünlere (C 3 AH 6, AH 3 ) dönüşür. Porozite artar Dayanım düşer
KAÇ HİDRATASYONU Ortamda silika olması halinde kararsız ürünlerle birlikte (örneğin cüruf, silis dumanı vb) kararlı ürünler oluşturur.
KAÇ HİDRATASYONU - CÜRUF %20 Cüruf ikamesi
KAÇ HİDRATASYONU - CÜRUF %20 Cüruf ikamesi
KAÇ HİDRATASYONU - CÜRUF %20 Cüruf ikamesi
KAÇ HİDRATASYONU - CÜRUF %40 Cüruf ikamesi
KAÇ HİDRATASYONU - CÜRUF %60 Cüruf ikamesi
KAÇ HİDRATASYONU - CÜRUF %80 Cüruf ikamesi
Priz Süresi (dk) KAÇ - CÜRUF 350 300 250 200 150 100 50 İlk priz Son priz 0 0 20 40 60 80 100 Cüruf Oranı (%)
Normal Kıvam için Gereken Su (%) KAÇ - CÜRUF 35 30 25 20 15 10 5 0 0 20 40 60 80 100 Cüruf Oranı (%)
KAÇ YAPI KİMYASALLARI Çimento esaslı yapı kimyasalları Kendiliğinden yayılan şap Tamir harcı Grout Tıkaç harcı Hızlı sertleşen beton Birden fazla bağlayıcı malzeme birlikte kullanılır (Üçlü sistemler)
KAÇ YAPI KİMYASALLARI CS II I KAÇ PÇ
CS PÇ KAÇ ALÇI KAÇ I PÇ (bazlı) + KAÇ + Alçı (çok az) Bu karışımlar çok hızlı priz alır I PÇ
Priz Süresi (dk) 350 PÇ KAÇ 300 250 KAÇ Bu karışımlar çok hızlı priz alır 200 CS İlk priz Son priz I PÇ 150 100 50 0 0 20 40 60 80 100 PÇ Oranı (%)
CS PÇ KAÇ ALÇI KAÇ Erken dayanımı yüksek, nihai dayanımı ise biraz düşüktür. I PÇ KAÇ fazlarından CA alçıyı tüketir PÇ fazlarından C 3 A suyla reaksiyona girer ve hızlı priz gerçekleşir.
CS PÇ KAÇ ALÇI Örnek: Tıkaç Harcı KAÇ I PÇ
CS PÇ KAÇ ALÇI KAÇ Örnek: Kendiliğinden yayılan şap I PÇ
CS PÇ KAÇ ALÇI KAÇ Örnek: Kendiliğinden yayılan şap I PÇ
CS KAÇ ALÇI PÇ II KAÇ II KAÇ (bazlı) + Alçı + PÇ (çok az) PÇ Bu karışımların diğerinden temel farkı hidratasyonda hızlı etrenjit oluşumudur.
CS KAÇ ALÇI PÇ II KAÇ PÇ Bu ürünler de diğerleri gibi hızlı priz alır ve yüksek erken dayanım kazanır. Ancak, temel farkı etrenjit oluşumu ile çok yüksek oranda su tüketimidir.
CS KAÇ ALÇI PÇ II KAÇ PÇ Bu ürünler de diğerleri gibi hızlı priz alır ve yüksek erken dayanım kazanır. Ancak, etrenjit oluşumu ile çok yüksek oranda su tüketilir.
CS KAÇ ALÇI PÇ II KAÇ Örnek: Kendiliğinden yayılan şap PÇ
CS KAÇ ALÇI PÇ II KAÇ Örnek: Kendiliğinden yayılan şap PÇ Hem «I» hem de «II» ile hazırlanabilir Ancak ikisi arasında önemli nitelik farkı bulunur
CS KAÇ ALÇI PÇ II KAÇ Örnek: Kendiliğinden yayılan şap PÇ Hem «I» hem de «II» ile hazırlanabilir Ancak ikisi arasında önemli nitelik farkı bulunur
CS KAÇ ALÇI PÇ KAÇ II tepkime ve farklı Örnek: Kendiliğinden yayılan şap Hem «I» hem de «II» ile hazırlanabilir Ancak ikisi arasında önemli nitelik farkı bulunur I: Daha yavaş hidratasyon evreleri PÇ II: Daha hızlı tepkime ve etrenjit oluşumu
CS KAÇ ALÇI PÇ II KAÇ Örnek: Kendiliğinden yayılan şap PÇ Hem «I» hem de «II» ile hazırlanabilir Ancak ikisi arasında önemli nitelik farkı bulunur
CS KAÇ ALÇI PÇ KAÇ Örnek: Kendiliğinden yayılan şap Hem «I» hem de «II» ile hazırlanabilir II daha rötre zaman Ancak ikisi arasında önemli nitelik farkı bulunur II de I e kıyasla içerisinde artar, bu PÇ sürede dayanım kazanımı olduğundan rötre kaynaklı çatlama riski daha azdır
CS KAÇ ALÇI PÇ KAÇ II daha fazla su Örnek: Kendiliğinden yayılan şap Hem «I» hem de «II» ile hazırlanabilir Ancak ikisi arasında önemli nitelik farkı bulunur II de I e kıyasla tüketilir. Dolayısıyla, aynı miktarda su kullanıldığında daha fazla su bağlanır ve şapın nem muhtevası azalır. PÇ
CS KAÇ - YAPı KIMYASALLARI KAÇ II I Uygun bağlayıcı oranlarının seçimi Kimyasal katkıların kullanımı PÇ ile istenen performansa uygun nitelikte ürünler elde edilir.
TEŞEKKÜRLER Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN