PUZOLANLAR
İçinde fazla miktarda kolloidal elemanlar, özellikle aktif silis içeren maddelerdir. Puzolanların tek başına bağlayıcı özelliği ya çok azdır yada hiç yoktur. Ancak başka bir bağlayıcı ile örneğin kireç veya çimento ile karıştırılınca bağlayıcılık özelliği kazanır. Bu nedenle reaksiyonun oluşabilmesi için bağlayıcının kalsiyum hidroksit içermesi gerekir.
İtalya da Pozzuoli kasabasından ismini alır. Eski romalılar (M.Ö~100 ) kireç içine camlaşmış volkan toprağı katarak kullanırlardı. Günümüzde su içinde priz yapabilen çimentolarla birlikte kullanılmaktadır. Beton içine ilave edilebilmektedir.
Tek başlarına bağlayıcılık özellikleri yoktur. Diğer bağlayıcılarla karıştırılınca bu özelliği alır. SiO 2, Al 2 O 3 içerirler. Suyla çamur haline gelirler. Kuruyunca eski hallerini alırlar. Kireçle suda erimeyen kalsiyum silikat tuzlarına dönüşürler. Kalsiyum Hidroksit+Silika+Su Kalsiyum Silikat (C-S-H) C-S-H malzemede bağlayıcılık sağlar.
Puzolanlar Doğal: (Volkanik küller, volkanik tüfler (traslar). Silis ve Alümin yani asit karakterlidir. Kireç bazik karakterlidir. Aktif hale geçmek için kireçle asit baz reaksiyonuna girerler. Almanya nın Ren bölgesinde tras ismi verilen üstün nitelikli puzolan, İtalya da Napoli puzolanları, Yunanistan ın Santorin adası puzolanları en önemli yataklardır. Ayrıca Libya nın Trablus kenti civarında bulunurlar. Yurdumuzda ise Kayseri-Nevşehir yöresinde bulunmaktadır. Yapay:(Pişmiş kil, uçucu kül, silika-tozu, yüksek fırın cürufları)
Pişmiş Killer 600-900 o C ısıtılan killer çimento inceliğinde öğütülür. Çimentoya ilave edilerek kullanılırlar
Uçucu Küller Termik santraller de elektrik enerjisi eldesinde kullanılan kömürlerin yakılmasıyla baca filtreleriyle elde edilirler. Linyit yakılmasıyla elde edilenlerde daha fazla CaO bulunur ve bunlar kalkersi C tipi küllerdir. Taş kömürlerinin yakılmasıyla elde edilen SiO 2 bulunan silisli F tipi küllerdir. Kullanıldığı yerler: hafif agregalı beton yapımı, çimento katkı malzemesi olarak, tuğla ve yol yapımında
UÇUCU KÜL
Yüksek Fırın Cürufları Demir üretiminde kullanılan yüksek fırında, cevherden demir alındıktan sonra kalan kısımdır. Buna cüruf (letiye) denilmektedir. İçinde alümin, silis ve kireç bulunmaktadır.
Silika Tozu (Silis Dumanı) Elektrik ark fırınlarında hammadde olarak kullanılan kuvartztan elde edilen üründür. Hava filtrelerindeki ince taneciklerdir. Amorf silis içermektedir. Kullanıldığı yerler: beton katkı malzemesi olarak (akışkanlaştırıcı katkı maddeleri ile birlikte kullanıldığında betonun mekanik özelliklerini olumlu derecede yükseltmektedir)
Silika Tozu (Silis Dumanı)
Puzolan aktivitelerini etkileyen faktörler 1) SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 içeriği 2) Amorf yapı 3) Parçacık boyutu
SiO 2 + Al 2 O 3 + Fe 2 O 3 İçeriği Miktarlarına göre. ASTM C 618 & TS 25 SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 doğal puzolanlar > 70% Uçucu Küller - ASTM C Sınıfı SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 >50% F Sınıfı SiO 2 +Al 2 O 3 +Fe 2 O 3 >70% Silika dumanı SiO 2 85-98% Fırın Cürufları SiO 2 ~ 30-40% Al 2 O 3 ~ 7-19% CaO ~ 30-50%
Amorf yapı Kimyasal reaksiyonlarda puzolanlar amorf yapıdadırlar. Volkanik kül, volkanik tüf, uçucu kül, silika dumanı doğal olarak amorf yapıdadır. Killer Yapılarında yüksek miktarda silika&alumina vardır. Kristal yapıdadırlar.
Boyut Puzolan aktivitesi incelikle artar. Volkanik kul, uçucu kul, silika dumanı ince taneler olarak elde edilirler. Volkanik tüf, fırın cürufları, pişmiş kil çimento inceliğinde öğütülürler.
Puzolanik aktivitenin belirlenmesi Puzolanik aktivite dayanım aktivite indeksi ile belirlenir (SAI) 6 numune hazırlanır(astm). Kontrol karışımı (B) 500 g çimento+1375 g kum+242 ml su Deney karışımı(a) 400g çimento+100g puzolan+1375g kum+ kıvamı sağlayacak su
Basınç dayanımı deneyi ( 7 veya 28 günlük) (SAI) =A/B*100 A=f c (Deney karışımı) B=f c (Kontrol Karışımı) ASTM C 618 SAI 75%
Puzolanların Kimyasal yapısı Silika dumanı: çoğunluğu SiO2 Fırın cürufu: Yüksek miktarda CaO C sınıffı uçucu kül:: CaO
Bağlayıcı malzemelerin Beton içindeki miktarı Uçucu kül C Sınıfı 15% ile 40% F Sınıfı 15% ile 20% Fırın cürufu 30% ile 45% Silika dumanı 5% ile 10% Volkanik kül 15% ile 35% Volkanik tüf 15% ile 35%