ÇİMENTO ve -Çimento Türleri- Hayat BOZKIR Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği (TÇMB) 10.05.2012 YÜF Beton ve Beton Bileşenleri Semineri
ÇİMENTO Tanımı Üretimi Türleri
ÇİMENTO malzemesi önemli bir yapı suda çözünmeyen hidrolik bağlayıcı
ÇİMENTO Esas olarak kalsiyum, silisyum, alüminyum ve demir oksitleri içeren hammaddelerin belirli oranlarda karıştırılarak sinterleşme sıcaklığına kadar pişirilmesi ile oluşan çimento klinkeri nin, bir veya birkaç katkı maddesiyle birlikte öğütülmesi sonucunda elde edilir.
Hammaddeler kalker, kil, killi kalkerin (marn) yanısıra, silisli kum, demir cevheri gibi maddelerdm addelerdir. Belirli oranlarda katılır. farin denilen bir karışı ışım m hazırlan rlanır. r.
Hazırlanan bu farin in yaklaşı şık k 1450 o C ye kadar döner d fırında f pişirilmesi irilmesi ile, fırın çıkışında meydana gelen taneler (granüller) halindeki ürüne klinker denir. Elde edilen bu klinkerin % 2.02.0-5.0 civarında alçı taşı ile birlikte karış ıştırılıp öğütülmesi sonucunda ise ÇİMENTO üretilmektedir.
Beton Bileşenlerinden ÇİMENTO + AGREGA (Kum,Çakıl) + SU BETON
Çimento Ürün ve İlgili Deney Standardları TS EN 197-1 : Çimento-Bölüm 1: Genel Çimentolar-Bileşim,Özellikler ve Uygunluk Kriterleri TS EN 197-2 : Çimento-Bölüm 2: Uygunluk Değerlendirmesi TS EN 196-1,2,3,5,6,7,8,9,10 : Çimento Deney Standardları
TS EN 197-1 Türleri..Bileşim ve İşaret
Bu çimentoların standarda uygunluğunun nasıl belirleneceği TS EN 197-1 ve TS EN 197-2 de ayrıntılı olarak açıklanmıştır. Bileşim ve özellikler anlık (spot) numunelerle sürekli olarak denetlenmektedir Üretici tarafından otokontrol deneyleri muayene ve belgelendirme kuruluşu tarafından denetim deneyleri yapılmaktadır. Sonuçlar istatistiki değerlendirmeye tabi tutulmaktadır.
Çimentoda Mineral Katkılar (TS EN 197-1) Çimento Bileşimi = Klinker + Ana Bileşenler +İlave Minör Bileşenler Ana Bileşenler = Toplam kütlenin %5 ini geçen oranlarda kullanılan seçilmiş inorganik maddeler İlave Minör Bileşenler = Toplam kütlenin %5 ini geçmeyen oranlarda kullanılan seçilmiş inorganik maddeler (ana bileşen olarak kullanılmamış olması gerekir)
Portland Çimentosu Klinkeri TS EN 197-1 gerekliliği
Çimentonun en önemli kısmk smını oluşturan, çimento klinkerinin ana bileşenleri enleri,, kalsiyum oksit, silisyum dioksit, alüminyum oksit ve demir oksittir. Trikalsiyum silikat (Alit) C 3 S (3CaO. SiO 2 ) Dikalsiyum silikat (Belit) C 2 S(2CaO.SiO 2 ) Trikalsiyum alüminat C 3 A(3.CaO.Al 2 O 3 ) Tetrakalsiyum alüminoferrit C 4 AF(4CaO.Al 2 O 3.Fe 2 O 3 )
Pek çok çimento klinkeri ağıa ğırlıkça a % 2 oranına na kadar serbest CaO (S.CaO) ihtiva eder. Serbest kireç klinkerde % 2.5 un miktarlarda bulunduğu u takdirde, harç genleşme yaratır. r. üzerindeki ve betonda CaO+H 2 O Ca(OH) 2
Çimentoda Mineral Katkılar (TS EN 197-1) Puzolanik Malzeme Kendi başına bağlayıcı özelliği olmayan ancak ince öğütülmüş olarak kireç hidrat ile karıştırıldığında nemli ortamda hidrolik bağlayıcı özelliği kazanan silis ve/veya aluminyum silikat bileşimli maddedir. tanımlanır. Puzolanik malzemeler 2 şekilde
Çimentoda Mineral Katkılar (TS EN 197-1) Doğal Puzolan (P): Doğada bulunan puzolanik özellikte madde ve kayaçlardır.genellikle volkanik kökenlidirler. Türkiyede tras olarak adlandırılırlar.ts EN 197-1 e göre doğal puzolanlarda reaktif silis miktarı en az % 25 olmalıdır. Kalsine Edilmiş Doğal Puzolan (Q): Puzolanik özellikleri ısıl işlem uygulanarak kazandırılmış olan doğal madde ve kayaçlardır. Reaktif silis içerikleri en az % 25 olmalıdır.(killer, şistler, tortul kayalar gibi..)
Çimentoda Mineral Katkılar (TS EN 197-1) Granüle Yüksek Fırın Cürufu (S) Yüksek fırında pik demir elde edilirken demir cevheri içindeki SiO2 ve Al2O3 içeren gayrisaflıklar kalkerdeki CaO tarafından bağlanır.bu şekilde oluşan cürufun bileşimi portland çimentosuna büyük benzerlik gösterir. Fırın çıkışında hızla soğutulması ve en az 2/3 oranında camsı faz içermesi gerekir.ayrıca içindeki CaO,MgO ve SiO2 miktarları toplamı en az 2/3 oranında olmalıdır. (CaO + MgO)/ SiO2 orantısının ise 1,0 den fazla olması istenmektedir.
Çimentoda Mineral Katkılar (TS EN 197-1) Uçucu Küller (V,W)
TS EN 197-1 Çimentoda Kullanılan TS EN 450-1 Betonda Kullanılan Özellik Kızdırma Kaybı % Silissi Uçucu Kül TS EN 197-1 Limit Değer TS EN 450-1 Limit Değer Kalkersi Uçucu Kül Kategori A 0.0<..< 5.0 Kategori B 2.0<..<7.0 Kategori C 4.0<..<9.0 Kategori A 0.0<..< 5.0 Kategori B 2.0<..<7.0 Kategori C 4.0<..<9.0 SO 3 % - - Maks. 3.0 Cl - % - - Max. 0.1 Serbest CaO % Maks.1.0 - Max. 2.5 Toplam CaO % - - - Reaktif CaO % Maks.10.0 Min. 10.0 Maks.10.0 Toplam SiO 2 % - - - Reaktif SiO 2 % Min. 25.0 Min. 25.0 (10.0< R.CaO< 15.0) - Özgül Ağırlık kg/m 3 - - - 45 µm Elek Bakiyesi % - - Type N - Max. 40.0 Type S - Max. 12.0 28 Günlük Aktivite Endeksi % - - Min. 75 90 Günlük Aktivite Endeksi % - - Min. 85 28 Günlük Basınç Dayanımı MPa - Hacim Genleşmesi mm Max.10 mm (1.0<S.CaO<2.5) Min.10.0 ( R.CaO > 15.0 ) Max.10 mm - Max.10 (1.0<S.CaO<2.5)
Çimentoda Mineral Katkılar (TS EN 197-1) PişmişŞist (T): Yaklaşık 800 C da pişirilen şist bileşimi itibarı ile puzolanik ve bağlayıcı özellikler gösterir. Çimento gibi denendiğinde 28 günlük basınç dayanımı en az 25 MPa olmalıdır.hacim genleşmesi 10 mm yi geçmemelidir. Kalker (Kireçtaşı) (L,LL): CaCO3 içeriği en az % 75 olmalıdır.kil içeriği % 1,2 yi geçmemelidir. Standardda toplam organik karbon (TOC) değerinin en fazla %0,2 ve %0,5 olarak sınırlandırıldığı iki sınıfa ayrılmıştır
Minör İlave Bileşenler Minör ilave bileşenler, inorganik doğal malzemeler, klinker üretim prosesinden çıkan doğal malzemeler veya çimentoda ana bileşen olarak kullanılmayan özel olarak seçilmiş malzemelerdir. Kalsiyum Sülfat Kalsiyum sülfat imalat sırasında çimentonun diğer bileşenlerine priz süresini kontrol için imal edilir.
Bileşim, İşaretleme--------Örnekler
TS EN 197-1 (2012) Kapsam 2000 2012 27 tip çimento 27 tip çimentoya ilave; 7 tip sülfata dayanıklı çimento 3 tip erken dayanımı düşük cüruflu çimento 2 tip erken dayanımı düşük, sülfata dayanıklı cüruflu çimento 9 dayanım sınıfı 6 dayanım sınıfı
Ana bileşenler / PÇ klinkeri Mevcut Portland Çimento Klinkeri tanımına ilave olarak sülfata dayanıklılık için; Sülfata dayanıklı portland çimento (CEM I) ve Puzolanik çimento (CEM IV) üretiminde kullanılan klinkerin C 3 A miktarı (C 3 A=2.65A- 1.69F) CEM I ve CEM IV için aşağıdaki limitler verilmiştir. CEM I C 3 A = 0, %3 %5 CEM IV/A ve CEM IV/B C 3 A %9
İLAVE olarak; Sülfata Dayanıklı Genel Çimentolar 7 ürün CEM I SR0 C 3 A = 0 CEM I SR3 C 3 A %3 CEM I SR5 C 3 A %5 CEM III/B SR C 3 A limiti yoktur. CEM III/C SR C 3 A limiti yoktur. CEM IV/A SR C 3 A %9 CEM IV/B SR C 3 A %9
7 Ürünün % Kompozisyonu
İlave Dayanım Sınıfları 2 gün (Mpa) 7 gün (Mpa) 28 gün (Mpa) 32,5 L - 12.0 32.5 52.5 42,5 L - 16.0 42.5 62.5 52,5 L 10.0-52.5 Not: L Dayanım m sınıflars fları sadece CEM III çimentoları için in tanımlanmaktad mlanmaktadır.
Hidratasyon Isısı 270 J/g TS EN 196-8, 7 Gün veya TS EN 196-9, 41 h Düşük ısılı genel çimentolar LH işareti ile tanımlanır. Düşük ısılı çimento uygunluk değerlendirmesinde analiz frekansı başlangıç periyodu için 1/hafta, rutin periyod için 1/ay dır.
Hidratasyon, bir maddenin su ile birleşmesi sonucu ortaya çıkan reaksiyondur. Çimentonun hidratasyonu sonucunda suda çözünmeyen sert bir madde oluşur. Bu proses, --priz alma --sertleşme şeklinde iki kademede gerçekleşir.
Priz alma da, çimento pastası donarak katı hale gelir ancak henüz z yeterli dayanıma sahip olmaz. Daha sonra oluşan sertleşme kademesiyle önemli ölçüde dayanım m gelişmesi gösterir.
SR çimentolar için ilave özellikler
Çimentoda sülfatla s reaksiyona giren en önemli bileşen en C 3 A olduğu u için, i in, bu çimentoda C 3 A yüzdesi y % 5 ile sınırlans rlanır. r.
Çimento Tipi için Standard Tanımlama Örnek EN 197-1 e uygun % 60-80 yüksek fırın curufu içeren 32.5 dayanım sınıfında normal erken dayanımlı, düşük hidratasyon ısısına sahip ve sülfata dayanıklı yüksek fırın curuflu çimento ; Yüksek Fırın Curuflu Çimento EN 197-1 CEM III/B 32.5 N LH/SR
TEŞEKKÜRLER Hayat Bozkır 38