Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi
Kalsiyum Aluminat Çimentosu (CAC) erken dayanımı yüksek, sıcaklığa ve sülfata dayanıklı bir çimento çeşididir. CAC hidratasyonunda ortaya çıkan bileşiklerin oluşum mekanizması yüksek oranda ortam sıcaklığına bağlıdır. Su/çimento oranı ve CAC içeriğindeki aktif mineral miktarı; mukavemet gelişimi, boşluklu yapı oluşumu konularında, etkili ana parametrelerdir. 2
su/çimento oranının düşük seviyede tutulması dayanıklılık ve dayanım açısından tüm çimentolu sistemlerde tercih edilmektedir. Bunu pratik olarak başarmak adına akışkanlaştırıcı kullanılır ve işlenebilirlik bu yolla sağlanır. 3
Portland çimentosunun aksine CAC ile akışkanlaştırıcı kullanımı bir çok çalışmada priz süresi, erken dayanım karakteri ve işlenebilirlik açısından başarısız sonuçlar vermiştir. Yeni nesil akışkanlaştırıcılar, CAC bazlı ürünler için uzun dönem yardım sağlayan özgün ürünlerdir. Bu akışkanlaştırıcılar sayesinde düşük su/çimento oranı ve düşük çimento içeriği tolere edilebilir bir durum oluşturur. Polikarboksilat-polyoks ve polinaftalin sülfonat bazlı akışkanlaştırıcılar bu noktada yüksek demir içerikli CAC sıvalarında etkilidir. 4
Akışkanlaştırıcı kullanımında taze sıvanın kohezyonunu arttırmak ve akışkanlaştırıcı sebebiyle oluşan ayrışmayı önlemek adına metil selüloz kullanılır. (MC) Polikarboksilat eter (PCE) bazlı akışkanlaştırıcıların bir diğer etkisi de priz zamanını ötelemektir, bu durumun önüne geçmek için ise hızlandırcı olarak Li 2 CO 3 kullanımı gereklidir. Sıva üzerinde PCE ve Li 2 CO 3 karşıt etki gösterir ve priz başlangıcı bu iki komponent arasındaki oran ayarlanarak belirlenir. 5
Genellikle, aynı MC ve Li 2 CO 3 değeri için PCE arttıkça max hidratasyon ısısı belli bir noktaya kadar düşer, %0,9 PCE ye yaklaştıkça tekrar yükselme görülür. Li2CO3 PCE ve su/çimento ortak etkisi: PCE priz başlamayı ötelerken, Li2CO3 ve düşük su/çimento oranı reaksiyon hızını arttırır. 6
PCE nin polimer iskeletine bağlanan uzun yan zincirlerin yapısal (uzamsal) engellemesi aktif çimento yüzeyinde fiziksel bir bariyer oluşturur. Diğer taraftan Li2CO3; alkali metal hidratasyon ürünleri yaratarak polimer iskelet önündeki bariyerin kaldırılmasını CAC hidratasyon ürünlerin oluşumunu hızlandırır. 7
PCE ve Li 2 CO 3 arasında karşıt etkileme söz konusudur. İki madde farklı oranlarda karışıma entegre edilerek istenilen priz zamanı ve max hidratasyon ısısı belirlenebilir. Reaksiyon Hızı ayarlanır. 8
PCE miktarı ile dayanım arasındaki ilişki yukarıdaki grafiklerde gösterilmektedir 9
Eğilme ve basma mukavemetleri; farklı PCE yüzdeleri ile 1 gün, 9 gün ve tamamen transforme olan sıvalar açısından bakıldığında doğru orantılı olarak değişmektedir. Bu durumun asıl sebebi düşük su/çimento kullanımına olanak sağlanmasıdır, böylelikle maddedeki boşluklu yapı azalmaktadır. En düşük mukavemetler tamamen hidrate olan sıvalarda görülmektedir. 10
PCE kullanımı CAC bazlı yapı kimyasallarında umut vadetmektedir. Düşük su/çimento oranlarında çalışmaya olanak sağlamakta, böylelikle işlenebilirliği ve mukavemeti arttırarak yüksek performanslı sıvalar elde edilmesini ulaşılabilir kılmaktadır. 0,4 değerinin altındaki su/çimento oranlarıyla; uzun dönem mukavemetleri yani yarı kararlı maddelerin dönüşümü sonundaki mukavemetlerini 60 MPa değerlerinin üzerine taşıyarak CAC bazlı maddelerin yapısal amaçlarla kullanımına olanak sağlanabilir. 11
Referanslar Ukrainczyk N., Sipusic J., Vrbos N. Polycarboxylate Ether Based Superplasticiser for Calcium Alumunate Cement Mortars Avignon, 2014 Bensted J. Calcium aluminate cements. In: Structure and Performance of Cement. London: J. Bensted, P. Barnes, 2002 Scrivener K.L, Capmas A., Calcium Aluminate Cements, in Lea's Chemistry of Cement and Concrete, fourth edition, Peter C. Hewlett Ed., 1998, p 743. Scrivener K.L, Cabiron J.L, Letourneux R, High-performance concretes from calcium aluminate cements, Cement and Concrete Research, Vol. 29, 1999, pp. 1215-1223. Ukrainczyk N, Rogina A, Styrene butadiene latex modified calcium aluminate cement mortar, Cement & Concrete Composites, Vol. 41, 2013, pp. 16-23. Ukrainczyk N, Vrbos N, Šipušić J. Influence of metal chloride salts on calcium aluminate cement hydration, Advances in Cement Research, Vol. 24, 2012, No. 5, pp. 249-262. 12
Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi TEŞEKKÜRLER Her türlü soru ve bilgi için.. Çimsa Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi Toroslar Mah. Tekke Cad. 33013 Yenitaşkent/MERSİN T: 00.90.324 241 23 37 / 241 23 44 C: 00.90.505 462 00 52 F: 00.90.324 454 00 52 13