MERMER VE TUĞLA ENDÜSTRİ ATIKLARININ BELİRLENEN MODÜL ÖZELLİKLERİYLE ÇİMENTO HAMMADDESİ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Benzer belgeler
SODA KATI ATIĞININ ÇİMENTODA KULLANILABİLİRLİĞİ

2/27/2018. Erken dayanım sınıfı N: Normal R: Hızlı gün norm basınç dayanımı (N/mm 2 )

ÇİMENTO SU KATKILAR. Fatma Kantarcıoğlu Yaldız* Kimya Mühendisi Çimento Laboratuvar Sorumlusu

Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi ÇİMENTO KALİTE KONTROL PARAMETRELERİ VE BETON ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ

ÇİMENTO ve -Çimento Türleri-

SODA SANAYİ A.Ş. NİN ENDÜSTRİYEL SİMBİYOZ ÇALIŞMALARI

ISIDAÇ 40. yapı kimyasalları. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

ISIDAÇ 40. refrakter. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, Köse ve Kızıl (eds) İzmir / Türkiye / Nisan 1995 Andezitin Traslı Çimento Üretiminde Kullanılması

ISIDAÇ 40. karo. Özel ürünleriniz için özel bir çimento!

ASC (ANDALUZİT, SİLİSYUM KARBÜR) VE AZS (ANDALUZİT, ZİRKON, SİLİSYUM KARBÜR) MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

Türkiye Hazır Beton Birliği İktisadi İşletmesi Deney / Kalibrasyon Laboratuvarı. Deney Listesi

FARKLI BAĞLAYICILARIN KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU ESASLI HARÇLAR ÜZERİNDEKİ ETKİLERİ. Prof. Dr. İsmail Özgür YAMAN

2/21/2018. Ham karışımı çimento klinkerine dönüştüren tipik pişirme işlemi:

MMT113 Endüstriyel Malzemeler 7 Seramikler. Yrd. Doç. Dr. Ersoy Erişir Güz Yarıyılı

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

FARKLI İNCELİKLERDEKİ TRAS VE UÇUCU KÜLÜN ÇİMENTO DAYANIMLARINA ETKİSİ

MTA GENEL MÜDÜRLÜĞÜ NE AİT İLK PATENT ÇİMENTOSUZ HAFİF YAPI MALZEMESİ ÜRETİM YÖNTEMİ

Çimento Klinker Fazları ve Öğütme Parametreleri Arasındaki İlişkiler

İÇME SUYU ARITMA TESİSİ ALÜM ÇAMURUNUN PUZOLANİK MALZEME OLARAK KULLANIMI ÜZERİNE BİR ARAŞTIRMA

ALKALİ AKTİVE EDİLMİŞ YÜKSEK FIRIN CÜRUFLU HARÇLARDA ASİT ETKİSİ. İlker Bekir TOPÇU & Mehmet CANBAZ *

TANE İNCELİĞİNİN TRASLI ÇİMENTO ÖZELLİKLERİNE ETKİSİ

EKOBEYAZ. yapı kimyasalları. Hem ekonomik, hem yüksek beyazlık!

The Different Definitions, Classification, Properties and Usage Areas of the Mineralogical Additives (Part II)

Dokuz Eylül Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Çevre Mühendisliği Bölümü, Buca/İZMİR ÇİMENTO ÜRETİMİ VE HAVA KİRLİLİĞİ

SÜPER BEYAZ. yapı kimyasalları. Yüksek performanslı beyaz çimento!

TÜRK ÇİMENTO SEKTÖRÜNÜN DÖNGÜSEL EKONOMİDEKİ ROLÜ

Mermer Tozu Katkılı Kendiliğinden Yerleşen Betonların Taze ve Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi

TEKSTİL FABRİKASI ATIK KÜLÜ VE BAZALTİK POMZA KATKILI TUĞLALARIN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ

YAPI MALZEMESİ. Romalılar devrinde ise su kireci bulunmuş ve su içi inşaatlarında kullanılmıştır.

3/20/2018. Puzolan malzemelerin sınıflandırılması:

ENDÜSTRİYEL SÜREÇLER MEVCUT VERİLERİN DEĞERLENDİRİLMESİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/1) Akreditasyon Kapsamı

ÇİMENTODA YENİ STANDARDLAR VE MİNERAL KATKILAR

YAPI MALZEMESİ ÇİMENTO

Pik (Ham) Demir Üretimi

SİGMA BETON FAALİYETLERİ. Engin DEMİR Şirket Müdür Yardımcısı

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

BORAKS ÜRETİMİNDE ORTAYA ÇIKAN ATIK MALZEMENİN ÇİMENTODA DEĞERLENDİRİLMESİ

Çimento Fazları ve Hidratasyonu Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

CACSAND. yüksek performanslı kalsiyum alüminat agregası. Yüksek dayanıklılık gerektiren uygulamalarınız için özel bir agrega!

ÇİMENTO SEKTÖR PROFİLİ 2005

Elazığ Ferrokrom Cürufunun Betonun Basınç Dayanımı ve Çarpma Enerjisi Üzerine Etkisi

E. Sönmez ve S. Yorulmaz

YÜKSEK FIRIN CURUFU KATKISININ ÇİMENTOYA ETKİSİ

MİNERAL VE KAYAÇLARIN MÜHENDİSLİK ÖZELLİKLERİ

TÜRK ÇİMENTO SEKTÖRÜNÜN ALTERNATİF YAKIT VE ALTERNATİF HAMMADDE KULLANIMI YAKLAŞIMI

ÇİMENTO ÜRETİMİ VE HAVA KİRLİLİĞİ

BETONDA SİLİS DUMANI KULLANIMININ EKONOMİK ANALİZİ

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/1) Akreditasyon Kapsamı

Katkılı Betonlarda Donatı Korozyonun Araştırılması

SÜRDÜRÜLEBİLİR HAZIR BETON ÜRETİMİNDE YÜKSEK FIRIN CÜRUFUNUN ROLÜ

Tuğla Ununun Çimentoda Puzolanik Katkı Maddesi Olarak Kullanılabilirliği. Usability of Waste Brick Powder as Pozzolanic Additive in Cement

DENİZLİ İLİ MADEN VE ENERJİ KAYNAKLARI

MADEN SEKTÖRÜ/ AKSARAY

ÇIMENTO VE AGREGALAR KULLANILARAK MATEMATİKSEL MODELLENMESİ. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

TEKNOLOJİK ARAŞTIRMALAR

Çorum Yöresi Tuğla Topraklarındaki Çözünebilir Alkali Tuzların Olumsuz Etkilerinin BaCO 3 ve SrCO 3 ile Giderilmesi

Hazırlayan: İnş.Yük.Müh. Yasin Engin

Alçı Doğada : Alçı taşları Saf alçı taşı : CaSO.2H 4.2 2O Đçerdikleri : MgO, Al, Fe, SiO, 2O3, Fe2O3, SiO2, CaCO, MgCO... 3, MgCO3..

2. Endüstriyel Hammaddeler Sempozyumu, Ekim 1997 izmir Türkiye

TUĞLA UNUNUN ÇİMENTO MUKAVEMETİNE ETKİSİ EFFECTS OF BRICK DUST ON CEMENT STRENGTH

UÇUCU KÜLLÜ BETONLARIN DONMA-ÇÖZÜLME ETKİSİNDE MEKANİK ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI. Necdet Sezer Kampüsü Gazlıgöl Yolu Afyon,

İNŞAAT MALZEME BİLGİSİ

BAĞLAYICILAR. Alçı harcı, Kireç harcı, Takviyeli kireç harcı, Çimento harcı, Kuru harç, Şap ve sıva harcıdır.

SÜPER BEYAZ. karo. Yüksek performanslı beyaz çimento!

Uçucu Kül ve Yüksek Fırın Cürufunun Çimento Üretiminde Katkı Olarak Kullanımı

Hazırlayan: İnş.Yük.Müh. Yasin Engin

2. KLİNKER HAMMADDELERİ

Silis Kumunun Yolculuğu

ALANLARI AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ TEKNİK EĞİTİM FAKÜLTESİ

Beton Melike Sucu ZEMİN BETONLARINDA KALSİYUM ALÜMİNAT ÇİMENTOSU KULLANIMI. Nisan, 17

DOKUZ EYLÜL ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MÜDÜRLÜĞÜ DERS/MODÜL/BLOK TANITIM FORMU. Dersin Kodu: MME 5010

BELEDİYE ATIKLARININ ÇİMENTO SEKTÖRÜNDE EVSEL ATY OLARAK KULLANILMASI

Portland çimentosu, kalker ve kil karışımı. hammaddelerin pişirilmeleri ile ortaya çıkan ve klinker

BETON ÜRETİMİNDE KULLANILAN İLAVE MALZEMELER

Akreditasyon Sertifikası Eki (Sayfa 1/5) Akreditasyon Kapsamı

ÇANKIRI İLİ MADEN VE ENERJİ KAYNAKLARI

ENDÜSTRİYEL SİMBİYOZ KAPSAMINDA ATIKLARDAN DEĞERLİ ÜRÜNLERİN ELDESİ İÇİN TEKNOLOJİ GELİŞTİRME PROJELERİ

ZEOLİTİN ÇİMENTO ÜRETİMİNDE KULLANIM OLANAKLARI

Mineral Katkılar- Metakaolin. Çimento AraĢtırma ve Uygulama Merkezi

Üçlü Sistemler - 1 Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

Yrd. Doç. Dr. Atilla EVCİN Sol-jel Prosesleri Ders Notları


ZEOLIT KATKILI ÇIMENTOLARIN ÖZELLİKLERİNİN İNCELENMESİ INVESTIGATION OF ADDED ZEOLITE CEMENT PROPERTIES

Amendments on the TS EN 197-1:2012 Standard

Tuğla Kırıklarının Tuğla Üretiminde Kullanımı

ASC VE AZS MALZEMELERİN ALKALİ VE AŞINMA DİRENÇLERİNİN İNCELENMESİ

KİREÇ. Sakarya Üniversitesi

Portland Çimentosu ve Kalsiyum Alüminat Çimentosu Mineral Fazlarının Yapı Kimyasalı Ürünlerinin Performansına Etkileri. Eylül,2017 İstanbul

Çimento Fazları ve Etkileri

ÇİMENTOLARIN BASINÇ DAYANIMLARININ TAYİNİNDE PRİZMATİK NUMUNELER YERİNE KÜP NUMUNELERİN KULLANILABİLİRLİLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

KÜKÜRT DİOKSİT GAZI İLE ÜLEKSİT TEN BORİK ASİT ÜRETİMİ

ISIDAÇ 40 Esaslı Yüksek Performanslı Beton. Çimento Araştırma ve Uygulama Merkezi

SIRLI YER VE DUVAR KAROSU ATIKLARININ ÇİMENTO SANAYİNDE KATKI MADDESİ OLARAK DEĞERLENDİRİLMESİ ÖZET

ÇEV416 ENDÜSTRİYEL ATIKSULARIN ARITILMASI

DİYARBAKIR MERMER TOZ ARTIKLARININ TAŞ MASTİK ASFALT YAPIMINDA KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI

Monolitik Refrakter Malzemelerde Temel Özelliklerin Detaylandırılması

Transkript:

MERMER VE TUĞLA ENDÜSTRİ ATIKLARININ BELİRLENEN MODÜL ÖZELLİKLERİYLE ÇİMENTO HAMMADDESİ OLARAK KULLANILABİLİRLİĞİNİN ARAŞTIRILMASI Mehmet Serkan KIRGIZ* *Hacettepe Üniversitesi Polatlı Teknik Bilimler Meslek Yüksekokulu, Ankara, *e-mail: kirgiz@hacettepe.edu.tr ÖZET Kırgız (2007) doktora çalışmasında yaptığı hesaplamada, Türkiye de mermer üretiminden yaklaşık 2 592 000 (t/yıl) ve tuğla üretiminden yaklaşık 3 800 000 (t/yıl) mineralojik atık çıktığını belirtmektedir. Mineralojik atıklar tarım topraklarında stoklandığından bu toprakları bozmaktadır. Diğer yandan çimento üretiminde harcanan enerjinin % 60 ı hammaddelerin klinkerleşmesi için tüketilir. Çimento üretimindeki enerji tüketimini azaltmanın yolu, daha az enerjiyle daha çabuk klinkerleşecek yeni çimento hammaddeleri bulmaktan geçer. Bu yol ise çimento hammaddesinin kimyasal özelliğinin belirlenmesinin yanında modül özelliklerinin de belirlenmesini gerektirir. Çimento hammaddesinin hazırlanmasında kimyasal bileşen ve/veya bileşik yüzdelerinin birbirine oranlanmasıyla elde edilen kimyasal özelliklere modül adı verilir. Literatürde klinkere mineralojik atıkların katılıp pişirilmesi veya klinkere ve çimentoya mineralojik atıkların öğütülerek katılması yoluyla üretilen örnekler üzerinde deneyler yapılmıştır. Ancak bu çalışmalarda çimento hammaddelerinin modül özelliklerinin tümü belirlenmemiştir. Çimento üretiminde tasarruf sağlayacak yeni çimento tipleri bulmak için hammadde olarak kullanılabilecek malzemeler araştırılırken, kimyasal özelliklerinin yanı sıra modül özelliklerinin de incelenmesi kimyasal, fiziksel ve mineralojik özellikler bakımından çimentonun geliştirilmesini sağlayacak ve bu mineralojik atıkların çevreye verdiği zararlar en aza indirilecektir. Bu çalışmanın amacı, tuğla ve mermer endüstri atıklarının belirlenen modül özellikleriyle çimento hammaddesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Bu deneysel araştırmada TÜBİTAK projesi öncesinde yapılan çalışmanın bulgularına yer verilmiştir. Bu deneysel çalışmada Afyon Erdem Mermer Fabrikasında ortaya çıkan mineralojik mermer tozu atıkları (MMTA) ve Afyon Ulaş Tuğla Fabrikasında tuğla üretimi sırasında ortaya çıkan mineralojik tuğla (MTTA) tozu atıkları çimento hammadde (farin) malzemesi olarak seçilmiştir. Mermer ve tuğla tozlarının TS EN 196 2 standardına göre belirlenen kimyasal özelliklerinin yanı sıra bu mineralojik atıklardan hazırlanan F1, F2 ve F3 farin örneklerinin de kimyasal özellikleri BS EN ISO 12677 ve TS EN 196 2 standartlarına göre belirlenmiştir. Gerek mermer ve tuğla tozlarının kimyasal özelikleri gerekse farin örneklerinin kimyasal özellikleri, literatürden bilinen hidrolik modülü, silis modülü, alümin modülü, kireç standardı modülü ve kireç doygunluk faktörü modülü eşitliklerine yerleştirilerek hem mermer ve tuğla tozunun hem de farin örneklerinin modül özellikleri belirlenmiştir. Sonuçlar mermer ve tuğla mineralojik atıklarının çimento hammaddesi olarak kullanılabilecek gerekli modül özelliklerine sahip olduğunu ve çimento hammaddesi olarak kullanılabilecek büyük bir potansiyele sahip olduğunu göstermiştir. Anahtar kelimler: Tuğla tozu, Mermer tozu, Mineralojik atık, Çimento hammaddesi, Klinker, Modül özellikleri

THE RESEARCH of USABLE as CEMENT RAW MATERIALS WITH DETERMINING MODUL PROPERTIES of MARBLE and BRICK INDUSTRY WASTE S 1. GİRİŞ Türkiye zengin mermer rezervlerine sahiptir. Dünya mermer üretiminin hızla artmasında Türkiye, Hindistan, İspanya ve Çin in payı büyük olmuştur [1]. Türkiye de hammaddelerin kolaylıkla temin edildiği tuğla üretiminde yıllık hammadde tüketiminin 30 milyon ton civarında olabileceği hesaplanmaktadır. Ülkemizde tuğla, kolay üretilen, ucuz ve kullanımı yaygın bir yapı malzemesidir [2]. Kırgız (2007) doktora çalışmasında yaptığı hesaplamada, Türkiye de mermer üretiminden yaklaşık 2 592 000 (t/yıl) ve tuğla üretiminden yaklaşık 3 800 000 (t/yıl) mineralojik atık çıktığını belirtmektedir [3]. İnşaat endüstrisinin alt sektörlerindeki üretim sırasında ortaya çıkan toz haldeki bu mineralojik atıklar ekonomik olarak sektörleri olumsuz etkilediği gibi, tarım topraklarını da bozmaktadır. Endüstriyel katı atıklar, evsel katı atıklardan farklılık göstermektedir. Katı atık arıtma sistemleri de, mermer ve tuğla üretiminde oluşan toz haldeki mineralojik atıklar üzerinde etkili olmadığından bu atıkların tarım topraklarında stoklanması, tarım topraklarını verimsiz hale getirmektedir [4]. İnşaat sektörünün diğer bir önemli kolu olan çimento endüstrisi, hammaddelerin pişirilmesinin ardından klinkerin alçı taşıyla birlikte öğütülmesi işlemlerinde büyük miktarda enerji tüketen bir sektördür. Çimento sektöründeki toplam enerjinin % 60 ı klinkerleşme sırasında tüketilmektedir. CEM I N çimentosu klinkerini farklı hammadde karışımlarıyla üretmek için çeşitli araştırmacılara göre, teorik olarak yaklaşık 1674 1799 (kj/kg) arasında enerjiye gereksinim vardır. Üretimde gerekli olan sıcaklık ise 3100 3600 (kj/kg) olduğundan üretim sıcaklığı, verilen bu teorik sıcaklıktan çok daha yüksektir. Çimento üretimindeki enerji tüketimini azaltmak için hammaddenin modül özelliklerini literatürden bilinen sınır değerlerde tutmak gerekir [5, 6, 7]. Çimento hammaddesi kimyasal özellik yüzdelerinin birbirine oranlanmasıyla elde edilen değere modül özellikleri adı verilir. Literatürden bilinen en yaygın modül özellikleri arasında hidrolik modülü, alümin modülü, silis modülü, kireç standardı modülü ve kireç doygunluk faktörü modülü sayılabilir. Kapsamlı araştırmalar sonunda Michealis çimento üretiminde hammadde de bulunan kalsiyum oksidi, silisyum, alüminyum ve demir oksit toplamına oranlayıp elde ettiği özelliğe hidrolik modülü (HM) adını vermiştir [8]. Ham karışımdaki optimum kireç miktarını hesaplamak için hidrolik modülü (HM) çimento üreticileri tarafından sıkça kullanılır [9]. Kaliteli çimentolar için hidrolik modülü (HM) 2 değerinde olmalıdır. Hidrolik modülünün (HM) 1,7 den düşük olması çimentoların dayanımının yetersiz olmasına, 2,3 den fazla olması genleşmeye neden olmaktadır [8, 9]. Silisyum oksit (SiO2) miktarının, alüminyum (Al2O3) ve demir (Fe2O3) oksit miktarlarının toplamına oranına silis modülü (SM) denir. Kühl tarafından tanımlanan silis modülü için ortalama değerler 2,4 2,7 arasındadır. Silis modülü değeri arttıkça klinkerin pişirilebilirliği zorlaşmaktadır [8, 9]. Alüminyum oksidin, demir okside oranlanmasıyla karakterize edilen modül özelliği ise alüminyum modülüdür. Bu oran için ortalama değer 1,5 2,5 arasında olmalıdır [9]. standardı modülü (KSM), Kühl tarafından çimentonun gerçek kireç miktarına ilişkin bir özellik olarak ileri sürülmüştür. standardı modülünün yüksek olması genellikle yüksek

dayanımlı çimento anlamına gelmektedir. Normal Portland çimentosunda bu değer 90 95 arasındadır. Çabuk priz alan Portland çimentosunda ise kireç standardı modülü 95 den 98 e kadar yükselmektedir. İngiliz standartlarında kireç standardı modülüne eşdeğer eşitlik, kireç doygunluk faktörü modülüdür (KDFM). doygunluk faktörü modülü (KDFM) 0,7 1,2 arasında olmalıdır [8, 9]. Literatürde klinkere mineralojik atıkların katılıp pişirilmesi veya klinkere ve çimentoya mineralojik atıkların öğütülerek katılması yoluyla üretilen örnekler üzerinde deneyler yapılmıştır. Sadece mineralojik atıkların çimento hammaddesi olarak kullanıldığı araştırmalar oldukça azdır. Üretim işlemlerinde tasarruf sağlamak, çevre ve insan sağlığına olan zararları bertaraf etmek ve yeni yapı malzemeleri geliştirmek için endüstriyel mineralojik atıkların çimento, beton ve harç gibi yapı malzemelerinin hammaddesi olarak kullanımı araştırılmalıdır. Bu çalışmanın amacı: mermer ve tuğla endüstri mineralojik atıklarının ve bu atıklardan üretilen farin ve klinkerlerin belirlenen modül özellikleriyle çimento hammaddesi olarak kullanılabilirliğinin araştırılmasıdır. Bu deneysel araştırmada TÜBİTAK projesi öncesinde yapılan çalışmanın bulgularından yararlanılmıştır. 2. MALZEME ve METOTLAR Afyon Erdem Mermer Fabrikasında ortaya çıkan toz haldeki mineralojik mermer atıkları ve Afyon Ulaş Tuğla Fabrikasında tuğla üretimi sırasında ortaya çıkan toz haldeki mineralojik tuğla atıkları bu çalışmada çimento hammadde (farin) malzemesi olarak seçilmiştir. Makalede mineralojik tuğla atıklarını MTA kısaltması ve mineralojik mermer atıklarını MMA kısaltması ifade edecektir. MTA ve MMA örneklerinin oksitleri ve kızdırma kayıpları TS EN 196 2 standardında belirtilen esaslara uygun olarak DSİ Teknik Araştırma ve Kalite Kontrol Dairesi Başkanlığı laboratuvarında belirlenmiştir [10]. MTA ve MMA örneklerinin kimyasal özellikleri Çizelge 1 de verilmiştir [11]. Çizelge 1. MTA ve MMA örneklerinin kimyasal özellikleri [11] Kimyasal Özellikler (%) Mineralojik Atıklar MMA MTA Kalsiyum Oksit (CaO) 50,6 13,83 Silisyum Oksit (SiO2) 0,18 37,57 Alüminyum Oksit (Al 2O 3) 0,09 18,12 Demir Oksit (Fe 2O 3) 0,03 15,96 Magnezyum Oksit (MgO) 0,86 2,32 Kükürt Oksit (SO 3) 0,07 0,33 Potasyum oksit (K 2O) 0,02 0,26 Sodyum Oksit (Na 2O) 0,57 0,00 Kızdırma Kaybı 47,58 11,61 Farin harmanları oluşturulmadan önce MMA ve MTA örnekleri bilyeli değirmende öğütülmüştür. MMA ve MTA örnekleri üç farklı oranda harmanlanarak F1, F2 ve F3 farinleri elde edilmiştir. F1, F2 ve F3 farinlerinin oksitleri BS EN ISO 12677 standardında belirtilen esaslara uygun olarak ve kızdırma kayıpları TS EN 196 2 standardında belirtilen esaslara uygun olarak Set Ankara Çimento Fabrikası laboratuvarında belirlenmiştir [10, 12]. Farin örneklerinin kimyasal özellikleri Çizelge 2 de verilmiştir [11].

Çizelge 2. Farin örneklerinin kimyasal özellikleri [11] Kimyasal Özellikler Farin Örnekleri F1 F2 F3 Kalsiyum Oksit (CaO) (%) 41,4 40,2 42,6 Silisyum Oksit (SiO2) (%) 9,07 9,3 8,86 Alüminyum Oksit (Al2O3) (%) 1,96 2,34 2,12 Demir Oksit (Fe2O3) (%) 1,32 1,44 1,26 Magnezyum Oksit (MgO) (%) 3,05 3,85 2,89 Kükürt Oksit (SO3) (%) 1,1 1,46 0,52 Potasyum oksit (K2O) (%) 0,48 0,58 0,32 Sodyum Oksit (Na2O) (%) 0,96 1,02 0,68 Kızdırma Kaybı (%) 40,66 39,81 40,75 Serbest (%) 0 0 0 Michealis adlı araştırmacının ortaya koyduğu hidrolik modülü karışım hesabı metoduna göre MMA ve MTA mineralojik örneklerinin elde homojenizasyonuyla elde edilen F1, F2 ve F3 farin örnekleri MTA Isıl İşlemler laboratuvarında üçgen koni metoduyla 1350 ºC de pişirilerek K1, K2 ve K3 klinkerleri elde edilmiştir. K1, K2 ve K3 klinkerleri öğütülüp BS EN ISO 12677 standardında belirtilen esaslara uygun olarak oksitleri ve TS EN 196 2 standardında belirtilen esaslara uygun olarak kızdırma kayıpları Set Ankara Çimento Fabrikası laboratuvarında belirlenmiştir [10, 12]. Klinker örneklerinin ve tipik CEM I N çimentosunun kimyasal özellikleri Çizelge 3 de verilmiştir [11]. Çizelge 3. Klinker örneklerinin ve tipik CEM I N çimentosunun kimyasal özellikleri [11] Kimyasal Özellikler Klinker Örnekleri Tipik K1 K2 K3 CEM I N Çimentosu [21] Kalsiyum Oksit (CaO) (%) 48,79 48,13 48,82 60 67 Silisyum Oksit (SiO2) (%) 16,58 16,02 16,15 17 25 Alüminyum Oksit (Al2O3) (%) 7,11 6,63 6,36 3 8 Demir Oksit (Fe2O3) (%) 14,94 14,84 15,20 0,5 6 Magnezyum Oksit (MgO) (%) 1,52 1,53 1,55 0,1 4 Kükürt Oksit (SO3) (%) 3,57 4,31 3,87 1 3 Potasyum oksit (K2O) (%) 0,60 0,62 0,58 (Alkali) 0,2 1,3 Sodyum Oksit (Na2O) (%) 0,06 0,08 0,09 Serbest (%) 5,74 6,49 5,97 - Kızdırma Kaybı (%) 2,66 3,26 2,03 - MMA, MTA, farin ve klinker örneklerinin belirlenen kimyasal özellikleri, literatürden bilinen ve aşağıda verilen hidrolik modülü (HM), alümin modülü (Al.M), silis modülü (SM), kireç standardı modülü (KSM) ve kireç doygunluk faktörü modülü (KDFM) eşitliklerine yerleştirilerek MTA, MMA, üretilen farin ve klinker örneklerinin modül özelikleri hesaplanmıştır. HM SM SiO CaO [1] 2 AlO 2 3 Fe2 O3 SiO 2 [2] AlO 2 3 FeO 2 3

AlO 2 3 Al. M [3] FeO 2 3 KSM KDFM 100 x( CaO 0.75MgO ) (2.8 xsio) (1.1 xalo ) (0.7 xfe [4] 2 2 3 2O3 ( CaO 0.7SO3 ) (2.8 xsio) (1.2 xalo ) (0.65xFeO ) 2 2 3 ) [5] Eşitliklerde, CaO: Kalsiyum Oksit (%), SiO2: Silisyum Oksit (%) Al2O3: Alüminyum Oksit (%) Fe2O3: Demir Oksit (%) MgO: Magnezyum Oksit (%) SO3: Kükürt Oksit (%) ifade etmektedir. 3. BULGULAR ve TARTIŞMALAR 2 Mineralojik mermer atıkları (MMA) ve mineralojik tuğla atıkları (MTA), farin ve klinker örneklerinin kimyasal özelliklerinden hesaplanan modül özelliklerinin bulguları Çizelge 4 de verilmiştir. Çizelge 4. MMA, MTA, farin ve klinker örneklerinin modül özellikleri Modül Özellikleri (%) Örneğin Adı Hidrolik 3 Silis Alüminyum Standardı Doygunluk Faktörü MMA 168,67 1,50 3,00 8212,34 80,05 MTA 0,19 1,10 1,14 11,42 0,10 F1 3,35 2,77 1,48 153,42 1,42 F2 3,07 2,46 1,63 145,46 1,32 F3 3,48 2,62 1,68 159,76 1,50 K1 1,26 0,75 0,48 77,17 0,72 K2 1,28 0,75 0,45 78,80 0,72 K3 1,29 0,75 0,42 79,52 0,74 Literatürden Bilinen Modül Özelliklerinin Sınır Değerleri 1,7 2,3 2,4 2,7 1,5 2,5 90 95 0,7 1,2 3.1. MMA ve MTA Mineralojik Atık Örneklerinin Modül Özellikleri MMA ve MTA mineralojik atık örneklerinin modül özellikleri Çizelge 4 de verilmiştir. Mineralojik atıklardan MTA örneklerinin hidrolik, silis, alüminyum, kireç standardı ve kireç doygunluk faktörü modülleri, MMA örneklerinin aynı modül özelliklerinden daha azdır (Çizelge 4). Silisyum, alüminyum, demir ve kalsiyum oksit bakımından MTA örnekleri, MMA örneklerine göre daha dengeli bir yapıya sahiptirler. MMA örnekleri ise kalsiyum oksit deposudur (Çizelge 1). Literatürden edinilen modül özellikleri sınır değerleriyle MTA ve

MMA örneklerinin modül özelliklerinin değerleri karşılaştırıldığında, MTA örneklerinin hidrolik modülü, silis modülü, alüminyum modülü, kireç standardı modülü ve kireç doygunluk faktörü modülünün literatürde belirtilen modül özellikleri sınır değerlerinden daha az olduğu belirlenmiştir. MMA örneklerinde ise bu durum daha farklıdır. MMA örneklerinin hidrolik, alüminyum, kireç standardı ve kireç doygunluk faktörü modülleri literatürdeki aynı modül özelliklerinin sınır değerlerinden daha fazladır. MMA örneklerinin silis modülü ise literatürde belirlenen silis modülü sınır değerinden daha azdır. MMA ve MTA mineralojik atık örneklerinin modül özelliklerinin çubuk grafiği Şekil 1 de görülmektedir. 10000 1000 100 10 MMA MTA 1 0,1 Hidrolik Silis Alüminyum Standardı Doygunluk Faktörü 0,01 Şekil 1. MMA ve MTA mineralojik atıkların modül özellikleri çubuk grafiği Hidrolik modülü, kireç standardı ve kireç doygunluk faktörü modülleri göz önüne alındığında kalsiyum oksit bakımından zengin olan MMA örnekleri çimento hammaddelerinden kalkerin yerine, silis ve alüminyum modülü göz önüne alındığında, silis ve alüminyum oksit bakımından zengin olan MTA örnekleri ise çimento hammaddelerinden kil yerine kullanılabilir (Çizelge 1, Çizelge 4, Şekil 1). 3.2. Farin Örneklerinin Modül Özellikleri MMA ve MTA mineralojik atık örneklerinden hazırlanan F1, F2 ve F3 farin örneklerinin kimyasal özelliklerinden hesaplanan modül özellikleri Çizelge 4 de verilmiştir. MMA ve MTA mineralojik atık örneklerinin üç farklı oranda harmanlanması ve elde homojenizasyonuyla hazırlanan farin örneklerinin modül özelliklerinin çubuk grafiği Şekil 2 de görülmektedir.

1000 100 10 F1 F2 F3 1 Hidrolik Silis Alüminyum Standardı Doygunluk Faktörü Şekil 2. Farin örneklerinin modül özellikleri çubuk grafiği Farin örneklerinde yüksek oranda mineralojik mermer atığı bulunmasından dolayı, farin örneklerinin kireç standardı modülü, hidrolik, silis, alümin ve kireç doygunluk faktörü modülünden daha fazladır. En yüksek kireç standardı modülü F3 farin örneklerinindir. F1 farin örneklerinin sadece alümin modülü değeri, literatürden bilinen alümin modülü sınır değerleri arasında çıkmasına rağmen F3 farin örneklerinin silis ve alümin modülleri literatürden bilinen silis ve alümin modülü sınır değerleri arasındadır. Tüm modül özellikleri bakımından en dengeli örnekler F2 farinleridir (Çizelge 4, Şekil 2). 3.3. Klinker Örneklerinin Modül Özellikleri F1, F2 ve F3 farin örneklerinin 1350 C de pişirilmesiyle üretilen K1, K2 ve K3 klinkerlerinin kimyasal özelliklerinden hesaplanan modül özellikleri Çizelge 4 de verilmiştir. Bu çalışmadaki klinker örnekleri modül özellikleriyle literatürden bilinen modül özellikleri sınır değerlerinin kıyaslanması sırasında literatürden bilinen modül özellikleri sınır değerlerinin CEM I N çimentosunun döner bir fırında yaş veya kuru yöntemle pişirilerek üretilen klinkerlerin kimyasal özelliklerinden hesaplandığı göz önünde bulundurulmalıdır. (Çizelge 4). Klinker örneklerinin modül özelliklerinin çubuk grafiği Şekil 3 de görülmektedir.

100 10 K1 K2 1 Hidrolik Silis Alüminyum Standardı Doygunluk Faktörü K3 0,1 Şekil 3. Klinker örneklerinin modül özellikleri çubuk grafiği K1, K2 ve K3 klinker örneklerinin kireç doygunluk faktörü modülleri, literatürden bilinen kireç doygunluk faktörü modülü sınır değerleri arasındadır. Bu bulgu ışığında klinker örneklerinde kirecin dekarbonizasyona uğradığı ve klinker örneklerinin kirece doygun duruma geldiği anlaşılmıştır. Çimento hammaddesinin fırında pişirilmesinde harcanan en büyük enerji, kalkerin dekarbonizasyonu içindir. Bu nedenle klinker örneklerinin hidrolik, silis, alüminyum ve kireç standardı modülleri, literatürden bilinen aynı modül özellikleri sınır değerlerinden daha azdır. Klinker örneklerinden hidrolik modülü sınır değerine en fazla yaklaşan K3 klinker örnekleridir. MMA ve MTA mineralojik atık örneklerinin homojenize edilip pişirilmesiyle üretilen klinker örnekleri incelendiğinde başlangıçta bu mineralojik atıklarda bulunan modül özelliklerindeki yüksek değerler ortadan kalkmıştır. Araştırmanın farklı sıcaklıklarda ve farklı sıcaklık sürelerinde döner bir fırında yapılmasıyla CEM I N çimentosu klinkeri için önerilen modül özelliklerinin elde edilebileceği düşünülmektedir. 4. SONUÇLAR ve ÖNERİLER Mermer ve tuğla endüstrisi mineralojik atıkları (MMA, MTA), bu atıkların homojenize edilmesiyle hazırlanan farin örnekleri ve farin örneklerinin 1350 C de pişirilmesiyle üretilen klinker örneklerinin kimyasal özelliklerinden hesaplanan modül özellikleri bulgularından çıkarılan sonuçlar aşağıda maddeler halinde sıralanmıştır: 1- Mermer ve tuğla endüstrisi mineralojik atıkları birlikte çimento hammaddesi olarak kullanılabilecek modül özelliklerine sahiptir. Mermer atıkları çimento hammaddelerinden kalker yerine, tuğla atıkları ise kil yerine kullanılabilir. 2- Hazırlanan farin örneklerinin modül özellikleri, literatürden bilinen modül özelliklerinin sınır değerlerini göstermiştir. 3- Klinker örneklerinin hidrolik modülünün, literatürde hidrolik modülü için önerilen sınır değerlerinin arasında olmamasının temel sebebi, MMA ve MTA örneklerinden harmanlanıp, homojenize edilerek hazırlanan farin örneklerinin gerçekte olduğu gibi döner bir fırında pişirilmediğinden kaynaklandığı düşünülmektedir.

4- Klinker örneklerinin modül özellikleri, literatürden bilinen modül özelliklerinden hidrolik, silis, alüminyum ve kireç standardı modül özelliklerinden az kireç doygunluk faktörü modül özelliklerinin sınır değerleri arasındadır. Bu nedenle klinker örnekleri kirece doygun durumdadır. Sonuç olarak, mermer ve tuğla endüstrisi mineralojik atıklarının belirlenen modül özelliklerine göre çimento hammaddesi olarak kullanılabilir. Hazırlanan farin ve üretilen klinker örneklerinin modül özellikleri de bu kanıyı destekler niteliktedir. Ancak klinker pişirme işlemi sırasında uygulanan metot yerine gerçek pişirme işleminde olduğu gibi pilot bir döner fırında farklı sıcaklıklarda ve farklı pişirme sürelerinde mermer ve tuğla endüstri mineralojik atıklarının pişirilmesiyle CEM I N çimentosunun modül özelliklerinin elde edileceği düşünülmektedir. 5. KAYNAKLAR 1. Devlet Planlama Teşkilatı, Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, Mermer-Granit-Yapı taşları-arduvaz, Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu, no. DPT:2616-ÖİK: 627, Ankara, 9 20 (2001). 2. Devlet Planlama Teşkilatı, Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, Alçı--Kum- Çakıl-Mıcır-Boya toprakları-tuğla-kiremit, Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu DPT:2615-ÖİK: 626, Ankara, 85 90 (2001). 3. Kırgız, M., S. Mermer ve tuğla endüstrisi atıklarının çimento üretiminde mineralojik katkı olarak kullanılması, Doktora Tezi, Gazi Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü, Ankara, 1 5, 2007. 4. Devlet Planlama Teşkilatı, Altıncı Beş Yıllık Kalkınma Planı, Sanayi ve Çevre, Özel İhtisas Komisyonu Raporu ISBN. 975 19 0713 6, Ankara, 24 29, 1993. 5. Devlet Planlama Teşkilatı, Sekizinci Beş Yıllık Kalkınma Planı, Çimento hammaddeleri, Madencilik Özel İhtisas Komisyonu Raporu DPT:2614-ÖİK: 625, Ankara, 3 28, 2001. 6. Gimenez, S., Blanco, M., T., Palomo, A., Puertas, F. Production of cement requiring low energy expenditure An industrial test, ZKG International, 44 (1): 12 15, 1991. 7. Theisen, K. The influence of raw mix burnability on cement clinker, World Cement, 23 (8): 17 23, 1992. 8. Baç, N., Çimento üretiminde ham karışımın hazırlanma prensipleri, Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği Yayını, Ankara, 26, 2002. 9. Ertün, T., Türker, P., Çimento kimyası, Türkiye Çimento Müstahsilleri Birliği Yayını, Ankara, 1-13, 23-26, 2004. 10. TS EN 196 2 Çimento-Deney metodları- Bölüm 2: Çimento kimyasal analizi, Türk Standartları Enstitüsü, Ankara, 1 27, 2002.

11. Kırgız, M.S., Çimento Hammaddesi Olarak Kullanılabilecek Bazı Endüstri Atıklarının Özelliklerinin Belirlenmesi, 14. ULUSLARARASI METALÜRJİ VE MALZEME KONGRESİ, Poster Bildiri No: MWE05, İstanbu Teknik Üniversitesi, İstanbul, 2008. 12. BS EN ISO 12677 Chemical analysis of refractory products by XRF Fused cast bead method, British Standard International, 1 74, 2003.