ÇİMENTOve

-Çimento Türleri-

Hayat BOZKIRTürkiye Çimento Müstahsilleri Birliği

(TÇMB)

10.05.2012 YÜFBeton ve Beton Bileşenleri Semineri

Tanımı

Üretimi

Türleri

ÇİMENTO

ÇİMENTO önemli bir yapı malzemesi

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.

HammaddelerHammaddeler

kalker, kalker, kil ,kil , killikilli kalkerinkalkerin (marn) yanısıra, (marn) yanısıra,

silisli kum, demir cevheri silisli kum, demir cevheri gibi mgibi maddelerdaddelerdir. ir. BBelelirliirli oranlarda oranlarda katılır.katılır.

““farinfarin” ” denilen bir karışım hazırlanır.denilen bir karışım hazırlanır.

Hazırlanan bu Hazırlanan bu ffarinarin’’in yaklaşık in yaklaşık

14501450ooC’ye kadar döner fırında C’ye kadar döner fırında

pişirilmesi pişirilmesi ile, ile, fırın çıkışında fırın çıkışında

meydana gelen tanelermeydana gelen taneler (granüller) (granüller)

halindeki ürünhalindeki ürünee “ “klinkerklinker” ” denir.denir.

Elde edilen bu Elde edilen bu klinkerin % 2klinkerin % 2.0.0-5-5.0 .0

civarında alçı taşı ile birlikte civarında alçı taşı ile birlikte

karıştırılıp öğütülmesi sonucundakarıştırılıp öğütülmesi sonucunda ise ise

““ÇİMENTOÇİMENTO” üretilmektedir. ” üretilmektedir.

ÇİMENTO +

AGREGA(Kum,Çakıl)

+

SU

BETON

Beton Bileşenlerinden

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 197-1gerekliliği

Çimentonun en önemli kısmını oluşturan, Çimentonun en önemli kısmını oluşturan, çimento çimento klinkerinin ana bileşenleriklinkerinin ana bileşenleri, kalsiyum , kalsiyum oksit, silisyum dioksit, alüminyum oksit ve oksit, silisyum dioksit, alüminyum oksit ve demir oksittir. demir oksittir.

Trikalsiyum silikat (Alit) Trikalsiyum silikat (Alit) CC33S (3CaO. SiOS (3CaO. SiO22)) Dikalsiyum silikat (Belit) Dikalsiyum silikat (Belit) CC22S(2CaO.SiOS(2CaO.SiO22)) Trikalsiyum alüminat Trikalsiyum alüminat CC33A(3.CaO.AlA(3.CaO.Al22OO33) ) Tetrakalsiyum alüminoferritTetrakalsiyum alüminoferrit CC44AF(4CaO.AlAF(4CaO.Al22OO33.Fe.Fe22OO33))

Pek çok çimento klinkeri ağırlıkça % 2 oranına Pek çok çimento klinkeri ağırlıkça % 2 oranına kadar serbest CaO (S.CaO) ihtiva eder.kadar serbest CaO (S.CaO) ihtiva eder.

Serbest kireç klinkerde % 2.5’un üzerindeki Serbest kireç klinkerde % 2.5’un üzerindeki miktarlarda bulunduğu takdirde, harç ve miktarlarda bulunduğu takdirde, harç ve betonda genleşme yaratır.betonda genleşme yaratır.

CaO+HCaO+H22O O Ca(OH) Ca(OH)22

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.

Puzolanik malzemeler 2 şekilde tanımlanır.

Çimentoda Mineral Katkılar(TS EN 197-1)

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)

Özellik  

TS EN 197-1Limit Değer TS EN 450-1

Limit DeğerSilissi Uçucu Kül

Kalkersi Uçucu Kül

Kızdırma Kaybı %Kategori A 0.0<..< 5.0Kategori B 2.0<..<7.0Kategori C 4.0<..<9.0

Kategori A 0.0<..< 5.0Kategori B 2.0<..<7.0Kategori C 4.0<..<9.0

SO3 % - - 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 SiO2 % - - -

Reaktif SiO2 % Min. 25.0 Min. 25.0(10.0< R.CaO< 15.0) -

Özgül Ağırlık kg/m3 - - -

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 - Min.10.0 ( R.CaO > 15.0 )

-

Hacim Genleşmesi mm Max.10 mm(1.0<S.CaO<2.5)

Max.10 mm Max.10(1.0<S.CaO<2.5)

TS EN 197-1 Çimentoda Kullanılan TS EN 450-1 Betonda Kullanılan

Çimentoda Mineral Katkılar(TS EN 197-1)

Pişmiş Şist (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 SülfatKalsiyum sülfat imalat sırasında çimentonun diğer bileşenlerine priz süresini kontrol için imal edilir.

Bileşim, İşaretleme--------Örnekler

TS EN 197-1 (2012) Kapsam

27 tip çimento

6 dayanım sınıfı

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

2000 2000 2012 2012

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 C3A miktarı (C3A=2.65A-1.69F) CEM I ve CEM IV için aşağıdaki limitler verilmiştir.

CEM I C3A = 0 , %3 %5

CEM IV/A ve CEM IV/B C3A %9

İLAVE olarak; Sülfata Dayanıklı Genel Çimentolar 7 ürün

CEM I – SR0 C3A = 0

CEM I – SR3 C3A ≤ %3

CEM I – SR5 C3A ≤ %5

CEM III/B –SR C3A limiti yoktur.

CEM III/C – SR C3A limiti yoktur.

CEM IV/A – SR C3A ≤ %9

CEM IV/B –SR C3A ≤ %9

7 Ürünün % Kompozisyonu

İlave Dayanım Sınıfları2 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: Not: LL Dayanım sınıfları sadece CEM III çimentoları Dayanım sınıfları sadece CEM III çimentoları için için tanımlanmaktadırtanımlanmaktadır..

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 iki kademede

gerçekleşir.

Priz alma’Priz alma’da, çimento pastası donarak da, çimento pastası donarak

katı hale gelir ancak henüz yeterli katı hale gelir ancak henüz yeterli

dayanıma sahip olmaz. Daha sonra dayanıma sahip olmaz. Daha sonra

oluşan oluşan sertleşmesertleşme kademesiyle önemli kademesiyle önemli

ölçüde dayanım gelişmesi gösterir.ölçüde dayanım gelişmesi gösterir.

SR çimentolar için ilave özellikler

Çimentoda sülfatla reaksiyona giren en Çimentoda sülfatla reaksiyona giren en

önemli bileşen Cönemli bileşen C33A olduğu için, bu A olduğu için, bu

çimentodaçimentoda

CC33A yüzdesi A yüzdesi % 5 % 5 ile sınırlanır.ile sınırlanır.

Çimento Tipi için Standard TanımlamaÖrnek

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

38

TEŞEKKÜRLERHayat Bozkır